基于Creo Parametric技术的马尾松微观模型构建

摘要

【目的】为实现木材微观构造的宏观化,更直观全透认识木材生物结构,将其细胞组织从二维平面图像转到三维立体图像,基于参数化设计模块Creo Parametric建模技术,构建出马尾松Pinus massoniana微观构造的立体模型。【方法】首先通过光学显微镜观察马尾松三切面的微观构造图像,然后对构成马尾松木材各类组织的细胞类型、组织比量和形态尺寸进行观测定量化分析;基于观察与分析结果,对马尾松典型细胞的结构形貌及胞壁上结构特征进行三维模型构建,将构建的模型导入弘瑞3D打印系统(modellight)进行模拟分析与模型打印。【结果】针叶材马尾松解剖分子排列规则,管胞约占木材体积90%,其他细胞为木射线、轴向薄壁组织和树脂道等。基于各类细胞的真实形态特征构建单个细胞模型,在单个细胞的3D模型基础上根据各类组织分布与排列规律将各细胞进行组装,获得针叶材马尾松木材微观构造的立体模型。运用3D打印技术将虚拟的模型实体化,构造出等比例放大200倍的微观实物模型。【结论】本研究证实3D技术在木材微观构造水平建模的可行性,将丰富的木材微观结构以实体化的形式展现,为充分了解木材内部特征提供便利,也为木材学教学和木材美学价值开发提供参考,为植物遗态生物质高性能仿生材料研究提供生物学理论基础。