3D建模动画及打印的应用

陈泳伊 赵华 郭洋

摘要：真空压力浸漆设备可用于电器线圈等绝缘浸渍处理，具有提高绝缘漆渗透能力，增加充填率，从而提高电器线圈的整体机械强度、绝缘强度及防潮、防霉等性能。随着社会的发展，在工业展示与企业应用中，可利用三维建模技术将真空浸漆设备系列化，与实际产品制造进行有机结合，通过3D打印技术展示模型，营造出3D的效果图，并结合5G技术中虚拟现实（VR）技术，带给用户更加直观便捷的视觉效果，体验身临其境的三维世界。

关键词：三维建模 浸漆设备3D打印技术虚拟现实技术VR

0引言

真空压力浸漆设备可用于电机、变压器等绝缘浸渍处理，提高电器线圈的整体机械强度、绝缘强度及防潮、防霉等性能。浸漆设备设计需根据产品特性进行非标设备设计，可通过三维设计软件进行外观效果设计，以增加设备外形美观性及整体布局合理性。真空浸漆设备由于系统繁多及体积庞大，在商业和工业产品展示中，无法给予用户直观的第一视角感受。随着3D打印技术及5G技术的高速发展，利用三维建模软件，建立真空浸漆设备的三维模型，通过3D打印技术，打印出缩小版的实体模型，并结合三维建模动画呈现出3D效果图，方便直观地展示用户整体方案，以便于达到更好的预期效果。同时采用虚拟现实技术（VR技术），以及3D的效果图，可以在第一视角看设备的整体布局方案，使企业在商业运营中更好地推广及宣传产品，使企业更能站稳脚跟，给企业带来了重大的经济意义。

1 3D建模软件在浸漆设备的设计应用

随着时代的发展，产品的设计逐渐从二维转变成三维，都会采用三维建模更直观方便的进行设计及制造。在技术上，三维是指X，Y，Z三个平面营造出一个立体空间，将真空浸漆设备的产品模型按照一定次序依次放入总装图中，最后进行设备管路的连接，直观真实的展现设备的整体布局。采用Solidworks建模软件进行画图，建立模型的零件库，并利用keyshot软件进行模型的渲染后期制作，更真实的体现出设备的材质效果图。Solidworks软件功能强大，成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。

如今企业宣传产品渠道在电子互联网方面尤为注重，但是由于3D模型制作方面有极大的成本压力，专业动画制作公司又不熟悉浸漆设备原理及结构，从而只能通过2维图片或海报将产品外形功能传递给使用者，使用者并不能直观感受设备整体的特征及性能的真实性。真空压力浸漆设备有非标准化、系统零部件繁多、体积庞大等特点，在工厂制造中调整以及设计时候无法给用户直观以及多视角的展示，3D建模将真空浸漆设备系统化，整体化，场景化，并建立三维立体空间以及设备整体布局，同时还可以带来多视角的观察以及三维动画，便于用户更清晰的调整真空浸漆设备的设计问题。

2 3D打印技术的应用

如今设计不仅仅局限于设计，设计即生产，设计不再是蓝图，而是将它转化成初期的实物产品，方便展示初期的实物模型并对其进行调整。有的企业需要将真空设备做成沙盘展示模型进行宣传，通过三维建模软件的模型库，利用3D打印技术将模型逐一打印，展现设备的连接结构及总体布局。

3D打印技术发展涉及领域广泛，目前应用于机械工程、材料科学、控制工程以及光学热学等领域。与传统机械加工、模具成形等制造工艺相比，3D打印技术将三维实体加工变成了若干二维平面加工，大大降低了制造的复杂度。从理论上讲，设计者只要通过计算机设计出相应产品的结构模型，就可以应用 3D打印技术在无需刀具、模具及复杂工艺的条件下迅速地将设计变为实物。

目前可用于直接制造金属功能零件的快速成型方法主要有：包括选区激光烧结技术、直接金属粉末激光烧结、选区激光熔化技术、激光近净成形技术和电子束选区熔化技术等。本项目以熔融沉积快速成型为例，主要材料ABS和PLA。熔融挤出成型（FDM）工艺的材料一般是热塑性材料，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。

3虚拟现实设计发展

随着5G时代的高速发展，虚拟现实技术也成为我们产品交互方式之一，无论是在醫疗、产品、装饰装修、娱乐等方面都有所涉及。在三维模型动画的基础之上，加入第一视角的空间VR视觉效果，添加VR环境的交互，在真空浸漆设备设计中，可更直观地掌握其浸漆工艺原理，设备模型创建以及市场运营管理，减少成本的同时也给予一定的趣味性。

4结论

本项目基于3D建模动画技术，依据浸漆工艺原理，创建浸漆设备模型，制作设备动画演示。将3D建模动画技术与实际产品制造进行有机结合，通过3D打印技术展示模型，营造出3D的效果图，添加VR环境的交互在真空浸漆设备设计中，熟练掌握浸漆工艺及建模操作。通过对设备模型灵活性的运用，实现设备产品多功能化与人性化的技术研发。通过完善设备系统结构，运用动画制作展现设备运行的动态仿真。利用3D建模动画技术可以加快设计过程，减少设计成本时间的同时，有利于产品快速开发，使企业在商业运营中更好地推广及宣传产品。

5参考文献：

[1]王先锋，孙安根.高压电机VPI 绝缘体系的组分选配与性能研究[D].第七届绝缘材料与缘技术学术会议论文集，中国电工技术学会绝缘材料与绝缘技术专业委员会，1999.

[2]奕祥.真空压力浸漆的自动化研究[J].沈阳真空研究所，2012.

[3]张允希.基于PLC的电气自动化控制水处理系统分析[J].技术与市场，2020，27（10）：100-101.

作者介绍：

姓名：陈泳伊，2000.09.27性别：女，汉族，籍贯：辽宁省绥中市，学生，学历：本科专业：产品设计

姓名：赵华，1983.07.18，性别：女，汉族，籍贯：辽宁锦州市，讲师，学历：硕士，研究方向：产品设计

姓名：郭洋，1980.07.15，性别：女，汉族，籍贯：辽阳市，讲师，研究方向：机械设计及理论

通讯作者姓名：赵华，沈阳航空航天大学

项目来源：辽宁省大学生创新创业训练计划项目（X202010143113）