資深CAD設計師分享快速3D打印汽車輪毂

　　眼下的3D打印技術，不能僅用“好玩”兩個字來形容，這種基於CAD數據快速成型技術，正在對包括汽車及其配件在內的制造業產生巨大影響。媒體報道通用汽車中國前瞻技術科研中心已將這一技術引入，幫助開發汽車模具。今天筆者就此專訪某汽車行業的資深CAD工程設計師Joe，以汽車輪毂為例，向大家展示通過三維CAD軟件完成前端設計後，如何進行3D打印迅速制作汽車輪毂模型，進行前期的質量檢查，降低出錯率、節約時間、材料。

　　Joe表示，在進行3D打印之前，必須要有三維CAD設計軟件創建三維數據模型。常見的三維CAD設計軟件有國外的Solidworks，NX，國內中望3D等。由於中望3D具有靈活的自由曲面混合建模功能，能滿足企業進行精確設計的需求，而且在最新的版本中加入了直接輸出到“3D打印機”(Print3D)的功能，讓用戶非常方便快捷地與3D打印機交互，快速打印，因此Joe選擇用中望3D作為本次的繪圖工具。

　　設計的具體步驟請登陸中望3D官網查閱《三維CAD實現快速繪制汽車輪毂五大步驟》)，本文不展開闡述。汽車輪毂效果圖完工如下圖，即重要的前端三維CAD數據模型已創建完畢，接下來要實現3D打印。

　　由於3D打印文件格式為STL，首先將設計好的輪毂模型圖紙用中望3D輸出轉為STL格式。由於中望3D 2013最新加入“直接輸出到3D打印機”(Print3D)的功能，專用於與3D打印軟件無縫接合。可以自動切換到專用3D打印軟件界面，無需手動轉換 STL格式即可進行3D打印編程工作。

　　第一步：選擇“文件”操作界面上的“3D打印”按鈕(如下圖)。

　　第二步：輸出的STL文檔自動輸入到專用3D打印軟件界面，進行簡單的處理，即可開始打印。而其它各大廠商軟件配置的問題， STL文檔未能自動導入專用3D打印軟件，需要采用手動加載。

　　由於3D打印機加工尺寸限制的原因，在導入STL文件後，我們需要進行簡單的Stratasys公司的DimensionElite配置，包括調整產品定向、調整STL文件比例等，確保產品在3D打印機加工范圍內。

　　DimensionElite 是通過CatalystEX軟件進行3D打印管理。導入輪毂模型後，我們可以看到由於輪毂尺寸過大，超出了DimensionElite的加工范圍 (204*204*305mm)，所以需要縮小比例。同時，為了確保產品表面的光滑度，需要減少產品和支撐的接觸面積，所以還需要調整產品定向，具體如下：

　　1、 將STL比例設置為0.3

　　2、 將產品在Y軸方向旋轉180度

　　3、 設置層厚尾0.1778mm。Dimension Elite提供了2個層厚選擇：0.1778mm和0.2540mm，越小的層厚，加工精度越高，但相應的加工速度較慢。

　　調整後的最終效果圖如下：

　　點擊添加到模型包，CatalstEX軟件會自動生成加工文件包，然後就可以直接打印。

　　通過3D打印軟件把產品數據輸出3D打印機，即可進行產品打印。由3D打印機在電腦的三維CAD數據圖像的控制下，打印機的若干噴頭以極細微的厚度，一層層噴出液態材料，再使液態材料融合成固體物件(本次選用的打印材料是樹脂)，汽車輪毂模型大功告成!

　　3D打印完成的汽車輪毂模型

　　通過演示如何用三維CAD中望3D繪制汽車輪毂這個案例，在前端表現出來的快速建模功能，已經非常成熟，而且能滿足制造業企業的使用需求。同時，將來的中望 3D會陸續針對3d打印開發更具針對性的功能，例如3d打印標准件庫，教程等。但終究3D打印出來只是試樣，那麼最終還是要批量CAM加工制作，中望3D 的CAD/CAM一體化解決方案則可以輕而易舉解決客戶所需，從而實現從設計到加工的最佳途徑。