口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)的出路精選(九篇)

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第1篇：口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)的出路范文

【關(guān)鍵詞】CAID；3D打??；計算機(jī)輔助設(shè)計；工業(yè)設(shè)計

引言

工業(yè)設(shè)計是在伴隨著工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的一個行業(yè)，迄今為止工業(yè)設(shè)計已經(jīng)有了一百多年的發(fā)展歷史。在工業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中，人們對工業(yè)產(chǎn)品的需求不斷提高，從而促使生產(chǎn)廠家必須要提高產(chǎn)品的外觀、構(gòu)造以及形態(tài)，從而促進(jìn)了工業(yè)設(shè)計的誕生。工業(yè)設(shè)計最初的內(nèi)容就是對單個產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計，現(xiàn)如今工業(yè)設(shè)計已經(jīng)逐漸成為了整體性的服務(wù)與產(chǎn)品生命周期當(dāng)中的系統(tǒng)設(shè)計，其內(nèi)容被不斷的豐富與完善，這種設(shè)計方式的轉(zhuǎn)變也對人們的日常生活產(chǎn)生了較大的影響。我國的工業(yè)設(shè)計起步相對較晚，在上個世紀(jì)80年代，我國的工業(yè)設(shè)計才逐漸開始走進(jìn)人們的生活當(dāng)中，同時當(dāng)時的工業(yè)設(shè)計水平相對較低，工業(yè)設(shè)計受到藝術(shù)設(shè)計的影響也相對較大，設(shè)計的內(nèi)容主要是產(chǎn)品的外觀方面[1]。隨著改革開放的不斷深入，我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，到上個世紀(jì)90年代左右，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動了我國制造業(yè)的發(fā)展，在這樣的背景下，我國的工業(yè)產(chǎn)品制造技術(shù)不斷趨于完善，同時工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)在社會當(dāng)中也火熱開展起來，同時在這個時期以計算機(jī)為代表的信息技術(shù)開始走向成熟，因此利用計算機(jī)進(jìn)行工業(yè)設(shè)計就開始在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中出現(xiàn)，從而出現(xiàn)了計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計，即CAID，在CAID技術(shù)開始在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中廣泛運(yùn)用的同時，3D打印技術(shù)也出現(xiàn)了，但是3D打印技術(shù)在很長的一段時間內(nèi)都處于停滯不前的狀態(tài)當(dāng)中，直到2010年左右，3D打印技術(shù)才取得了突破性的進(jìn)展，3D打印技術(shù)才被運(yùn)用在實際生產(chǎn)當(dāng)中，尤其是在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中具有非常廣泛的運(yùn)用，許多設(shè)計師通過3D打印技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計，有效的縮短了產(chǎn)品研發(fā)的周期，省去了設(shè)計過程當(dāng)中的模型制造與審核的環(huán)節(jié)，極大的推動了工業(yè)設(shè)計的發(fā)展[2]。

一、CAID簡介

計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計是從計算C輔助設(shè)計發(fā)展而來的一個新的概念，隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多配套的設(shè)計軟件也逐漸成熟起來，如CAD與有限元軟件等開始出現(xiàn)，從而允許計算機(jī)被使用在設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中。而CAID就是計算機(jī)輔助設(shè)計的英文縮寫。從CAID的本質(zhì)上進(jìn)行分析，CAID技術(shù)是在工業(yè)設(shè)計與計算機(jī)技術(shù)的支撐下系統(tǒng)形成的一種全新的技術(shù)，是與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計存在著極大的差別的設(shè)計方法，與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計方法相比，CAID在設(shè)計方法、 設(shè)計過程、 設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率方面都發(fā)生了顛覆性的改變，從而為工業(yè)設(shè)計的發(fā)展提供了重要的動力。CAID技術(shù)是一種包含了多種不同屬性的計算機(jī)技術(shù)，如虛擬顯示技術(shù)、模糊技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體等，同時不同的技術(shù)之間也存在著一定的交叉，由此可見CAID技術(shù)是一種綜合性的技術(shù)[3]。

在工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)過程當(dāng)中，往往需要經(jīng)過多個環(huán)節(jié)才能使得最終的產(chǎn)品得以實現(xiàn)，首先需要對市場進(jìn)行必要的調(diào)查，了解用戶對產(chǎn)品的實際需求，并設(shè)定產(chǎn)品的市場定位，再繪制草圖與效果圖，之后還需要制造出數(shù)據(jù)模型與實物模型，最終才能進(jìn)行產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。在這個過程當(dāng)中產(chǎn)品的可視化過程是非常關(guān)鍵的一個部分，只有做好這部分工作才能在產(chǎn)品量產(chǎn)之前對其中所存在的不足支出與錯誤進(jìn)行改進(jìn)，從而促進(jìn)了產(chǎn)品的完善，在進(jìn)行可視化工作的過程當(dāng)中，往往需要CAID技術(shù)的支撐，例如在進(jìn)行產(chǎn)品效果圖繪制的過程當(dāng)中，我們可以利用PS、Coreldraw等計算機(jī)輔助設(shè)計軟件進(jìn)行二維效果圖的繪制，利用3DMax等軟件進(jìn)行三維模型的設(shè)計。而在數(shù)據(jù)模型階段，CAID也具有非常廣泛的運(yùn)用，例如可以使用一些工程類的軟件進(jìn)行工程模型的制作，如SolidWorks與CATIA。從而為后期的產(chǎn)品生產(chǎn)做出充分的準(zhǔn)備。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的整個過程當(dāng)中使用CAID技術(shù)進(jìn)行設(shè)計相比于傳統(tǒng)的使用手工效果圖與模型制作的方式極大的提高了涉及的效率，同時也使得設(shè)計的精確性得以有效的提升。當(dāng)前階段在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中使用CAID技術(shù)進(jìn)行工業(yè)設(shè)計的相關(guān)軟件已經(jīng)非常的豐富，尤其是在計算機(jī)硬件不斷升級的基礎(chǔ)上各種軟件的性能也得到了極大的提升，并不斷的朝著智能化與集中化的方向發(fā)展。因此，在未來計算機(jī)會完美呈現(xiàn)設(shè)計者的設(shè)計構(gòu)想， 不用去花費(fèi)太多的精力和時間去學(xué)習(xí)各種軟件建模、 渲染技術(shù)。這樣是技術(shù)對設(shè)計師的一種解放， 讓設(shè)計師可以把更多的精力集中到設(shè)計創(chuàng)造階段[4]。

CAID在工業(yè)設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用也不僅僅局限于設(shè)計表現(xiàn)方面的運(yùn)用，我們可以將CAID技術(shù)推向工業(yè)設(shè)計的全過程，例如，在進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品的前期調(diào)研過程當(dāng)中，我們可以利用計算機(jī)對相關(guān)的調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的分析與論證，從而提高產(chǎn)品市場定位的精確性，在最近幾年發(fā)展起來的大數(shù)據(jù)技術(shù)就可以充分的使用在該領(lǐng)域當(dāng)中。還有設(shè)計過程中對產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)分析， 只要有了數(shù)據(jù)模型， 我們可以通過計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)， 用人體數(shù)據(jù)庫對設(shè)計進(jìn)行檢驗， 提出更合理的人因工程分析數(shù)據(jù)， 幫助設(shè)計師改進(jìn)設(shè)計。這些都是計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)該發(fā)揮作用的方面[5]。

二、3D打印技術(shù)與工業(yè)設(shè)計

3D打印技術(shù)是在上個世紀(jì)90年代才出現(xiàn)的一種全新的制造技術(shù)，3D打印技術(shù)需要以存儲在計算機(jī)當(dāng)中的模型數(shù)據(jù)為基本依據(jù)，利用塑料或者粉末狀的材料通過逐層打印的方式來將實際的物體制造出來。3D打印技術(shù)在問世之后，廣受設(shè)計人員的歡迎，被廣泛的使用在設(shè)計模型的制造方面，但是隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印的應(yīng)用已經(jīng)不再僅僅局限在設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中，在實際生產(chǎn)當(dāng)中也具有非常廣泛的運(yùn)用，一些工業(yè)零部件已經(jīng)開始采用3D打印的技術(shù)開始生產(chǎn)[6]。

但是總體來說3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用相對來說還是較多的，在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計當(dāng)中，在O計的最后階段都需要制作一個模型，用來測試和檢驗設(shè)計的可行性和合理性。一般來說一個模型的制作周期大約為1周左右，模型的成本相對來說也較大，同時通過手工制作的模型在精度方面還存在著較大的問題，如果還需要進(jìn)行開模的話，模型的價格則會更高，但是如果采用3D打印技術(shù)進(jìn)行模型的制作，只需要通過一臺3D打印機(jī)與制作材料在幾個小時之內(nèi)就可以將模型制作出來，同時模型的精度還非常高，這就可以使得產(chǎn)品開發(fā)的過程被極大的縮短了，同時也可以有效的降低制作成本。當(dāng)前階段3D打印機(jī)的制造技術(shù)已經(jīng)非常成熟，其成本相對來說也較低，許多企業(yè)都會為設(shè)計工作配置3D打印機(jī)，甚至還有部分企業(yè)推出了家用的3D打印機(jī)[7]。

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)對制造業(yè)與工業(yè)設(shè)計帶來了革命性的變化，當(dāng)前階段3D打印在工業(yè)設(shè)計與制造方面的應(yīng)用已經(jīng)在很大程度上改變了人們的日常生活，例如可以通過3D打印技術(shù)進(jìn)行房子的制造，可以使得一些生活在極端環(huán)境下人群的居住環(huán)境得以有效的改善，通過3D打印技術(shù)還可以進(jìn)行人體器官的打印，從而避免了大量的器官移植需求得不到滿足的現(xiàn)狀。

三、CAID與3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計方面的結(jié)合

CAID技術(shù)與3D打印技術(shù)本來就是兩種相輔相成的技術(shù)，3D打印技術(shù)必須要以一定的數(shù)據(jù)模型作為打印的基本依據(jù)，而3D打印技術(shù)則將虛擬的工業(yè)設(shè)計轉(zhuǎn)變成了實際的模型，因此，如果實現(xiàn)CAID與3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計方面的有效結(jié)合，則可以推動工業(yè)設(shè)計產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展，同時也會使得這兩種技術(shù)的實際運(yùn)用得到一定的推廣[8]。

在下文當(dāng)中，筆者將通過一個自己實際操作的案例分析CAID與3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計方面的實際運(yùn)用。在該案例當(dāng)中，需要進(jìn)行一個吉祥物的設(shè)計，設(shè)計的原稿是由他人進(jìn)行設(shè)計的，因此，在此僅僅討論數(shù)據(jù)模型的制作過程與3D打印的實際過程。下圖一為通過CAID技術(shù)所制作出來的二維效果圖，這兩個吉祥物分別被明明為花花與桃桃，其人物造型是以花與桃子為原型的，三維模型制作階段應(yīng)用了 McNeel公司開發(fā)的Rhinoceros 軟件和多邊形建模插件 T-spline。借助于 T-spline 的自由多邊形建模功能， 在數(shù)據(jù)模型的建構(gòu)過程當(dāng)中，首先需要構(gòu)建花花與桃桃的身體部位，再通過多邊形轉(zhuǎn) NURBS曲面的命令， 轉(zhuǎn)成 Rhinoceros軟件中可用來編輯的 NURBS曲面[9]。在完成這些工作之后還需要對人物的身體方面的細(xì)節(jié)進(jìn)行充分的修飾，最后才能完善數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建，數(shù)據(jù)模型的構(gòu)成如下圖二中所示。在完善數(shù)據(jù)模型的建構(gòu)之后，需要將相關(guān)的模型數(shù)據(jù)保存為STL格式，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出來，在導(dǎo)出數(shù)據(jù)之后，再將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到與3D打印機(jī)相連的計算機(jī)當(dāng)中的打印軟件。在該案例當(dāng)中所使用的3D打印機(jī)是我國國產(chǎn)的3D打印機(jī)，打印機(jī)與打印軟件如下圖三中所示，通過定位、 打印尺寸等的設(shè)置后打印機(jī)便會執(zhí)行指令， 開始逐層打印， 直到打印完畢。最后還需要對3D打印所得出的實際模型進(jìn)行簡單的人工處理，最后就可以得到模型。在該案例當(dāng)中從最開始的數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建到最后的打印完成耗時一周不到，所得到的模型效果也相對較高[10]。

四、結(jié)語

在本文當(dāng)中，筆者對CAID與3D打印進(jìn)行了簡略的介紹，并以此為基礎(chǔ)分析了CAID與3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用，最后通過實例對二者之間的結(jié)合進(jìn)行了分析。我們可以發(fā)現(xiàn)，將CAID與3D打印技術(shù)結(jié)合在一起可以有效的提高工業(yè)設(shè)計的效率，在提高設(shè)計速度的同時，還能提高設(shè)計的質(zhì)量，并有效降低設(shè)計成本，應(yīng)該在實際的使用過程當(dāng)中大力推廣。

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