3D打印后处理设备的造型设计与开发

摘要

工业设计领域，3D打印的出现可以快速生产单个原型产品，加快产品设计周期。然而，由于3D打印采用分层加工、叠加成型的工作原理，热塑性材料加工过程容易出现层层纹理，常需进行后处理操作。本课题的3D打印后处理设备主要针对表面研磨、化学腐蚀抛光、喷涂后处理三道工序所进行的设计。基于感性工学的设计理论，运用虚拟现实技术(VR)，采用语义差分法（SD法），对3D打印后处理设备进行造型设计与开发。
　　论文以用户感性意象为出发点，结合人机工程学原理，研究3D打印后处理设备外观造型和用户感性意象之间的对应关系。论文首先从形态、材质、色彩三个角度对后处理设备的造型进行研究，提出设计要点，设计造型要素;其次，分析设备的布局，得出整机尺寸与正面各功能与造型单元的分布及比例;再次，对设备进行色彩设计，并通过语义差分法来对上述形态设计，布局设计与色彩设计进行意向分析。根据筛选出的样本进行设计实践，绘制方案草图，并选取优秀草图方案建模渲染。用感性意向实验对渲染后的造型设计方案进行分析评价，选出最优方案。
　　最后，运用虚拟现实技术呈现后处理设备的作业场景，并在VR中模拟后处理工作流程。使得操作者在原型设计阶段即可对产品进行沉浸式开发，及时发现设备在操作及人因工程设计上的不足，给出设计反馈，并对设备进行优化设计，得出最终造型设计方案。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 国内外3D打印后处理设备及造型设计研究现状

1．3 3D打印后处理设备的市场和功能分析

1．4 3D打印后处理设备的工作原理

1．5 论文的组织架构

第二章 3D打印后处理设备整体方案设计

2．1 3D打印后处理设备的形态设计分析

2．1．1 设计基础

2．1．2 设计风格分析

2．1．3 应遵循的设计原则

2．1．4 设计要点概述

2．2 感性工学的基本概念及测量方法

2．2．1 感性工学的基本概念

2．2．2 感性工学的测量方法

2．3 3D打印后处理设备的布局分析

2．4 产品的色彩设计分析

2．5 3D打印后处理设备的VR开发

2．6 本章小结

第三章 3D打印后处理设备形态要素的设计

3．1 3D打印后处理设备造型形态要素分析

3．1．1 点在3D打印后处理设备形态构成中的应用

3．1．2 线在3D打印后处理设备形态构成中的应用

3．1．3 面在3D打印后处理设备形态构成中的应用

3．1．4 3D打印后处理设备造型构成要素的形态分析

3．2 3D打印后处理设备的造型特征提取及意向语义收集

3．2．1 造型特征提取

3．2．2 意向语义收集

3．2．3 3D打印后处理设备意向特征的感性评价

3．2．4 3D打印后处理设备特征要素的意向空间分布图

3．3 本章小结

第四章 3D打印后处理设备的布局分析

4．1 3D打印后处理设备布局中的人机工程学

4．2 3D打印后处理设备的布局分析

4．2．1 设计比例分析

4．2．2 3D打印后处理设备作业高度的设计

4．2．3 3D打印后处理设备水平作业面的设计

4．3 其他造型部件的布局设计

4．3．1 化学蒸熏抛光区与综合后处理工作区(一区)造型部件布局设计

4．3．2 研磨抛光区与喷涂工作区(二区)造型部件布局设计

4．4 本章小结

第五章 3D打印后处理设备的色彩设计分析

5．1．1 色彩的构成

5．1．2 色彩的搭配

5．2 3D打印后处理设备色彩的意向感知

5．3 本章小结

第六章 设计实践

6．1 设计草图

6．2 方案模型与意向分析

6．3 3D打印后处理设备的VR开发

6．3．1 3D打印后处理设备VR仿真影像制作流程

6．3．2 基于虚拟现实的3D打印后处设备的优化设计

6．4 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献

附录

作者简介