摘要： 本论文结合MasterCAM软件，介绍了位图与矢量图之间的格式转换，并利用ArtCAM 软件通过矢量图生成三维模型，利用三维打印机快速成型，实现了图片曲面模型的加工。
Abstract: Format conversion between bitmap and vector graph is introduced based on MasterCAM software in this paper， three-dimensional model is constructed through ArtCAM software with vector graph, Rapid Prototyping is realized by three-dimensional printer, and the manufacturing of picture surface model is completed.
关键词： MasterCAM；ArtCAM；位图；造型；manufacturing快速成型
Key words: MasterCAM；ArtCAM；Picture；Three-dimensional model；Rapid Prototyping
中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）28-0143-02
0 引言
三维建模属于工业设计的一种，工业设计是一种创造性的活动，是科学与艺术的有机结合，它以现代生产方式为基础，以科学技术为依托，整个创造体现着工业产品的视觉再现和物理再现的的统一，随着工业设计理论与实践的发展，以及科技在工业设计领域的广泛应用，使得曲面设计在技术，方法上得到了极大的改进和更新，开发和应用工业设计的CAD/CAM软件，是工业设计发展的高潮，作为工业设计艺术品的浮雕产品，传统的方式是手工雕刻和机械加工相结合，随着计算机辅助制造技术的不断成熟，完全利用计算机技术在三维打印机上完成浮雕快速成型，不仅可以大大提高生产效率，而且可以大幅度降低成本，缩短生产周期，能够满足不同行业的需要，具有广阔的市场前景。
基于图形图像数据的数控雕刻加工技术是近十几年发展起来的一种新的雕刻技术，它是计算机图形学、数字图像处理技术与数控加工技术高度融合，用于对各种材料表面进行文字、图案雕刻的现代化特种加工方法。
1 图片三位造型及加工的总体方案设计
图片三维曲面造型采用“ARTCAM”软件来实现，通过“浮雕操作”对话框中的相关参数实现各部分曲面造型，然后按照要求拼合修饰，利用三维打印机，即可完成平面位图到三维浮凸曲面的造型与加工过程。整个流程如图1所示。
2 图片处理及二维矢量图的生成
矢量图是进行三维造型，雕刻加工路径，以及加工的基础，其质量直接决定了所作出的产品的精确度，二维矢量图的生成步骤如图2所示。原位图图片如图3所示。按图示步骤通过软件Illustrator的应用生成的矢量图如图4所示。
3 模型的三维造型及设计
3.1 ArtCAM 矢量图处理 由于前期用的Illustrator来处理二维矢量图，导入到ArtCAM中后，矢量图是作为一个整体的，所以这里要进行矢量的分解与重新组合，将整体矢量全部分解，再对闭合矢量进行合并。另外还需在此步进行变换矢量、填充矢量、偏置矢量、修剪矢量、矢量合并等操作完成矢量的编辑处理，对错误的部分进行修剪或替换，产生新的可用于ArtCAM三维编辑的二维矢量图。
3.2 三维模型的设计 三维浮雕的建模总方案为由易到难即先对简单的矢量进行建模，再对难的矢量进行建模；由整体到局部即先对整体大的轮廓矢量进行建模，再对细节矢量进行建模。当选中一形状给已选矢量闭合区域后，双击弹出出现“形状编辑器”对话框，对所选矢量模块进行编辑操作。建模过程如图5至图8所示。
3.3 三维模型的光顺处理 通过以上方法产生的三维模型由于在产生过程中不同模块会出现干涉，导致整体模型的光顺效果较差，需要对模型进行必要的编辑。选择光顺次数5，使得模型各边界更为光滑。处理完成后的三维模型效果如图9所示。
4 曲面三维打印快速成型
本论文中采用Dimension SST 1200es三维打印机对头罩进行快速成型，如图10所示，它采用熔融堆积（FDM）技术，采用白色ABSPlus材料。将生成的实体模型在Artcam中进行三角形化处理，并导出成二进制的stl格式文件，实现快速成型。成型的效果如图11所示。
5 小结
本文首先介绍了二维位图图片到三维造型及加工实现的流程，包括位图与矢量图的转换、矢量图的修饰、三维模型的构造与光顺、快速打印成型等环节。其中所用到的ArtCAM为广泛使用的CAD/CAM软件，可以方便地使用快速成型机实现图片三维造型打印，对实际生产具有一定的实用价值。
参考文献：
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