產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造業(yè)中,3D 技術(shù)已成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵力量,實(shí)現(xiàn)了從 “傳統(tǒng)制造” 向 “智能制造” 的轉(zhuǎn)型。在產(chǎn)品研發(fā)階段,設(shè)計(jì)師使用 3D 建模軟件可快速構(gòu)建產(chǎn)品原型,比如手機(jī)外殼設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)師能在軟件中實(shí)時(shí)調(diào)整外殼的弧度、按鍵位置與接口布局,并通過(guò) 3D 渲染技術(shù)模擬不同材質(zhì)的視覺(jué)效果,無(wú)需制作實(shí)體模型就能進(jìn)行方案評(píng)估,大幅縮短研發(fā)周期。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件,傳統(tǒng)制造工藝難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu),通過(guò) 3D 打印技術(shù)可一次性成型,不僅提高了零部件的精度與強(qiáng)度,還能減少材料浪費(fèi)。在生產(chǎn)環(huán)節(jié),基于 3D 模型的數(shù)字化生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制,比如在電子設(shè)備組裝中,機(jī)器人通過(guò)識(shí)別 3D 模型坐標(biāo),精細(xì)完成元器件的焊接與安裝,誤差可控制在 0.1 毫米以內(nèi)。此外,3D 技術(shù)還支持個(gè)性化定制生產(chǎn),比如服裝企業(yè)可通過(guò) 3D 掃描獲取客戶的體型數(shù)據(jù),為客戶定制專(zhuān)屬的 3D 打印服裝版型,滿足消費(fèi)者對(duì)個(gè)性化產(chǎn)品的需求,推動(dòng)制造業(yè)向柔性生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。3D 打印的健身器材配件可根據(jù)用戶運(yùn)動(dòng)習(xí)慣定制,提升運(yùn)動(dòng)安全性與鍛煉效果。紹興計(jì)算機(jī)3D三維建模技術(shù)

3D技術(shù)的基本原理,從雙眼視差到立體感知人類(lèi)之所以能感知世界的三維立體,關(guān)鍵在于我們擁有兩只水平相距約6-7厘米的眼睛。當(dāng)我們觀察物體時(shí),左右眼會(huì)從略微不同的角度獲取圖像,這兩幅圖像經(jīng)由大腦融合處理后,便產(chǎn)生了深度和立體感。3D技術(shù)正是模擬了這一自然過(guò)程。無(wú)論是影院中的3D電影,家中的3D電視,還是VR頭顯,都是通過(guò)技術(shù)手段,為左右眼分別提供有細(xì)微差異的影像。實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種:色差式(如早期的紅藍(lán)3D)和偏振光式(多用于影院),以及主動(dòng)快門(mén)式(通過(guò)眼鏡交替遮擋左右眼)和目前當(dāng)下流行的光柵式(如裸眼3D屏和VR頭顯)。理解這一“雙眼視差”原理,是理解所有3D技術(shù)應(yīng)用的基石。徐匯區(qū)家電3D效果圖寵物用品領(lǐng)域通過(guò) 3D 打印制作定制化寵物窩、玩具,貼合寵物體型與生活習(xí)慣。

3D打印,學(xué)名“增材制造”,是一項(xiàng)顛覆傳統(tǒng)制造工藝的技術(shù)。與傳統(tǒng)“減材制造”(如切削、鉆孔)相反,3D打印通過(guò)逐層堆積材料的方式構(gòu)建物體。其工作流程始于一個(gè)數(shù)字3D模型文件,該文件被“切片”軟件轉(zhuǎn)換成成千上萬(wàn)層極薄的橫截面。打印機(jī)根據(jù)這些切片數(shù)據(jù),一層一層地鋪設(shè)材料(如塑料、樹(shù)脂、金屬、陶瓷等),直至整個(gè)物體成型。主流技術(shù)包括FDM(熔融沉積成型,使用塑料絲)、SLA(光固化,使用液態(tài)樹(shù)脂)和SLS(選擇性激光燒結(jié),使用金屬或尼龍粉末)。這項(xiàng)技術(shù)極大地釋放了設(shè)計(jì)自由,可以制造出傳統(tǒng)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)和輕量化構(gòu)件,廣泛應(yīng)用于原型制作、定制化醫(yī)療植入物、航空航天部件乃至食品和建筑領(lǐng)域。
建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域,3D 技術(shù)已深度融入從概念設(shè)計(jì)到施工落地的全流程。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)依賴(lài) 2D 圖紙,設(shè)計(jì)師需要通過(guò)抽象的線條與標(biāo)注向客戶與施工方傳遞想法,容易產(chǎn)生理解偏差,而 3D 建筑信息模型(BIM)技術(shù)的出現(xiàn)徹底改變了這一現(xiàn)狀。設(shè)計(jì)師使用 BIM 軟件構(gòu)建的 3D 模型,不僅能直觀展示建筑的外觀形態(tài),還能嵌入建筑的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、材料信息、設(shè)備參數(shù)等內(nèi)容,形成一個(gè)完整的數(shù)字化信息庫(kù)。在設(shè)計(jì)階段,團(tuán)隊(duì)可通過(guò) 3D 模型進(jìn)行碰撞檢測(cè),提前發(fā)現(xiàn)管線與結(jié)構(gòu)之間的問(wèn)題,避免施工時(shí)的返工;在與客戶溝通時(shí),客戶能通過(guò) 3D 模型漫游功能,如同親自走進(jìn)未來(lái)建筑,清晰了解每個(gè)空間的布局與裝修效果,提出更精確的修改意見(jiàn)。到了施工階段,施工人員可通過(guò) 3D 模型獲取詳細(xì)的施工指導(dǎo),甚至利用 3D 打印技術(shù)制作關(guān)鍵部位的縮小模型,輔助理解復(fù)雜的施工工藝,有效提升施工效率與工程質(zhì)量,同時(shí)降低成本損耗。海洋工程領(lǐng)域嘗試用 3D 打印制作耐腐蝕部件,適應(yīng)海洋環(huán)境的復(fù)雜工況。

3D 掃描:文物修復(fù)的 “時(shí)光復(fù)刻機(jī)”3D 掃描技術(shù)為文物保護(hù)提供了全新方案,能高精度復(fù)刻文物細(xì)節(jié),為修復(fù)與研究提供數(shù)據(jù)支撐。敦煌莫高窟的壁畫(huà)修復(fù)中,工作人員用激光 3D 掃描儀對(duì)壁畫(huà)進(jìn)行毫米級(jí)掃描,生成高清數(shù)字模型,不僅能記錄壁畫(huà)當(dāng)前狀態(tài),還能通過(guò)對(duì)比不同時(shí)期的掃描數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)壁畫(huà)褪色、開(kāi)裂情況。對(duì)于破損文物,如破碎的陶罐,掃描后可在電腦中模擬拼接,確定比較好修復(fù)方案。此外,3D 掃描的數(shù)字模型還可用于文物展覽,觀眾通過(guò) VR 設(shè)備就能 “觸摸” 虛擬文物,減少實(shí)體文物的展出損耗。3D 打印的建筑構(gòu)件精度高,可提前預(yù)制,有效加快建筑施工進(jìn)度。徐匯區(qū)家電3D效果圖
3D 打印能快速生產(chǎn)小批量定制產(chǎn)品,結(jié)合 3D 掃描與設(shè)計(jì),降低個(gè)性化生產(chǎn)的成本。紹興計(jì)算機(jī)3D三維建模技術(shù)
3D技術(shù)為教育帶來(lái)了工具。學(xué)生可以通過(guò)VR頭盔“走進(jìn)”古希臘神廟,或“潛入”人體血管中觀察紅細(xì)胞;通過(guò)AR應(yīng)用,一本普通的教科書(shū)上可以躍出立體的分子結(jié)構(gòu)或恐龍模型。這種沉浸式的、可視化的學(xué)習(xí)方式,將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為可交互的具象體驗(yàn),極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解深度。在職業(yè)培訓(xùn)中,危險(xiǎn)的操作(如電力維修)、昂貴的設(shè)備操作(如飛行模擬)都可以在安全的3D虛擬環(huán)境中進(jìn)行反復(fù)練習(xí),有效提升了培訓(xùn)效果并降低了成本和風(fēng)險(xiǎn)。紹興計(jì)算機(jī)3D三維建模技術(shù)