3D打印大型雕塑模型的方法

摘要

本发明公开了一种艺术铸造大型雕塑数字化模型制作方法，利用普通打印设备，分块打印轻薄的模型，然后组装，最大可以制作高30米的大型雕塑模型，解决了目前3D打印大型雕塑现实难题。本发明方法设计合理，特别精准、省时省力，效率很高，环保节约，是“智能铸造”在艺术铸造大型雕塑制作的具体体现。

权利要求

1.一种3D打印大型雕塑模型的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、三维设计一个大型雕塑的数字模型，或者手工雕塑制作一个大型雕塑的小稿模型，然后通过三维扫描建立数字模型；

（2）、3D打印：光敏树脂打印，打印幅度为60×60cm；

（3）、模型的组装

3.1、组装

将打印好的模型型块按照运用三维线的切割组装面进行组装，切割组装面用慢干树脂胶进行粘合；

组装时相邻型块合型处外部需粘贴定位木块；

根据放样分型数据和拼接模型实际情况，在模型结构薄弱的地方和水平分层的地方，增加加强控制板，加强控制板材料采用密度板；

在模型型块合型处粘贴定位木块的同时，在型腔内部用木条支撑加固；

所有的合型线处用艺术铸造模料蜡涂抹处理，在模型组装完成后进行修整，保持表面肌理的一致性；

组装完成后，根据设计稿进行模型最终定型；

定型完成后去掉模型型块合型处粘贴的定位木块，模型组装即告完成；

3.2、内部充填

在模型内部连接处涂刷80℃的艺术铸造模料蜡液体，涂刷要均匀，然后贴上一层棉纱布，如此反复，贴三到四层；

棉纱布贴好后，用聚氨酯发泡材料进行发泡充填；

聚氨酯A料和B料的配比为1:1，A料的反应发泡温度为30℃-80℃，B料的反应发泡温度也为30℃-80℃；

选择发泡温度为65℃，将发泡聚氨酯材料注入打印的雕塑的模型型腔后，充分发泡，发泡后10分钟，即凝固，发泡充填即告完成；

（4）、充填完成后，再进行表面修整，模型制作即告完成，进入翻模铸造制作环节。

说明书

3D打印大型雕塑模型的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及艺术铸造大型雕塑数字化模型制作方法，具体为一种3D打印大型雕塑模型的方法 。

背景技术

[0002] 大型雕塑的放样制作模型是艺术铸造大型件生产的重要工艺环节。目前大型雕塑的放样制作模型主要采用的是套圈放样和焊接钢结构骨架泥型放样和石膏型放样两大类。具体做法是，先雕塑设计出大型雕塑的石膏型或泥型小稿。然后采用全站仪扫描测量，取得小稿各部位的精确尺寸，根据要放大的比例，一个是采用套圈放样的方法，用石膏或者胶泥进行一层一层的放大样；另一个方法是采用钢材焊接大型雕塑的骨架，再敷上胶泥或者石膏进行放大样。这是目前行业主要采用的制作大型雕塑模型的工艺方法。然后进行翻制模具，再进行铸造。存在的主要问题是工期很长，钢材、石膏等原材料消耗大，放大的尺寸精度不太高，且不容易把握。

[0003] 在大数据铺天盖地而来的新时期，传统的铸造企业、传统的生产方式受到严重挑战，这事关铸造企业的更新换代和可持续发展。什么是“智能铸造”，什么是“数字化”，这些都是铸造行业必须面对和思考的问题。什么是“智能铸造”，简单地说“智能铸造”是信息化与铸造生产高度融合的产物，是一种全新的铸造系统，包括智能铸造技术和智能铸造系统。智能铸造技术主要包括数字模拟、3D打印、机器人、ERP等等；智能铸造系统即是具有学习能力的大数据知识库，能够通过对环境信息和自身信息的对比分析而进行自我规划、自我改善。

[0004] 目前3D打印模型虽然已经普及，但如果直接打印大型雕塑的模型，一是打印设备昂贵，打印缓慢；二是打印的模型厚重，不利于生产铸造操作；三是打印的模型结构稳定性较差。如果采用普通打印设备，一般打印的面积幅度为60×60cm左右，不能适应大型雕塑模型的制作。

发明内容

[0005] 本发明目的是提供一种艺术铸造大型雕塑数字化模型制作方法，利用普通打印设备，分块打印轻薄的模型，然后组装，最大可以制作高30米的大型雕塑模型，解决了目前3D打印大型雕塑现实难题。

[0006] 本发明是采用如下技术方案实现的：

[0007] 一种3D打印大型雕塑模型的方法，包括如下步骤：

[0008] （1）、三维设计一个大型雕塑的数字模型，或者手工雕塑制作一个大型雕塑的小稿模型，然后通过三维扫描建立数字模型；

[0009] （2）、3D打印：光敏树脂打印，打印幅度为60×60cm；

[0010] （3）、模型的组装

[0011] 3.1、组装

[0012] 将打印好的模型型块按照运用三维线的切割组装面进行组装，切割面用慢干树脂胶进行粘合；

[0013] 组装时相邻型块合型处外部需粘贴定位木块；

[0014] 根据放样分型数据和拼接模型实际情况，在模型结构薄弱的地方和水平分层的地方，增加加强控制板，加强控制板材料采用密度板；

[0015] 在模型型块合型处粘贴定位木块的同时，在型腔内部用木条支撑加固；

[0016] 所有的合型线处用艺术铸造模料蜡涂抹处理，在模型组装完成后进行修整，保持表面肌理的一致性；

[0017] 组装完成后，根据设计稿进行模型最终定型；

[0018] 定型完成后去掉模型型块合型处粘贴的定位木块，模型组装即告完成；

[0019] 3.2、内部充填

[0020] 在模型内部连接处涂刷80℃的艺术铸造模料蜡液体，涂刷要均匀，然后贴上一层棉纱布，如此反复，贴三到四层；

[0021] 纱布贴好后，用聚氨酯发泡材料进行发泡充填；

[0022] 聚氨酯A料和B料的配比为1:1，A料的温度为30℃-80℃，B料的温度也为30℃-80℃；

[0023] 选择发泡温度为65℃，将发泡聚氨酯材料注入打印的雕塑的模型型腔后，充分发泡，发泡后10分钟，即凝固，发泡充填即告完成；

[0024] 4、充填完成后，再进行表面修整，模型制作即告完成，进入翻模铸造制作环节。

[0025] 本发明方法设计合理，特别精准、省时省力，效率很高，环保节约，是“智能铸造”在艺术铸造大型雕塑制作的具体体现，具有很好的市场应用价值。

具体实施方式

[0026] 下面对本发明的具体实施例进行详细说明。

[0027] 一种艺术铸造大型雕塑数字化模型制作方法，将3D打印的模型小块精准组装，一要保证设计造型的准确；二要保证必要的强度，主要通过以下工艺流程来实现的：

[0028] 1、三维设计一个大型雕塑的数字模型，或者手工雕塑制作一个大型雕塑的小稿模型。

[0029] 2、如果是大型雕塑的小稿实物模型就要通过三维扫描建立数字模型。主要有手持扫描仪和德国蓝光扫描仪进行扫描。

[0030] 3、3D打印。光敏树脂打印，打印幅度为60x60cm 。

[0031] 4、模型的组装：

[0032] 对3D打印的大型雕塑模型的型块进行组装是非常关键的，直接关系到造型的准确与模型的强度。

[0033] 4.1、组装

[0034] 4.1.1、将打印好的60×60cm的模型型块按照运用三维线的切割组装面进行组装，切割面用慢干树脂胶（型号：CA-05）进行粘合。

[0035] 4.1.2、组装时相邻型块合型处外部需粘贴定位木块。

[0036] 4.1.3、根据放样分型数据和拼接模型实际情况，在模型结构薄弱的地方和水平分层的地方，根据需要加上加强控制板。加强控制板材料用密度板，采用激光切割机切制而成，主要作用有二，一是可以加固整个部件，增强自身稳定性；二是起到整形的作用，密度板相对稳定，且控制板宽度大不易变形，可以保证部件接口形状。

[0037] 加强控制板的设计制作过程：

[0038] 1）、用geomagic软件在放样数据中提取轮廓线，以igs格式保存；

[0039] 2）、用autocad设计相关结构并到处dxf合适；

[0040] 3）、用coraldraw软件进行线条合并，并设计编号以及辅助结构，排版等，以ai格式文件保存；

[0041] 4）、文件输入激光切割机进行控制板加工。

[0042] 4.1.4、在模型型块合型处粘贴定位木块的同时，在型腔内部用适宜尺寸的木条支撑加固。

[0043] 4.1.5所有的合型线处用艺术铸造模料蜡涂抹处理，在模型组装完成后进行修整，保持表面肌理的一致性。

[0044] 4.1.6、组装完成后，根据设计稿进行模型最终定型。

[0045] 4.1.7、定型完成后去掉模型型块合型处粘贴的定位木块，模型组装即告完成。

[0046] 4.2、内部充填

[0047] 3D打印的树脂模型非常轻薄，在制作大型雕塑模型时，组装后的模型难以支撑模型本身的重量，也不利于后续的翻模与铸造制作。为了保证模型的强度和造型的准确不变形，组装好的模型内部要进行充填，以增加强度。

[0048] 4.2.1、在模型内部连接处涂刷80℃的艺术铸造模料蜡液体，涂刷要均匀，然后贴上一层棉纱布，如此反复，一般贴三到四层。

[0049] 4.2.2、纱布贴好后，用聚氨酯发泡材料进行发泡充填。

[0050] 聚氨酯A料和B料的配比为1:1，A料的温度为30℃-80℃，B料的温度也为30℃-80℃。

[0051] 发泡的温度和时间必须掌握好，温度若过高和发泡时间过长，会造成模型变形。

[0052] 发泡时，针对打印模型轻薄的特点，须开放式发泡，即不能加压。

[0053] 经过反复试验，发泡的温度以65℃最佳。将发泡聚氨酯材料注入打印的雕塑的模型型腔后，充分发泡。发泡后10分钟，即凝固。发泡充填即告完成。

[0054] 如果是体量巨大的大型雕塑，可以分节组装充填。

[0055] 5、充填完成后，再进行表面修整，模型制作即告完成。可以进入翻模铸造制作环节。

[0056] 3D打印的小块树脂模型，通过本发明可以任意组装成30米以下的各种模型，成本低，效率高，造型精准。这种发明工艺已成功制作了高15米的、安装于吉林白城的《飞黄》雕塑的模型。

[0057] 应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本发明的保护范围。