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• 本文标题：三维打印浮雕灯罩的设计与制作.doc.doc
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• 内容摘要：毕业设计书原创性声明 本人郑重声明，所呈交的设计书是本人在指导教师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了设计书中特别加以注明引用的内容外，本设计书不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 毕业设计书作者签名，手写， 2020年3月20日 毕业设计版权使用授权书 本毕业设计书作者完全了解学校有关保障使用毕业设计书的规定，同意学校保留并向有关学位设计书管理部门或机构送交设计书的复印件和电子版，允许设计书被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位设计书评选机构将本设计书全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位设计书。 本设计书属于， 保密，在年解密后适用本授权书。 不保密。 ，请在以上相应的方框内打√， 作者签名，手写，年月日 指导教师签名，手写，年月日目录 1绪论 1 1。1课题背景及意义 1 1。1。1课题背景 1 1。1。2课题意义 2 1。2技术现状和发展前景 2 1。2。13D打印的技术现状 2 1。2。23D打印的发展前景 3 2市场需求分析 3 2。1功能性需求分析 3 2。2非功能性需求分析 4 2。3综合需求分析 4 3软硬件分析 5 3。1软件与硬件的需求 5 3。1。1软件需求 5 3。1。2硬件需求 5 3。2技术应用 5 3。2。1图片拼接 5 3。2。2图片浮雕化 5 3。2。3切片处理 6 3。2。4实机打印 6 43D打印浮雕灯罩设计流程 7 4。1设计流程汇总 7 4。1。1制作流程简介 7 4。1。2图片的选择及处理 7 4。1。3图片的浮雕化处理 8 4。1。4图片的切片处理 8 4。1。5使用打印机打印 9 5实机打印的制作流程 9 5。1图片选择及处理 9 5。1。1图片选择 9 5。1。2图片尺寸修改 9 5。1。3图片拼接 10 5。2图片浮雕化处理 11 5。2。1浮雕化 11 5。3切片处理 12 5。4打印测试 13 6总结与展望 14 6。1总结 14 6。2展望 15 三维打印浮雕灯罩的设计与制作 摘要，为了符合当代年轻人对灯罩装饰品个性化的审美需求，我采用使用三维打印机打印的方式来制作灯罩。从图片选取到图片的后期修剪处理再到后面的切片处理打印机打印，逐步讲解了每个步骤的详细处理过程。最终制作出了符合个性化要求的灯罩，能选用自己想要的图片，所需的形状和尺寸，能按自己之所想来制作出理想灯罩。 关键词，3d打印浮雕装饰 Designandmanufactureof3dprintingrelieflampshade By Abstract:ToaccordwiththeaestheticdemandofcontemporaryyouthtochimneyadomentindividuationIusethewaythatUSES3dprintertoprinttomakechimney。Fromtheimageselectiontotheimageofthelateclipprocessingtothelatersectionprocessingprinterprintingstepbystepdescriptionofeachstepofthedetailedprocessingprocess。Madethechimneythataccordswithindividuationrequirementfinallycanchoosethepicturethatoneselfwantstheshapethatneedsanddimeioncancomeaccordingtooneselfplacewantstomakeidealchimney。 Keywords:3DPrintingReliefEffectDecoration 1绪论 1。1课题背景及意义 1。1。1课题背景 3D打印是基于传统制造业的升级背景为前提，是产业升级3。0的内容之一。3D打印概念起源于美国，旨在通过对传统制造业的工艺进行改良，从80年代概念的提出至今，将近40年的发展，3D打印机目前还无法有效替代传统加工制造业的生产模式，但在概念模型初期阶段非常有优势，工业制造靠的是设备，工人，流水线大规模生产，而3D打印机作为新型设备，材料特殊性使得其更利于做产品原型开发，而非真正意义上的大规模生产。目前市场上各源头厂家不断研发新技术，新材料，旨在让3D打印机进入到各个工业领域中，如，汽车，军工，航空航天，教育，医疗，影视等等。采用光敏树脂材料打印的3D手办模型，图1。1，或是由喷蜡打印出的首饰饰品，图1。2，在市场上也是大受欢迎。在未来，3D打印研究的方向应更多以不同技术不同材料下在各个垂直领域不断与传统生产方式进行磨合，起到设计与生产之间承上启下的作用。一旦未来3D打印机大规模商业化普及，将真正推动工业的升级。 图1。13D打印手办 图1。23D打印发卡 浮雕是在平面上雕刻出凹凸起伏形状的一种雕塑，它是介于平面绘画与三维浮雕之间的一种艺术表现形式，能很好地保持三维物体基于某个观测角度的外形轮廓和视觉效果，因此也越来越受到大众的喜爱。国内外对浮雕进行了大量的研究，在这些研究中，有的是从三维模型出发，其基本方法是对三维几何模型在某给定视觉方向的深度值进行压缩来获得浮雕。透光浮雕是雕塑的一种形式，通过可见光的照射，展现出丰富多样的画面，具有极强的艺术表现力，利用3D打印技术，我们可以将普通的照片变成透光的浮雕，使你的照片可以立体呈现。3D打印浮雕照片具有极高的保真度，透过光，照片浮雕上的图案清晰可见，甚至还增添了微妙的维度和细腻的纹理。3D打印透光浮雕其独特的通透美感深受人们的喜欢。 而灯罩在我们的家居生活中更具有特殊的地位，不论是终日忙于应付的富商名士，仍是奔走忙碌的工薪一族，晚上在家的时刻总比白日多。任何一种物质享受结尾总要上升到精力层面，灯具也不破例。一个适合的灯罩能在起床的清晨入眠的夜晚带给人们极致的享受。使用三维打印技术将灯罩与之结合，既能发挥出3D打印的诸多优势，又能根据每人自身的需求定制出符合个人爱好或是迎合家装的灯罩。 三维打印技术与浮雕灯罩的结合相信一定能迸出灿烂的火花。 1。1。2课题意义 当代年轻人都有着属于个人的兴趣爱好，也热衷于在生活中展示自己的个性。而灯罩作为家中必须的装饰品正是舒展个性的大好舞台。而我以研究如何使用三维打印的方法将图片通过浮雕的方式刻画在灯罩上，作为日常的装饰品为本次课题的主要目的。其意义在于创造出一种符合当代年轻人个性，自我创作性强的灯罩用于日常装饰，以满足大众对个性化灯罩的市场需求。 1。2技术现状和发展前景 1。2。13D打印的技术现状 目前，3D打印技术主要应用于模具制造人像打印，以及珠宝制作等领域，3D打印在很大程度上提升了制作的效率。在生物工程与医学建筑等领域，由于3D打印的引入，也为创新开拓了广阔的空间。3D打印技术早就已经出现，但由于价格昂贵，技术不成熟，早期并没有得到推广。经过发展，该技术已更加娴熟精准，且价格有所降低近年来，3D打印技术持续发展，制作周期缩短，材料循环利用，成本大幅度降低，发展势不可挡，已经成为社会广泛关注民用市场迅速崛起的新领域。 1。2。23D打印的发展前景 随着3D打印市场份额的迅速扩大，与3D打印相关行业的大学生创业者的数量也在呈现爆炸式的增长，3D打印模型服务个性化礼品定制等创业项目百花齐放。拥有一台或多台精度不同的打印机将适合满足多种不同的顾客人群，创业者可以根据顾客提供的三维模型及要求打印产品，以个人兴趣生产更多有趣的产品进行销售，根据顾客的需求个性化定制生产专属产品。3D打印机用于生产最大优点既是生产效率高，单件生产价格远远低于一般生产，大学生创业者应充分利用这一优点，从单件生产价格低廉为入口切入市场，从价格和质量上打入市场。 当然使用3d打印技术来打印浮雕灯罩还是存在一些不足之处。例如3d打印所使用的的材料一般都不耐高温，而白炽灯伴有高温会严重的影响灯罩的使用寿命，我打算在进行制作时可以从灯泡的瓦率上做出改变，达到减少灯罩内部温度的效果，也可在灯罩内部上层耐高温的漆，既可降温也可以改变灯罩发光的颜色，让灯罩有更多的可选择性。作为创业商品也更能吸引顾客注意。 2市场需求分析 2。1功能性需求分析 灯罩的主要有聚光，防止触电以及装饰美化作用。上述功能常用的灯罩材料都能做到，而采用3D打印技术打印出的物体根据所选用的材料不同耐用程度也有所差异。打印最常用的PLA材料它的耐热程度达到了220℃早已超过了普通塑料灯罩的110℃的耐热，而且PLA材质的坚固程度也超过了塑料，再加之它还有良好的光泽和透明度，良好的抗拉强度和延展性 2。2非功能性需求分析 在当下消费者对灯罩的需求不仅仅停留在了使用阶段，更多的是在追求美观实用及个性方面。目前市面上的灯罩大都是单独的植物动物，稍微复杂点的有山水字画风景人文。而且关键在于只能选择无法创作，这与当下青年崇尚的潮流多元的追求相差甚远，而3D打印浮雕灯罩恰好满足他们的需求，可以自己定制图案，你可以使用自己喜欢的明星照片，自己钟爱的文学影视作品名言，只要是你能找的图片都能成为你灯罩上的图案。再加之现在3D打印技术的成熟，所需要的成本价格相对较低，也能符合年轻消费者的消费水平。如果能加上可拆卸的结构设计，还可加强客户重复购买的消费能力。 2。3综合需求分析 3d打印浮雕灯罩主要是为了能让大众能够根据自己的爱好兴趣定制出符合自己要求的灯罩装饰品，若以商品标准衡量，在进行制作时应该考虑以下两个综合需求， 产品质量，公开售卖时，顾客肯定会与正常生产的灯罩作为比对对象，以此来衡量我们商品的价值，与一般的pvc材质相比我们拥有足够的优势，不管是在耐热性还是材质牢固性都是pla材质更佳，而相比于布料，皮革等材质，我们又有成本价低，图案丰富的优势，还有少见的金属材质，我们则具有产品轻便，便于打扫的特点。所以只要按照步骤生产，注意后期的细节修整，在产品质量上完全可以让顾客放心。 购买人群，此次产品主要针对的是年轻购买人群，要能够突出个性，让顾客有更多的选择，不只是在图案选择上的多样化，在形状上也可突破传统灯罩的限制方体球体不规则体都可以作为选择的对象。这也可以发挥3d打印的优势，呈现顾客之所想满足顾客之所需。 3软硬件分析 3。1软件与硬件的需求 3。1。1软件需求 与本次制作相关的软件有， 图片拼接处理，Photoshop光影魔术手 图片浮雕化，Flashprint 切片软件，simplify3DCura 3。1。2硬件需求 与本次制作相关的硬件有， 打印材料，PLA塑料 3。2技术应用 3。2。1图片拼接 使用Photoshop或者光影魔术手对图片进行拼接。Photoshop和光影魔术手都是常用的图片处理软件，在进行图片处理时，主要是对所选择的图片进行大小裁剪并选出合适的张数方便拼接，保证最终的结果美观不突兀。两款软件都可以做到上述效果，PS的优势在于在对图片进行裁剪拼接时，可以有更多的工具选择，让图片连接处的效果更平滑，但相对的需要一定软件使用基础。而光影魔术手也可以做到类似的效果，且操作简单易上手。 3。2。2图片浮雕化 针对浮雕模型的打印，，Cura，Slice3rG代码传给打印机完成打印。为了保证浮雕的打印质量，，，，，，FlashPrint是闪铸科技专为旗下Dreamer系列开发的3D切片软件，支持手动添加删除支撑内外径补偿2d转3d以及智能模型分割等功能，拥有很好的稳定性和易用性 3。2。3切片处理 切片处理是指在将要打印的模型转化为打印机使用的。gcode格式的过程。而在转化过程中要用到的软件是Cura。Cura也是常用的3D切片软件，在进行转化的过程中还要设置好相应的打印参数，修改好模型的最终尺寸，并根据所选材料的不同，打印时打印机喷头的温度，热床温度以及打印速度都有所不同。全部设置完成后保存导出为。gcode格式文件为后续打印做好准备。如果Cura与所使用的的打印机不匹配，采用相应的切片软件导出亦可。 3。2。4实机打印 本次打印我选用的3D打印机为极光尔沃旗下的A5S，其采用单喷头设计，喷嘴直径0。4mm，喷头工作时的温度高达180240℃，打印时得小心误触烫伤。其所使用的是熔融堆积原理来进行打印，打印厚度为0。050。3mm，打印速度10ms150ms，为保证打印质量一般都不采取高速。机身大小540×480×540mm，可打印作品尺寸最大为305×305×320mm。通过SD卡导入素材进行打印，还有辅助调平系统，支持断电续打断料检测 4。1设计流程汇总 4。1。1制作流程简介 如图4。1所示，三维打印浮雕灯罩主要分为图片选择处理图片浮雕化图片切片处理使用打印机打印四个基本步骤。 图4。1制作流程汇总 4。1。2图片的选择及处理 关于照片图片的处理。首先对图片进行甄选，选择4张以上有人物的，人物衣服背景跟肤色最好有一定色差，易分辨的图片，4张以上是为有备选，图片四周靠边框部分最好颜色差异不大的，有利于拼接时的效果。选出适当张数的图片再使用光影魔术手对选出的图片进行拼接，如果图片是宽屏图就减少相应的张数，保证图片拼接的长宽比为8:11，这样可以使拼接出的圆筒浮雕符合审美。若是想要打造以人物角色为主的矩形灯罩，亦是建议更改图片的长宽比，使用PS可以精准的修改长宽比例，让最终比例保持在1，0。618的黄金比例上，是一个不错的选择。敲定好图片和形状后便要对其进行拼接，拼接的时候选择一定的外框宽度，保证图片的质量。之后使用PS软件对图片拼接处的边框进行处理，用矩形选择工具把每个照片之间的接缝各选一点，让其过度显得更加自然。之后保存图片进行下一步操作。 4。1。3图片的浮雕化处理 对刚才拼接好的图片进行浮雕化处理，它的关键在于将拼接好的图片转化为三维模型并采用浮雕处理的方式让图片中的人物景色分明，这也正是让平面图片能立体展示在灯罩上的关键步骤。这里使用flashprint软件打开拼接保存好的图片，使用生成浮雕功能，然后选择相应要打印的形状，并设置好相应的数据，浮雕效果以浅色为主还是深色为主，模型的薄厚，浮雕效果的深浅都可调节。在确定效果后，上下的两条黑边正好是圆筒灯罩的上下两个边框。完成后进行保存，保存格式选择。stl，这样方便之后的切片处理。让图片中的纹理凸起明确显示后导出成。stl格式保存。 4。1。4图片的切片处理 在对图片进行切片处理时，需要使用到Cura软件。打开Cura导入刚才的浮雕化处理好的。stl格式文件进行切片。切片设置时根据所使用的打印机以及选用打印材料对打印时打印机喷头的温度，热床温度，打印速度，打印时模型的精细程度，薄厚程度等进行相应的设置调整。例如常用的PLA材料一般温度设置在190℃210℃，而ABS材料的温度在230℃245℃不等，根据打印机的不同，环境温度的不同都会有所变化。可在打印前进行反复调试选择出合适的打印设置再开始正式的打印。在Cura中还可以对打出作品的高宽比例进行最后的设置，通过查看模拟打印过程也可以预料到打印过程中可能发生的问题，例如打印不规则灯罩时中途有可能会发生折断风险或是需要加上支撑等等，相应的问题都可以通过调整相应参数予以解决。在设置完成后选择模型转化为。gcode的格式文件，完成切片。 4。1。5使用打印机打印 在使用打印机进行打印时，选择刚才转换成功的。gcode格式文件导入sd卡，通过让打印机识别sd卡的内容进行打印。在打印之前先需要对打印平台高度与打印喷头的间距进行调整，防止打印中出现材料无法成行或是打印结束后作品粘合过紧导致难以取下的问题。设置完成后开始打印，在打印结束后取下打印成果时应小心处理，可以采用美工铲慢慢取下。之后用感应电路并装好相应的电路元件即可。 5实机打印的制作流程 5。1图片选择及处理 5。1。1图片选择 在图片选择上我选择了自己喜爱的球星，总的选择了四张图片，其中两张为备用，在尺寸不适合或颜色难以搭配是进行替换。如图5。1所示。 图5。1选用的图片 5。1。2图片尺寸修改 打开光影魔术手对图片进行尺寸修改，打开图片然后选择尺寸修改，常用的800×[1173]尺寸即可，因为此次打算制作的是一个圆筒形灯罩，且我只计划使用两张图片固把宽设置为圆锥面的一半即可。两张图片同样处理后，点击保存。如图5。2所示。 图5。2格式修剪 5。1。3图片拼接 将修改好的两张图片进行拼接处理，打开拼图选项选择图片拼接选项，如图5。3所示。勾选需要的两张图片并进行相关设置，拼接方向选横排，之后选择一定的外框宽度，内框设置为0，边框颜色，高改为2000，宽自己会跟着变，保证图片的质量。点确定 图5。3拼接选项 图5。4拼接参数 5。2图片浮雕化处理 5。2。1浮雕化 打开浮雕转化需要用到的flashprint软件，载入之前拼接好的图片文件，选择合适的形状与模型参数。形状根据所想要打出的模型形状选择，我此次打的圆筒灯罩自然选择圆筒选项，模式选择中改变的是浮雕效果，根据图片的类型来选择，想要突出人物选择深色部分更厚，想要突出景色选择浅色，也可先更改看模拟效果后再定决定。如图5。5所示，左图深色更厚，右图浅色更厚，可以明显看到深色更厚的模型人物突出，而浅色更厚的模型背景突出，人物凹陷，因为本次表现的主体是人像，固选择深色部分更厚为宜。 图5。5左图深色更厚，右图浅色更厚 其余选项都是影响模型薄厚大小的，可根据实际需求进行更改。个人设置如图5。6所示。完成后选择图片另存为，记得更改后缀为。stl保存。 图5。6浮雕化参数 5。3切片处理 打开切片处理要使用到的Cura软件，点击读取模型文件导入刚才保存好的。stl格式文件，在左边的设置界面可以调整相关的数值，也是最后一次更改模型的机会。基础设置中主要调节打印质量，速度和温度，支撑和喷嘴口径。打印质量中主要通过更改打印出模型的层厚和壁厚来改变模型的精细程度和重量，速度和温度中根据所选用的材料更改打印时的喷...
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