中國科技大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院國家數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)中心（合肥）圖形與幾何計(jì)算實(shí)驗(yàn)室及“創(chuàng)客空間”研究小組，在3D打印（快速制造）領(lǐng)域取得了重要研究進(jìn)展，提出了一種“由粗到細(xì)”的快速、廉價(jià)制造大物體的技術(shù)。該研究成果論文已被計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的頂級會議“2016計(jì)算機(jī)圖形學(xué)國際會議”接收，并將于7月全文發(fā)表在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的頂級期刊《美國計(jì)算機(jī)學(xué)會圖形學(xué)匯刊》上。

3D打印通過快速自動成型系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)結(jié)合，可以制造出各種形狀復(fù)雜的物體。然而，3D打印機(jī)打印尺寸有限，無法直接打印體積較大的物體。與3D打印相比較，平面激光切割雖然只能制造具有2D形狀的物體，但其制造材料成本低、切割速度非常快。

中國科大研究小組結(jié)合3D打印和平面激光切割各自的制造優(yōu)勢，提出一種快速、廉價(jià)的分塊制造大物體的方法。據(jù)論文通訊作者中國科大數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院劉利剛教授介紹，他們將3D物體模型設(shè)計(jì)為內(nèi)部的凸多面體粗略部分及外部的精細(xì)部分，內(nèi)部的凸多面體由多個激光切割板塊組裝而成，并通過三維自鎖機(jī)制連接成穩(wěn)固的內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)；外部的精細(xì)部分被剖分成多個部件，并用3D打印機(jī)分別制造出來，然后貼附到內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)上以保證物體表面的細(xì)節(jié)外觀。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法比目前簡單的分塊打印方法節(jié)省60%的材料成本和制造時間，并使得制造出的物體滿足所要求的連接強(qiáng)度、整體平衡性及可打印性。該成果可廣泛應(yīng)用于快速、廉價(jià)地制造體積較大且需定制的物體如雕塑、雕像、電影道具、文物復(fù)制品等，且制造物體的尺寸越大，節(jié)省的材料成本和制造時間越多。