Dalam percetakan 3D, model digital 3D ialah premis dan asas, dan cetakan 3D adalah hasilnya, yang menjadikan model 3D "berbunga di atas tanah". Walau bagaimanapun, dalam kebanyakan kes, model 3D tidak boleh dikeluarkan terus kepada pencetak 3D atau objek bercetak tidak memenuhi keperluan pengguna. Pada masa ini, perlu melalui beberapa kaedah pemodelan dan pemprosesan geometri untuk membetulkan, melaraskan, memproses dan mengoptimumkan model 3D input, supaya ia dapat memenuhi keperluan percetakan 3D dengan lebih baik dan menghalang objek yang dicetak daripada tidak berfungsi secara normal. .
Dalam grafik komputer atau reka bentuk geometri berbantukan komputer, tujuan utama pemodelan 3D ialah pemodelan, rendering atau animasi, dengan mengambil kira sifat matematik model, seperti bentuk, kesinambungan, kelicinan, bahan, ubah bentuk dan sifat lain permukaan; Dalam percetakan 3D, output model 3D ialah model fizikal, dan sifat fizikal (sifat mekanikal dan sifat fungsi) model fizikal perlu dipertimbangkan dengan lebih lanjut. Oleh itu, kaedah pemodelan dan pemprosesan 3D tradisional perlu disemak dan diperkukuhkan lagi, dan sifat mekanikal dan kefungsian model fizikal output perlu dipertimbangkan semasa proses pemodelan. Di satu pihak, sifat matematik model mempengaruhi sifat fizikalnya; sebaliknya, keperluan bagi sifat fizik mempengaruhi pengubahsuaian sifat matematik. Kedua-dua sifat ini mempengaruhi satu sama lain dan sering memerlukan lelaran dalam proses pemprosesan dan pengoptimuman. Kami memanggilnya reka bentuk dan pengoptimuman geometri berorientasikan fabrikasi. Terdapat banyak pemprosesan geometri dan masalah pengiraan pengoptimuman, kami ringkaskan secara ringkas seperti berikut:
1. Masalah pengiraan geometri: Memandangkan model digital 3D, ia perlu didiskritkan ke dalam grid segi tiga (fail STL), kemudian struktur isian dan struktur sokongan ditambah, kemudian pengiraan hirisan dan perancangan laluan, dan akhirnya dihantar ke pencetak 3D melalui G kod Keluarkan model fizikal. Proses ini ialah kerja utama perisian enjin menghiris pencetak 3D, yang melibatkan banyak pengiraan geometri;
2. Kekangan pencetakan: Dalam banyak kes, model 3D input mempunyai beberapa masalah dan tidak boleh dikeluarkan terus ke pencetak 3D. Sebagai contoh, topologi model 3D itu sendiri tidak diseragamkan dan tidak boleh dihiris; percetakan gagal kerana bahagian terapung; Saiz model terlalu besar, melebihi had saiz yang boleh dicetak oleh pencetak; tanpa mengambil kira kestabilan, objek yang dicetak tidak boleh diletakkan seperti biasa, dsb.;
3. Masalah pengoptimuman struktur: Memandangkan pereka tidak mempunyai pengalaman reka bentuk dan pengetahuan mekanikal, hasil reka bentuk tidak akan dicetak seperti biasa kerana masalah struktur atau akan terdapat beberapa masalah kekuatan struktur selepas cetakan 3D. Kekuatan yang tidak mencukupi boleh merosakkan model 3D semasa pencetakan, pengangkutan atau penggunaan harian. Kami memanggil masalah seperti ini sebagai analisis struktur dan masalah pengoptimuman; pada masa ini, adalah perlu untuk mengoptimumkan struktur model melalui pengiraan simulasi mekanikal dan fizikal (Kaedah Elemen Terhad-FEM) untuk memenuhi keperluan.
4. Isu penyesuaian fungsional: Penyesuaian ialah salah satu kelebihan terbesar pencetakan 3D, dan sejumlah besar soalan penyelidikan dan kaedah penyelidikan telah dihasilkan di sini. Sebagai contoh, (1) menggunakan pelbagai model dan kaedah yang dibangunkan dalam teori lukisan kepada percetakan 3D, yang melibatkan simulasi penampilan, pengukuran dan pengoptimuman sintesis bahan bercetak; (2) untuk keperluan perubatan, pendidikan, hiburan dan fesyen Masalah penyesuaian model dan masalah reka bentuk terbalik untuk kesan cahaya, bayang-bayang dan bunyi; (3) Objek dengan fungsi khusus yang dipasang oleh reka bentuk dan pencetakan sub-blok dan melalui engsel, takal, gear, motor dan peranti mekanikal lain, termasuk banyak mekanisme Isu reka bentuk dan pengoptimuman.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penyelidikan mengenai reka bentuk geometri dan pengoptimuman untuk pembuatan telah mendapat perhatian yang meluas dan secara beransur-ansur menjadi tumpuan penyelidikan.