傅駿 鄧鵬玲 譙攀 馮姍 廖先強(qiáng)

1、四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程系 2、西華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 3、四川理工學(xué)院美術(shù)學(xué)院

開(kāi)源藝術(shù)雕刻軟件在創(chuàng)意工藝品中制造的應(yīng)用

傅駿1鄧鵬玲1譙攀2馮姍3廖先強(qiáng)1

1、四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程系 2、西華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 3、四川理工學(xué)院美術(shù)學(xué)院

開(kāi)源軟件是開(kāi)放源代碼的軟件，免費(fèi)使用。采用開(kāi)源藝術(shù)雕刻軟件Sculptris繪制了3D模型，利用3D打印機(jī)獲得ABS模樣，粘接蠟質(zhì)澆注系統(tǒng)，通過(guò)熔模鑄造獲得了金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品。

開(kāi)源軟件；Sculptris；創(chuàng)意工藝品

創(chuàng)意工藝品別出心裁、與眾不同，滿(mǎn)足了人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的個(gè)性化需求。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了四川省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“基于熔融沉積FDM的金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品制造實(shí)踐”，將用戶(hù)的創(chuàng)意打印成3D模樣，通過(guò)鑄造手段生產(chǎn)金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品。主要流程見(jiàn)圖1[1]。

圖1 金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品生產(chǎn)流程

從圖1可以看出，要得到3D模樣，首先要有3D模型。3D模型的來(lái)源有下載、軟件自帶、三維掃描、繪制等方式。本課題采用開(kāi)源藝術(shù)雕刻軟件Sculptris繪制3D模型進(jìn)行了試驗(yàn)。

1 開(kāi)源藝術(shù)雕刻軟件Sculptris

藝術(shù)雕刻軟件Zbrush，它的功能強(qiáng)大但價(jià)格昂貴。開(kāi)源軟件是指開(kāi)放源代碼的軟件，任何人都可以免費(fèi)使用它全部功能[2]。目前流行的開(kāi)源藝術(shù)雕刻軟件有Blender、Sculptris等。考慮到功能和操作的方便性，團(tuán)隊(duì)成員選用了Sculptris。圖2是Sculptris的界面。

圖2 Sculptris的界面

2 利用Sculptris繪制3D模型

Sculptris的9種筆刷完成主要的繪制功能，如表1所示。選擇每種筆刷后，中間位置會(huì)顯示相應(yīng)的圖標(biāo)，并可以進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

表1 Sculptris的9種筆刷

Sculptris的主要功能是由左上方9個(gè)按鈕來(lái)完成的。以繪制一只小狗為例，其繪制基本過(guò)程是，拖動(dòng)小狗身體，用膨脹的方法拖出狗的尾巴、塑造頭部、拖動(dòng)耳朵、用折痕畫(huà)出耳朵的空洞、制作面部五官等。圖3是團(tuán)隊(duì)成員利用Sculptris繪制小狗3D模型的兩個(gè)步驟。

2.四川省教育廳“開(kāi)源軟件在增材制造創(chuàng)新教育中應(yīng)用探索與實(shí)踐”（17SB0411）。

3 制造金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品

3D打印又被稱(chēng)為“增材制造”，原材料利用率高、單件成本與生產(chǎn)批量無(wú)關(guān)。主要的3D打印技術(shù)有熔融沉積（FDM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、立體印刷（SLA）、三維打印（3DP）等。其中，F(xiàn)DM技術(shù)的設(shè)備與原材料價(jià)格便宜、成型時(shí)間短、成品的精度滿(mǎn)足使用要求，成為人們的首選[3]。

將上面的3D模型輸出為stl格式。采用熔融沉積FDM打印機(jī)打印，獲得3D模樣。圖4是打印得到的3D模樣。

圖4 3D模樣

將3D模樣在熔模鑄造企業(yè)，粘接蠟質(zhì)澆冒系統(tǒng)，5天后生產(chǎn)獲得金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品。經(jīng)過(guò)后處理順利交貨。圖5是本次試驗(yàn)獲得的金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品。

4 結(jié)束語(yǔ)

圖5 金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品

生產(chǎn)金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品首先必須有3D模型。3D模型的來(lái)源有下載、軟件自帶、三維掃描、繪制等方式。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)選用開(kāi)源藝術(shù)雕刻軟件Sculptris繪制了3D模型，然后通過(guò)3D打印、熔模鑄造、后處理等工序，獲得了金屬材質(zhì)創(chuàng)意工藝品，推進(jìn)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題進(jìn)展。部分關(guān)鍵技術(shù)正在申報(bào)專(zhuān)利。

[1]傅駿,魏繼業(yè),譙攀,殷國(guó)富.單件鑄鋼件藝術(shù)品的快速熔模鑄造實(shí)踐[J].鑄造技術(shù),2016(11)∶2491～2493.

[2]傅駿,范義俠,朱源東,殷國(guó)富.開(kāi)源軟件FreeCAD在鑄造CAE三維建模中的應(yīng)用實(shí)踐[J].熱加工工藝,2016(19)∶105～107.

[3]傅駿,賈定磊,陳浩,楊霞,馮姍,譙攀.3D 打印技術(shù)用于砂型鑄造工藝品的實(shí)踐[J].鑄造技術(shù),2017(06)∶1500～1502.

∶傅駿，男,1973年出生,四川儀隴人,教授,研究方向∶數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造、職業(yè)教育。

∶1.四川省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“基于3D打印與泥范鑄造的青銅器制造實(shí)踐”（201712763001）