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地形沙盘模型制作黑科技,高精度全数控制作

2018年08月20日
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在博物馆、游客中心或是售楼处,我们经常会见到这个东西:地形模型。Yam中国模型网

它根据真实的卫星地形按照需要的比例缩小制成,在军事和民用领域,都是不可或缺的工具。这些精巧的模型,都是怎么做出来的?Yam中国模型网

首先,当然是采集数据Yam中国模型网

要制作一个「地形模型」,要先有这个区域的卫星和航空器收集到的高程地形数据,航拍到的彩色图像,激光测距等方式做的全景绘测...Yam中国模型网

大家都知道谷歌地图有「数据偏移」的问题,这块儿比(zi)较(liao)敏(tai)感(shao),就不多讲了,总之需要采集到非常多的数据,先在计算机里制成「数字地形模型」。Yam中国模型网

如下是制图师收集到数据的黑白地形图。Yam中国模型网

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制图师会把黑白地形和彩色照片做融合,出来的就是「数字地形模型」,有道路、建筑、标尺等等信息。Yam中国模型网

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接下来,要雕出一座“泡沫山”Yam中国模型网

实物的地形模型,使用的材料是耐用又轻巧的聚氨酯泡沫。通过计算机,把「数字地形模型」的数据连到精雕机上,高速自转的钻头在泡沫上移动,这就是它的切削方式了。Yam中国模型网

大钻头做第一次粗加工。Yam中国模型网

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粗加工完了,出来的就是一个大致的轮廓,再换小号的钻头,重新按照更精细的数据切削一次泡沫,这就是精加工了。Yam中国模型网

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「粗加工」和「精加工」都是机械加工中的术语,也就是粗糙加工和精细加工的字面意思,像钻头的移动也叫做「走刀」。Yam中国模型网

用压缩空气喷枪和清洁刷,去掉切削下来的泡沫碎屑。Yam中国模型网

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喷漆涂装Yam中国模型网

在上色之前,首先要喷底漆。底漆的作用是封闭泡沫多孔的表面,防止后面喷彩色的墨渗透进孔洞,颜色会走样不均匀。Yam中国模型网

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接下来,就要喷上彩墨了。这里使用的喷涂装置是改装过的立体喷墨打印机和普通四色喷墨打印机不同的是,它的喷头被改装成能动态贴合地形模型的表面。Yam中国模型网

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用「红、黄、蓝、黑」四色,一次走一条直线的喷绘,最后「集线成面」。Yam中国模型网

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3D 打印建筑模型Yam中国模型网

现在,地形模型上的建筑物可以用3D打印制造。下面的动图是FDM(熔融堆积)工艺3D打印,打印的东西表面会比较粗糙,而现在的SLA(光固化)3D打印已经非常成熟,打印的模型可以做到非常精美。Yam中国模型网

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最后把分离好的建筑物,直接粘在「地形模型」上就成了,如下图的城墙。Yam中国模型网

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Cast 还有话说Yam中国模型网

在夏威夷国家火山公园,进门就看到了火山地形模型,不仅直观而且很有用。Yam中国模型网

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「夏威夷国家火山公园」不是那种小小的一个火山口,整个火山公园占地面积非常大,在公园里开车都得 2 个小时往返。Yam中国模型网

因为地壳运动和火山喷发,造成的地形很不规矩,车道也建的时而斜坡、时而拐弯,开车有上有下、忽东忽西。Yam中国模型网

如果先看过「地形模型」,那对火山整体和路况都会有个很好的判断。Yam中国模型网

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