【如何教会孩子玩转3D打印100讲】第8讲:教学中三维切片软件到底有什么用?

2019-4-19

 

上节课我们针对孩子和教育工作者群体,如何选择三维设计软件进行日常教学做了较为详细的介绍,同时通过图片比较,给大家直接展示了不同三维设计软件之间的差异及特点,那么本次内容我们来谈谈3D打印教学中三维设计之后的工序——三维切片处理。

很多人在理解3D打印教学过程中,对于三维设计的重视程度远远超过了整个3D打印完整的流程认识,而我本人是站在3D打印教学全流程的视野上进行定位的,从无到有、从虚拟到现实,最终要的有五大步骤,分别是【原创设计思维】【三维设计】【三维切片】【3D打印实体化】【美工处理】。这里每一个环节都非常重要,单独夸大某一个环节都不能构成3D打印教学,在这里也请学生和教育工作者提起重视。

下面我们通过三个维度来认识三维切片软件。

第一个维度,我们从务实的角度来说明三维切片处理环节的最基本用途——“切片分层,生成数据”。说的简单一点,三维切片的功能就是将三维模型一刀一刀切成若干个层,每一层都可以通过编程G代码计算出路径,而3D打印机就是通过这些路径完成实体生产过程。

可能我解释的太抽象了,为了能让孩子们理解这个重要的环节,我还是用图片和比喻来加以解释。三维切片处理就像是做饭的时候切土豆,你想口感丝滑细腻一点,那就切成土豆丝,如果你想大口朵颐,那就切成土豆块,如果你只想吃炸薯条,那就切成条状。写着写着我都饿了。

为什么要切土豆呢?因为3D打印的过程就是再将切完的土豆粘回去!对,你没听错,“出来混是要还的”3D打印实体化过程就是在堆积木的过程。(这里主要针对的是中小学生使用的FDM型3D打印设备)

小结一下,三维切片软件把模型切片处理,生成3D打印机可以操作的路径,再利用热熔技术,通过耗材加热后发粘的特性黏贴成型。

 

第二个维度,我们延展一下思路,看看三维切片软件是如何通过“结构力学,真实再现”的。

在这里我要特别强调一下,从三维模型虚拟的空间中,所谓“看得见摸不到”的状态,这些呈现都只是模拟出来的,而现实世界是物理的,真实存在的,是要受到牛顿定律各种约束的。SO,是会收到地球引力、摩擦力等物理条件影响的。

我还是举例说明一下:

如图所示,湖蓝色的部分是三维模型的主体部分,如果只是停留在设计软件里面,是不会出现橙黄色部分的,然而一旦要3D打印制作,那些曲面部分就不会像虚拟空间中表现的那样,必须有支持结构,而曲面顶层就会在支撑结构之上进行3D打印制作。

地球上没有什么东西能够脱离地球引力而悬空存在的,要是有,一定是你科幻电影看多了!

那么三维切片软件就是真实物理的演示,把你从虚幻中拉回到现实,让孩子们不得不考虑真实物理世界的状态,这也是对他们思维方式的帮助,特别是在物理和结构方面。

以上对于三维切片软件的技巧仅仅是其中一个部分,关于三维切片软件的具体应用和技巧,我们会专门在后面的文章中详细介绍。

 

第三个维度,请跳出我们现在具体探讨的内容,我们来看看三位切片处理“寓意延展,深层含义”。

三维切片处理最重要的思路就是“层级”观念。

先来说说“层级”这个概念。做什么事情都需要有先后顺序,工序正确则事半功倍,反之,事倍功半。这点给我最深感触的其实是PS软件。这里的层级就是图层的概念,位置在上面的图层会遮盖住处在下面的图层,以此类推,我们在修图美化过程就是这样一层层盖上去的结果,而我们的最终则是上帝视角俯瞰整张画面,就看到了美图。

同样的概念也可以用学校的管理解构示意图表示:校长管副校长,副校长管教学主任,教学主任管理各任课教师,教师管理真个班级。

这个”层级“的思路是不是很有用,所以三维切片软件的这个层级思维是最好的锻炼学生思维的沙盘模拟器。

 

今天我们主要讲的是3D打印教学中重要的一个环节——三维切片软件的作用是什么。我们主要通过三个方面对它的作用进行讲解,希望我能够你有所启发。如果有没有讲明白的部分,希望你给我留言,助我更好的说明白这个问题。