一种由3d数字模型制作彩色金属模型的改进方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属模型制作技术,特别是设及一种由3d数字模型制作彩色金属模 型的改进方法。
【背景技术】
[0002] 传统金属模型加工工艺主要W "铸造","冲压"等技术来完成。缺点是需要开模, 时间长成本大,只适合大批量生产,很难适应小批量多款式的金属模型生产。成型后才能进 行表面涂装,由于现有技术很难在立体的物体表面进行高精度图像的绘制,所W现有金属 模型表面涂装相对简单,一般已"喷漆"或"烤漆"的方法上色,颜色单一,无法绘制高精度的 图案和逼真的色彩。而一种由3d数字模型制作彩色金属模型的方法,通过对3D数字模型 进行模型整理、模型展开、图形排版、蚀刻图制作、金属片材蚀刻、蚀刻片表面涂层、彩印图 制作、蚀刻片印刷和组装成型的工艺实现了金属模型的生产,同时解决了将3D数字模型的 贴图表现于金属模型的表面的技术难题,大大增强了金属模型的外观真实性。降低了金属 模型制作的难度和成本,满足了多款式小批量生产的需求。但是其技术还存在一定的不足。
[0003] 纔金属薄片边对边的胶水粘接或锡焊操作难度大,由于金属薄片边缘比较薄操作 面积过小,在操作过程中会遇到对位难,胶水粘接或锡焊强度不够的问题,并且胶水具有一 定的老化性,时间一长容易出现脱胶和变脆的现象,导致模型粘接处开裂抗冲击性降低。胶 水还具有一定的毒性和异味,不够环保。
[0004] 義折弯过程缺少角度支撑作参考,金属薄片在沿着折线折弯的过程中对角度的控 制很难把握,尤其是制作复杂模型时容易因为折弯角度过大或角度不够导致模型倾斜变形 最终无法封口。由于较复杂的模型需要折弯处较多,出现误差后往往很难校正。
[0005] 議用于蚀刻的图纸制作过程中没有对零件轮廓线进行路径连接,轮廓线由许多独 立的线段组成,无法对轮廓线进行描边外侧对齐,只能使用描边居中对齐。导致蚀刻加工后 得到的零件具有一定的尺寸误差。影响模型拼装成型。
[0006] 彩印于金属模型表面的图案过于平整缺少立体感,由于彩印的图案通过印刷或 打印于光滑的金属薄片表面,使得成型后的金属模型表面平整光滑,彩色平面图案绘制的 模型表面细节没有立体感,降低了模型的视觉真实性。
【发明内容】
[0007] 本发明针对上述现有技术存在的不足,提出了一种由3d数字模型制作彩色金属 模型的改进方法,采用本发明方法,解决了组装时采用胶水粘接或锡焊操作难度大,强度 不够高,环保性能差,无角度支撑时角度难把握,存在尺寸误差影响组装,表面细节没有立 体感,视觉真实性较差的问题。
[0008] 本发明解决技术问题所采取的技术方案是:一种由3d数字模型制作彩色金属模 型的改进方法,包括下列步骤:模型整理、模型展开、图形排版、蚀刻图制作、金属片材蚀刻、 蚀刻片表面涂层、彩印图制作、蚀刻片印刷和组装成型;其中: 所述的模型整理是删除可能存在的内部不可见的面和重叠的面;将计划断开的平面的 边分离并添加连接面,创建角度支撑面; 所述的模型展开是将模型展开为平面图形; 所述的图形排版是将展开的各平面图形进行统一排版; 所述的蚀刻图制作是制作用于金属片材蚀刻的正面图纸、反面图纸和表面凹凸图形纹 理加工图纸; 所述的金属片材蚀刻是利用蚀刻图对金属片材进行蚀刻加工,使其表面特定位置具有 凹凸感的图形纹理并形成蚀刻片使各平面有限连接; 所述的蚀刻片表面涂层是在蚀刻片表面进行涂层并烘干; 所述的彩印图制作是制作适于蚀刻片印刷的彩印图; 所述的蚀刻片印刷是将彩印图印刷到经表面涂层的蚀刻片上; 所述的组装成型是将各平面从蚀刻片上取下并折弯后加固连接而成模型。
[0009] 作为一种优选,其具体步骤如下: 通过3D设计软件整理3D数字模型,删除可能存在的内部不可见的面和重叠的面,给 模型贴上贴图; 。通过3D设计软件事先将模型展开为平面的图形后需要断开的边进行分离,并在平 面的边上分别添加带有卡扣A或卡槽A的梯形连接面或=角形连接面,或者带有带有卡扣A 或卡槽A W及螺丝孔或螺帽定位槽加螺丝孔的梯形连接面或=角形连接面,在对应的平面 的边上分别添加带有卡槽A或卡扣A的梯形连接面或=角形连接面,或者带有卡槽A或卡 扣A W及螺帽定位槽加螺丝孔或螺丝孔的梯形连接面或=角形连接面(用于封口的平面无 法在内部通过螺丝螺帽加固,所W用于封口的平面的边和与其对应的边只需分别添加带有 卡扣A或卡槽A的梯形连接面或=角形连接面);并在所述梯形连接面或=角形连接面另行 预设用于安装角度支撑面的卡扣B ; !該通过3D设计软件创建若干与所支撑的平面成直角且尺寸相匹配的角度支撑面,并 在角度支撑面上设置与梯形连接面或=角形连接面上预设的用于安装角度支撑面的卡扣B 相匹配的卡槽B ; M将模型导出为OBJ格式; 鏡在叩巧akura Designer"软件中,打开整理好的OBJ格式3D数字模型文件,单击 "化化Id"按钮,在跳出的选项框中设置模型尺寸,单击"0K"按钮,软件自动将3D数字模型 展开为平面的图形; 議在"化pakura DeSigner"软件中,单击"设置"选项,选择"打印与纸张设置"选项, 对版面尺寸进行设置,通过"旋转"或"移动"选项将展开的各平面图形在设置好尺寸的版 面中排版,W达到节省材料的目的;将排好版的图形保存为Pdo格式文件,同时导出一份命 名为"彩印位图"的BMP格式位图文件,再导出一份DXF格式文件; 巧用"Adobe Illustrator"软件打开步骤艰导出的DXF文件,文件打开后会在"图 层"面板中看到S个图层,分别是"ValleyLine"图层、"MountainLine"图层和"QitLine" 图层,在图层选项中将"ValleyLine"图层、"MountainLine"图层设置为隐藏,然后选中 "化tLine"图层,通过"选择"工具依次将各平面的轮廓选中并通过"描边"选项中的"使描 边外侧对齐"将描边对齐于平面外侧;在图层选项中将"ValleyLine"图层、"MountainLine" 图层设置为可视,分别设置好=个图层的描边宽度并给图纸加上一个线型外框,将整套图 纸复制成两份,假设一份为图纸A另一份为图纸B; 纖;将图纸A"ValleyLine"图层和"MountainLine"图层中的内容删去,只留下轮廓线, 创建若干直径与螺丝孔直径相同的圆形图形对其内部进行黑色填充并移动到梯型连接面 或=角形连接面螺帽定位孔轮廓线的中间使其中屯、点与螺帽定位孔轮廓线中屯、点对齐,然 后将螺帽定位孔的轮廓线删除,完成后将图纸A作为金属片材蚀刻加工的正面图纸; 带图纸B保留"ValleyLine"图层、"MountainLine"图层和"QitLine"图层内容,选中 梯型连接面或=角形连接面中的螺帽定位孔轮廓线用黑色对其填充;再新建一个图层,设 为"连接点"图层;并在"连接点"图层上绘制与轮廓线垂直相交的"白色连接点线",完成后 的图纸B作为金属片材蚀刻加工的反面图纸; 桌蠢用"AdobeIllustrator"软件打开步骤靈俱存的蚀刻加工的正面图纸,在图层选项 中新建一个空白图层并移动到最底层,然后通过"置入"将步骤鑛导出的BMP格式位图文 件置入该图层作为参考;通过移动和缩放功能将位图中的图形轮廓与蚀刻加工正面图纸中 的图形轮廓重叠;再新建一个空白图层,参照位图中的图形对其进行编辑,将需要蚀刻成凹 面的部位做黑色填充,凸面部位则无需处理;编辑好后将用于参考的位图删除,保存为图纸 C,作为金属片材表面凹凸图形纹理的加工图纸; 5;)利用图纸C对金属片材进行蚀刻加工,使其表面特定位置具有凹凸感的图形纹理; 恐利用图纸A与图纸B对金属片材再次进行蚀刻加工,在金属片材的正面蚀刻出轮廓 线,反面蚀刻出谷折线、山折线和与正面的重叠的带有连接点的轮廓线,使由轮廓线包围的 各平面仅由连接点连接在一起; 满对加工好的蚀刻片进行表面涂层并烘干; '城打开"AdobeIllustrator"软件,新建一个文件,画板尺寸要求与步骤Q图纸的线 型外框尺寸相同;将图纸A复制一份粘贴进新建文件并与画板四边对齐,保存为AI格式文 件; 織用"Adobe化Otoshop"软件打开步骤祕保存的AI格式文件,选择"文件","置入", 将步骤鑛导出的BMP格式位图文件置入页面中,通过"移动"和"缩放"使置入的BMP位图 图形与图纸A图形重叠,保存为PSD格式文件,作为数字彩印图纸; 線将步骤城保存为PSD格式文件的数字彩印图纸印刷到经表面涂层的蚀刻片上; 辩沿轮廓线切断蚀刻片上各平面周围连接点并将其取下,分别将梯型连接面或=角 形连接面沿着折线向反面折弯,通过梯形连接面或=角形连接面上的卡扣或卡槽将对应的 平面和角度支撑面分别连接到一起,梯型连接面或=角形连接面向反面的折弯W角度支撑 面作为折弯角度参考,再用螺丝螺帽通过螺丝孔和螺帽定位孔对由卡扣卡槽的连接进行加 固,组装成模型。
[0010] 作为优选,所述的梯形连接面或=角形连接面的连接边的长度与所连接的平面的 边的长度相同。
[0011] 作为优选,所述的角度支撑面的尺寸为所支撑位置模型横截面中空区域的尺寸。
[0012] 本发明采用金属片材,经蚀刻加工、涂层、彩印,然后组装成模型。蚀刻加工后蚀刻 片上的各平面即平面金属薄片,是组装模型的基本"零件"。运些平面在与对应的平面连接 的边设有梯形连接面或=角形连接面,在本发明所述的模型制作过程中,具体是在模型整 理过程中,就已经将梯形连接面或=角形连接面添加到平面的连接边上。因此,作为组装模 型的基本"零件"的平面金属薄片,自然也已经包括了梯形连接面或=角形连接面。
[0013] 发明人对本发明主要贡献在于W下四个方面,盤在需要连接的金属薄片边缘分别 添加通过折线连接并带有卡扣或卡槽和螺丝孔或螺帽定位槽的梯形连接面或=角形连接 面用于从内部固定金属薄片。戀在模型内部增加角度支撑面并通过卡扣安装在用于连接金 属薄片的梯形连接面之上,作为金属薄片沿折线折弯的角度参考。I蘇蚀刻图纸制作过程中 将