单位文秘网 2021-07-04 08:21:51 点击: 次
思想者》为例,如表1所示,更加直观的体现出新技术相比现有技术的优越性。
2,2公共雕塑3D打印设备设计
2,21公共雕塑3D打印机设计定位
当前,国内外的3D打印机分为开放式和封闭式两种结构类型。由于公共雕塑以景观作品居多,且尺寸大小不一,根据行业的特性,此设计选择开放式结构。其创新点在于结构的整体性强、拆卸便捷、扩展性大同时采用履带式设计移动灵活,在复杂的地形条件下也能够顺利地完成工作。通过建立一个三轴交互运动坐标使打印平面每一个点都具有唯一确定的坐标值与其对应,采用整体造型设计避免零件凌乱布置,分别由机身部分、移动部分和工作部分组成。
2.22公共雕塑3D打印机机体结构设计及加工方式
公共雕塑3D打印机整体的设计结构由x组件、Y组件、z平台组件与工作组件、电路控制部分联接组成。x组件是由直线导轨、移动滑块与工作组件组成。Y组件做整体升降运动,升降运动的精度由控制步进电机与传输带交互完成。
z轴由移动履带与伸缩直线导轨控制步进电机组成。公共雕塑3D打印机整机如图3所示。
打印加工方式为:如表2所示从外部存储设备或者从计算机直接提取得到3D模型,由微控制器(单片机)对模型进行分析建立支撑结构,然后输出指令控制打印喷头的温度,使材料能够迅速融化并通过驱动电机带动喷头进行x、Y、z轴的移动,喷头在接收到指令后会调节喷出材料的多少,每打好一层控制器会读取下一层参数再打印下一层,直到最后打印完成。
3.虚拟现实与3D打印技术在具体雕塑的制作与应用
3.1案例总体设计规划
沈阳蒲河景观带是名副其实的“万顷生态湿地”,同时也是七星文化、蒲河文化、满族文化、现代文化的宜居风情带。该案例设计选址在蒲河景观带中游,如图4所示。为使雕塑与环境气氛相协调,此设计以“藤”作为元素,外观融入了七星文化元素,更能体现区域发展的激情与活力。该雕塑采用新的技术手段,来诠释新技术在公共雕塑设计制作中的可行性与优越性。
3,2虚拟现实与3D打印技术下雕塑制作流程
3,21基础雕塑模型的构建
新技术下雕塑的制作成型不依赖于手工制作,但不代表没有作品的呈现方式。设计中可以采用软件代替传统雕塑中手工制作的方式,将作品转化成立体模型。此设计采用犀牛软件来实现模型的构建,在犀牛软件中将作品创建成型。如图5所示。这里创建的模型替代传统雕塑中手工制造的初模阶段,仅仅表现出雕塑的立体形态,具备观看的效果。此阶段没有确定材质和最终尺寸,这一切都需要利用虚拟现实技术通过与环境的交互体验最终确定雕塑的信息参数。
在确定雕塑的基本形态之后,犀牛软件将以作品模型导出obj格式文件,该格式便于在接下来的虚拟眼镜操作中使用。
3.22虚拟现实预览测试
虚拟交互预览操作借助谷歌meta眼镜,其核心是增强现实技术。简而言之就是把现实世界放到屏幕上的虚拟展示,让现实的信息更丰富,易于观察。通过语音、触控、自动三种模式控制显示信息取代传统鼠标、键盘、显示器的操作,让场景更加真实、有说服力。本公共雕塑虚拟测试步骤:
1首先把基本的模型信息传输到META设备中,运行操作界面后根据蒲河生态走廊的自然环境色与雕塑的表面肌理,选择与其符合的材质与色彩参数。本雕塑材质选取为:SLA材料,色彩参数为C1 M89 Y17 K99;
2通过手指的滑动,转动到所需要的位置,完成对雕塑各个角度的观察。更加直观地优化作品的细节。如图6所示;
3利用手指的撑开与收拢完成任意的缩放,直至得到一个合适的作品尺寸,本雕塑的打印范围:5700,5700,700ram。
3.233D打印实物成型
此环节中我们借助上章节所设计的公共雕塑3D打印设备快速成型,经过虚拟现实预测后,将调整后的3D数字模型保存为STL文件格式,利用前台控制软件PROE对3D模型进行分层处理,分层完成后PROE软件可以导出被3D打印机识别的CODE控制文件。将CODE文件输入到3D打印机中,打印机Arduino主板里的固化软件开始读取控制文件,在确认设备状态正常后,开始控制分层打印。
最终的打印雕塑实物如图7所示,最终打印参数:材料为SLA,设置了2层实心层、2圈轮廓、23%填充绿色。打印速度为每分钟2-4层,成型体积为5700,5700,5700mm,打印精度为10,27,34mm。
4.结论
本文采用理论分析、文献阅读、案例分析等研究方法对3D打印技术与虚拟现实技术在公共雕塑制造领域可行性进行了相关探索,通过研究充分体现出新技术在环境保护、制作周期、降低成本等方面的优势。此外,技术手段虽然取代不了艺术表现,但是完全可以与艺术相互借鉴,配合艺术作品更加完美地呈现。综上所述,3D打印技术与虚拟现实技术以其独特的优势非常适合公共雕塑行业的设计与制造。在我国社会建设飞速发展对公共雕塑需求量不断增加的大背景中,新技术下的公共雕塑设计制造会具有更大的潜力与发展空间。
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