近日，中科大數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院國家數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)中心（合肥）圖形與幾何計(jì)算實(shí)驗(yàn)室及“創(chuàng)客空間”研究小組，在3D打?。焖僦圃欤╊I(lǐng)域取得了重要研究進(jìn)展，提出了一種快速、廉價(jià)制造大物體的技術(shù)。該研究成果論文已被計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的頂級(jí)（TOP）會(huì)議SIGGRAPH 2016接收，并全文發(fā)表在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的頂級(jí)（TOP）期刊ACM Transactions on Graphics上。
該方法將3D模型表達(dá)為內(nèi)部的凸多面體粗略表達(dá)及外部的精細(xì)表達(dá)：凸多面體的面由激光切割板塊通過空間的自鎖結(jié)構(gòu)組裝成內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)，然后將多個(gè)3D打印部件貼附到支撐結(jié)構(gòu)上保證物體表面的細(xì)節(jié)外觀（圖1）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法比簡單的分塊打印方法節(jié)省60%的材料成本和制造時(shí)間，并使得制造出的物體滿足所要求的連接強(qiáng)度、整體平衡性及可打印性。
(圖1：結(jié)合3D打印和平面激光切割各自的制造優(yōu)勢，提出一種快速、廉價(jià)的分塊制造大物體的方法)
3D打印和平面激光切割是近年來逐漸成熟和廣泛使用的快速成型制造技術(shù)。3D打印通過快速自動(dòng)成型系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)結(jié)合，可以制造出各種形狀復(fù)雜的物體。然而，3D打印機(jī)打印尺寸有限，無法直接打印體積較大的物體。與3D打印相比較，平面激光切割雖然只能制造具有2D形狀的物體，但其制造材料成本低、切割速度非常快。該研究結(jié)合3D打印和平面激光切割各自的制造優(yōu)勢，提出一種快速、廉價(jià)的分塊制造大物體的方法。
該方法將3D模型表達(dá)為內(nèi)部的凸多面體粗略表達(dá)及外部的精細(xì)表達(dá)：凸多面體的面由激光切割板塊通過空間的自鎖結(jié)構(gòu)組裝成內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)，然后將多個(gè)3D打印部件貼附到支撐結(jié)構(gòu)上保證物體表面的細(xì)節(jié)外觀（圖1）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法比簡單的分塊打印方法節(jié)省60%的材料成本和制造時(shí)間，并使得制造出的物體滿足所要求的連接強(qiáng)度、整體平衡性及可打印性。
該研究結(jié)果已在3D打印業(yè)界受到高度關(guān)注，并有多家企業(yè)向我們表示合作產(chǎn)品化意向。
數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院“創(chuàng)客空間”位于中科大東區(qū)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院管理科研樓12樓，內(nèi)有3D打印機(jī)、3D掃描儀、激光切割機(jī)、六軸機(jī)器臂、移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)、四翼飛行器、電動(dòng)工具、五金工具與各種電子儀器等設(shè)備，為本科生和研究生提供一個(gè)開放的創(chuàng)新創(chuàng)意硬件與軟件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與環(huán)境，并有多項(xiàng)成果論文在國際期刊上發(fā)表。來自于創(chuàng)客空間的汪子琦同學(xué)是中科大數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院三年級(jí)本科生，為該研究論文的主要成員之一。
?。▓D2. 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院圖形與幾何計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的“創(chuàng)客空間”）
中科大是該研究論文的第一完成單位和通訊作者單位，其中第一作者宋鵬為該校計(jì)算機(jī)學(xué)院特任副研究員，通訊作者劉利剛為該校數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授。
此項(xiàng)工作得到國家自然科學(xué)“優(yōu)秀青年”基金、國家自然科學(xué)基金和中科院“百人計(jì)劃”的支持。
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