3D打印物体的稳定平衡优化

2022-12-27

3D打印技术的横空出世为人们的生活及工作带来了较多的便利条件,同时也更好的实现了人们对不同物体的创造能力,这对后世的人们及生活带来了较大的影响。但是3D打印技术还处于刚刚起步阶段,很多的应用能力及技术还不太成熟,如何对3D打印物体的稳定平衡进行合理优化已经引起了人们更多的关注,这对3D打印技术的发展与应用有着重要的作用,也是影响人们生活质量的重要因素。

1 3D打印技术的发展历程

3D打印技术被人们称为是第三次工业革命的导火索,3D打印技术在为人们带来机遇的同时也为人们带来了新的挑战。但是与此同时,3D打印技术也向人们发起了新的挑战。有很多研究学者运用3D打印技术设计出了新的支撑结构,这种结构不仅仅能够为人们节省大量的时间和成本,还能够解决打印失败的问题。在计算机设计当中,3D数字模型并不需要遵循相应的物理守恒规律,例如重力、摩擦力等,如果要运用3D打印,一些违反物理规则的物体就不能在现实世界中得到相同的效果。然而实际上计算机3D打印技术对于一些有关图形方面的设计而言,具有很大的突破性成就。

2 影响3D打印物体稳定平衡的因素

2.1 静力平衡因素

根据牛顿学原理来看,物体在受到外界作用力的情况下必将会改变原有的运动轨迹,尤其是在受到了来自于不同方向的作用力,使得物体保持静止或者是匀速直线运动运用。当物体放在水平面上的时候,物体受到的重力G以及水平面对它垂直向上的支持力N等大反方向共线。这时候物体所受的力为零,也就是物体能够恰好保持平衡。这种原理也就是人们常说的精力平衡原理。静力平衡因素在3D打印技术当中具有较多的优势,在实际的打印过程中,人们一定要充分的认识到稳定平衡的重要性,通过完善现阶段的技术,进而更好的提升打印技术。

2.2 稳定平衡因素

物体当达到何时的时候能够实现平衡是3D打印技术所研究的一个关键性因素,物体达到平衡的时候说明其各个方向所受的力都是相等的,当物体受到外力F的时候,物体偏离初始位置,当撤去外力F的时候,物体有能够恢复到了最初的位置。这种原理也被人们称之为稳定平衡原理。重力和支持力是物体受到了两种力,这两种力是物体保持稳定的关键性因素。也是物体从偏离位置恢复到最初位置的关键性因素。换一种角度来看,如果站在能量的角度上来看,势能较低的物体往往比较稳定,因为所有的物体都会朝着势能较低的方向发展,当物体自身的质心较低,尤其是当物体倾斜的时候,其质心往往会被抬的较高。而在这一过程中,物体质心的变化,也必将会导致物体有一种倾斜向下的趋势。

3 3D打印物体稳定平衡的优化措施

3D打印物体具有一定的优势,在优化该类措施的时候,应该从多个角度对其进行分析和研究。通常情况下应该在三角网格当中进行输入或者是输出,因为物体在外力的作用下往往会出现摆动的情况,若要满足质心高度随着倾斜角度的增加而增加,就应该注重物体平衡放置的位置,因为不同的位置必将会导致物体自身的稳定性有所不同。要想保证3D打印物体具有一定的平衡机制,首先就应该确保其拥有平衡稳定优化算法,但是其目标函数还是较为复杂的,有些为挖空算法,这类算法也是在三角形网格当中进行设置的,既需要考虑其角度的设计,也需要注重网格是否存在变形的因素。

结束语

本文主要论述了3D打印物体的稳定平衡优化等内容,通过分析可以发现,物体质量分布与其材料有着密切的关系,目前由于我国3D打印技术受到了一些因素的局限和限制,所以在做该项研究的时候,还应该考虑一些其他的因素,对于3D打印制造物体时内部出现的悬空问题,将会对3D打印物体技术带来新的挑战。

摘要：随着社会科技的快速进步,3D打印技术正在慢慢影响着人们的生活和工作,同时也赋予了人们更强的创造能力。3D打印技术是利用计算机的3D建模软件对人们所需物体进行建模,然后利用3D打印技术制造人们所需物体。在计算机的虚拟空间内,人们可以随心所欲的构建自身所需求的虚拟物体,然后利用3D打印技术进行制造,但是在打印过程中,人们发现打印出的物体在稳定性上还存在一定的缺陷,这使3D打印技术的应用受到了一定的影响。本文以优化3D打印物体的稳定和平衡为出发点,对3D打印进行了有效的分析和研究,希望可以为人们今后的高质量生活提供一定的帮助。

关键词：3D打印,稳定,平衡,优化