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3D打印數(shù)字化紋理為鞋模咬花提供解決方案

2022-04-28

在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計中，有很多情況是需要在一個表面上添加一個凹凸的紋理。一般是用于增加表面的摩擦力，改善產(chǎn)品機(jī)械性能，或者可以增加產(chǎn)品的美觀度。我們穿的鞋子上的咬花就是一個非常典型的紋理。鞋子大底的咬花設(shè)計兼具了增加摩擦力和美觀的作用。

傳統(tǒng)的鞋模咬花制作都是在整個模具完成以后，通過酸腐蝕的方法將凹凸的紋理刻蝕在金屬模具上。

△傳統(tǒng)的鞋模咬花制作過程

從上圖中可以看到，CAD軟件設(shè)計出來的鞋子首先需要用CNC制作木質(zhì)的母模，再將母模進(jìn)行幾次倒模后制作出金屬鞋模。

隨著3D打印技術(shù)在鞋模行業(yè)的廣泛應(yīng)用，不少鞋模廠都使用3D打印機(jī)來打印樹脂材料的母模以替代原來的木模。其實(shí)隨著數(shù)字化咬花功能的不斷強(qiáng)大，3D打印不僅能將母模外形打印出來，同時可以將咬花也隨著母模一起打印出來。直接避免了會產(chǎn)生環(huán)境污染問題的酸腐蝕過程。我們稱3D打印出來的紋理為數(shù)字化紋理。

將紋理進(jìn)行數(shù)字化也可以使紋理設(shè)計數(shù)據(jù)保存在計算機(jī)內(nèi)中，即設(shè)計人員在設(shè)計完鞋子外形后可以在同一臺電腦中直接設(shè)計咬花，設(shè)計的安全性得到了大大的提高。

△數(shù)字化咬花解決方案 Digital Texture

紋理是如何形成的

導(dǎo)入到數(shù)字化咬花模塊中的零件都是STL數(shù)據(jù)。當(dāng)確定好需要貼紋理的表面以后，需要首先在表面上生成UV Map，用來確定將來紋理圖案的大小和方向等。之后就可以將已經(jīng)準(zhǔn)備好的帶有灰度的紋理圖案貼在UV Map上。軟件中根據(jù)設(shè)定黑白偏移的參數(shù)，直接在零件表面生成帶有凹凸的紋理STL數(shù)據(jù)，可以直接用于3D打印。

△貼紋理的步驟

批量化紋理

對于鞋子來說，最大的難度是一個鞋子上有上百個不連續(xù)的表面。例如在下圖中，所有藍(lán)色的表面需要貼同一種紋理，那么這些表面可以組成一個面組，一次操作流程就將所有需要貼一種紋理的面都貼好。我們叫這個過程為批量化紋理。

△批量化紋理

數(shù)字化咬花的處理流程

對于批量化紋理的零件來說，還有另外一個問題就是紋理變成實(shí)際的STL以后，細(xì)小的紋理細(xì)節(jié)使得STL數(shù)據(jù)量急劇增加，會影響設(shè)計的流暢性和后續(xù)數(shù)據(jù)處理的速度。因此，對于帶有數(shù)字化咬花的鞋模來說，我們給出以下的處理流程：

1.CAD三維建模

△CAD軟件建模

2.數(shù)字化咬花模塊

△零件導(dǎo)入數(shù)字化咬花模塊并貼紋理

3.Magics平臺擺放

△Magics數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

4.Build Processor加工處理及支撐

△UnionTech(聯(lián)泰)的BP界面

△自動支撐

在圖中可以看到，導(dǎo)入Magics平臺中的紋理是二維的圖片。但是實(shí)際上黑白的偏移在數(shù)字化咬花模塊中已經(jīng)以STL+的格式存儲，加工處理器在切片時會自動處理STL+數(shù)據(jù)，基于切片還原帶有咬花的凹凸表面。既保證處理時數(shù)據(jù)量不會過大，同時實(shí)現(xiàn)了鞋子以及咬花的順利打印。

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