3D打印仿真飛機模型的優(yōu)點和缺點
如今的3D打印仿真飛機模型已經(jīng)很普及了，模型愛好者手里估計是人手一臺3D打印仿真飛機模型。而且很多模型愛好者也是通過各種方式打印各種模型飛機。從實際使用情況來看3D打印仿真飛機模型既有優(yōu)點，也有明顯的缺點。
優(yōu)點是，制作簡單，外觀成型都交給機器了，打印后只要相互粘合一起就完成一架飛機模型，不像輕木結(jié)構(gòu)，需要花大量時間來拼結(jié)構(gòu)，還要保證制作盡量不發(fā)生明顯變形。
當(dāng)然3D打印也有很明顯的缺點。
第一：3D打印材料主要使用塑料為原料，塑料本身的密度就遠遠高于輕木材質(zhì)，塑料密度一般在1.05千克/立方米左右，而層板密度在0.6千克/立方米左右，輕木更是低到0.1千克/立方米左右。所以相同體積下，3D打印仿真飛機模型重量會比木結(jié)構(gòu)的重。
第二：3D打印后，表面會有比較明顯的刀路痕跡，包括層疊的層紋，雖然可以打磨，但是PLA材質(zhì)的3D打印材料，后期打磨相比木頭，會相當(dāng)困難。而木結(jié)構(gòu)飛機，軟木是很適合打磨的，而且木頭飛機表面還需要進行蒙皮操作，完成后的效果，還是有一定光亮感的。這也是大部分模型人說的，打印模型飛機是沒有靈魂的。
第三：也是很關(guān)鍵的一點，就是打印機是通過一層一層疊上來的，所以從結(jié)構(gòu)上來說，他的層與層之間在受到外力作用下很容易分層。也是大部分模友擔(dān)心的打印件強度不夠。雖然木頭也有木紋，但是在制作木機的時候，我們可以嘗試讓木紋合理分配在不同的位置以此來保證結(jié)構(gòu)強度。
從上面幾點可以看出來，我們可以把打印件，跟傳統(tǒng)的木質(zhì)件混合起來，取他們的長處來制作飛機。打印可以做到外觀曲面漂亮，木質(zhì)可以做到重量切，結(jié)構(gòu)件靈活。
前幾年制作的P51野馬套材是一款比較有代表性的作品，使用木質(zhì)為主體，配合打印件來提高模型飛機擬真度，降低制作難度等方面起到很好的作用。當(dāng)時也是擔(dān)心打印件強度不足，所以打印件主要用于曲面構(gòu)建，對強度要求低或者幾乎不受力的位置（主要是層與層之間在受力作用下分層問題）
后來的嘗試發(fā)現(xiàn)，只要控制好層與層的問題，避開這種受力最薄弱的環(huán)節(jié)，打印件可以很好的使用薄壁件作為結(jié)構(gòu)件來代替木質(zhì)件。
我們設(shè)計了一款采用全3D打印機身的滑翔機，以此來驗證打印飛機的可行性。取兩種材料的優(yōu)點，機身打印拼接，噴漆工藝；機翼，尾翼依然使用傳統(tǒng)方案，輕木層板結(jié)構(gòu)，蒙皮工藝。
先來看一節(jié)，3D打印機身零件，打印后的零件表面確實不能算光滑，會有很多刀路，結(jié)點等，但是他的非層疊層方向的韌性是相當(dāng)高的。所以我們只要想辦法控制這種層與層之間的強度，就可以很好解決打印件強度不足問題。
在設(shè)計的時候，我們就考慮了這個問題，所以打印件內(nèi)部帶有少量結(jié)構(gòu)，前面已經(jīng)說過，塑料材質(zhì)密度比較大，所以能用更好的結(jié)構(gòu)，那就盡量用木結(jié)構(gòu)來配合。
在打印件內(nèi)側(cè)，我們卡入了事先設(shè)計好的木結(jié)構(gòu)，然后用膠水把打印件跟木結(jié)構(gòu)粘合一起。原來，0.8MM薄壁的打印件軟軟的，突然變得相當(dāng)有力量感，甚至正常的拋摔，都不會出現(xiàn)層與層分離的情況。當(dāng)然，打印件本身就是比較小的圓桶型，那打印件本身就有足夠的抗剪切力。
這樣的強度，雖然不能跟玻璃鋼比，但是應(yīng)用在模型飛機上，完全是足夠了。玻璃鋼做這樣一個件需要多少時間，各位也是清楚的。
剩下我們還需要解決的是，材料選擇。最常見的是PLA材料，價格便宜，優(yōu)點打印容易，變形少。缺點就是不耐高溫（這里的高溫主要指的是生活中遇到的一些高溫，比如夏天的車內(nèi)溫度，夏天出場飛飛機，陽光下的地面溫度，它們都可能超過60度，那PLA會變的很軟軟，所以如果有這樣的環(huán)境，我們應(yīng)該考慮其他材料）。第二PLA打印后表面不太好打磨如果想達到傳統(tǒng)蒙皮光面效果我們考慮用其他非PLA材料。（查閱資料，從塑料類型看，PLA好像不歸屬為塑料，所以我們可以使用塑料材質(zhì)來作為打印材料）
最后一步就給打印件拋光噴漆。為了噴出比較漂亮的面，所以打磨，拋光，上膩子是少不了，這些參考噴漆工藝，原理相仿。上幾張噴漆后的打印件。
因為使用的是塑料材質(zhì)，所以用砂紙打磨還是比較容易的，使用200目，400目1000目等砂紙，進行打磨拋光，有些凹凸坑可以嘗試用膩子填充。
這張是打磨后噴漆的效果已經(jīng)跟傳統(tǒng)蒙皮工藝一樣了
重新對比下 前后效果是不是有靈魂了。
使用3D打印嘗試做飛機，初見成效，在效果上不差傳統(tǒng)蒙皮飛機，在制作時效上，是玻璃鋼工藝不能比擬的，在強度上，重量上取得比較不錯的平衡。各位不妨一試。
秀美是一家以展覽展示、模型智造以及3D打印設(shè)計與服務(wù)為核心業(yè)務(wù)，集研發(fā)、設(shè)計、制造于一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司深耕海洋文化、航空航天及工業(yè)設(shè)計生產(chǎn)領(lǐng)域十余年，始終秉承 “秀所思，美所見”的企業(yè)理念，以科技賦能各行業(yè)文化傳播，不斷研發(fā)最新的3D打印技術(shù)及材料應(yīng)用，于2013年成立3D打印中心和在線打印平臺品牌“aau”，引領(lǐng)和推動行業(yè)發(fā)展。如果您有需要，歡迎聯(lián)系我們，期待與您合作。