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3D打印仿真飛機(jī)模型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

如今的3D打印仿真飛機(jī)模型已經(jīng)很普及了，模型愛好者手里估計(jì)是人手一臺(tái)3D打印仿真飛機(jī)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(jī)。從實(shí)際使用情況來看3D打印仿真飛機(jī)模型既有優(yōu)點(diǎn)，也有明顯的缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)是，制作簡(jiǎn)單，外觀成型都交給機(jī)器了，打印后只要相互粘合一起就完成一架飛機(jī)模型，不像輕木結(jié)構(gòu)，需要花大量時(shí)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(diǎn)。

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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jī)模型重量會(huì)比木結(jié)構(gòu)的重。

第二：3D打印后，表面會(huì)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(huì)相當(dāng)困難。而木結(jié)構(gòu)飛機(jī)，軟木是很適合打磨的，而且木頭飛機(jī)表面還需要進(jìn)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(jī)是沒有靈魂的。

第三：也是很關(guān)鍵的一點(diǎn)，就是打印機(jī)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(qiáng)度不夠。雖然木頭也有木紋，但是在制作木機(jī)的時(shí)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(qiáng)度。

從上面幾點(diǎn)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(jī)。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(jī)擬真度，降低制作難度等方面起到很好的作用。當(dāng)時(shí)也是擔(dān)心打印件強(qiáng)度不足，所以打印件主要用于曲面構(gòu)建，對(duì)強(qiáng)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?cè)O(shè)計(jì)了一款采用全3D打印機(jī)身的滑翔機(jī)，以此來驗(yàn)證打印飛機(jī)的可行性。取兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)身打印拼接，噴漆工藝；機(jī)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(jī)身零件，打印后的零件表面確實(shí)不能算光滑，會(huì)有很多刀路，結(jié)點(diǎn)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(qiáng)度，就可以很好解決打印件強(qiáng)度不足問題。

在設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們就考慮了這個(gè)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(jì)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(huì)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(qiáng)度，雖然不能跟玻璃鋼比，但是應(yīng)用在模型飛機(jī)上，完全是足夠了。玻璃鋼做這樣一個(gè)件需要多少時(shí)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(jià)格便宜，優(yōu)點(diǎn)打印容易，變形少。缺點(diǎn)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(chǎng)飛飛機(jī)，陽光下的地面溫度，它們都可能超過60度，那PLA會(huì)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(dá)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?zhàn)邮巧俨涣?，這些參考噴漆工藝，原理相仿。上幾張噴漆后的打印件。

因?yàn)槭褂玫氖撬芰喜馁|(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(jìn)行打磨拋光，有些凹凸坑可以嘗試用膩?zhàn)犹畛洹?/div>

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(duì)比下前后效果是不是有靈魂了。

使用3D打印嘗試做飛機(jī)，初見成效，在效果上不差傳統(tǒng)蒙皮飛機(jī)，在制作時(shí)效上，是玻璃鋼工藝不能比擬的，在強(qiáng)度上，重量上取得比較不錯(cuò)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(jì)與服務(wù)為核心業(yè)務(wù)，集研發(fā)、設(shè)計(jì)、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(jì)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(tái)品牌“aau”，引領(lǐng)和推動(dòng)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。