一种船体结构三维模型制作方法技术

本发明专利技术提供一种船体结构三维模型制作方法，包括步骤如下：(1)数字模型绘制，(2)结构展示模式设计，(3)3D打印，(4)后期制作。本发明专利技术制作的船体结构三维模型即展示了船体重要部位的外部结构，同时展示了舷侧、横舱壁、双层底、艏艉、顶边舱、底边舱等关键部位的内部结构，全方位、多层次地将船体结构展示出来，使用者可以轻松地完成对船舶各部位结构的正确认知。

A method for making 3D model of ship structure

The method comprises the following steps: (1) digital model drawing; (2) structure display mode design; (3) 3D printing; (4) post production; (3) post production. The 3D model of the hull structure made by the invention has demonstrated that the external structure of the important parts of the hull, and show the internal structure of the key parts of the side shell, transverse bulkhead and the double bottom, bow and stern, top side tank, the tank of all levels will show the hull structure, the user can easily complete the correct cognition the structure of the various parts of the ship.

【技术实现步骤摘要】
一种船体结构三维模型制作方法
本专利技术涉及一种船体结构三维模型制作方法，属于船舶模型及其制作领域。
技术介绍
传统的船体结构三维模型制作方法，一类是使用铁质、木质或其他材质的板材，裁切、弯曲、粘接出船体结构三维模型，一类是使用玻璃钢或类似材质，依靠支撑辅材或模具定型，涂刷、灌注、粘接完成船体结构三维模型的制作。当船舶尺度较大时，制作缩尺比例较大的船模时，船体结构的零部件尺寸变得很小，长度甚至只有几毫米，厚度不到1毫米，使用传统船体结构三维模型制作方法，由于材质厚度、强度和性能的限制，会产生以下几种不足：1)很难按照缩尺比将缩小后的船体结构部件全部展现出来，往往做了删减和省略，仅展示主要部件；2)板材、构件的厚度、宽度失真；3)为保证船体三维模型的强度，外板保留过多，遮挡了底舱、边舱、艏艉等部位的内部结构，影响观察使用；4)船体结构是由一系列不规则的构件组成，尤其是船体艏艉部的外板曲率变化较大，游艇、高性能船等一些小型或新型船舶，造型复杂，传统的船体结构三维模型制作方法根据二维图纸放样来完成实体模型的制作，模型与实船存在较大误差，模型表面往往也不够光滑，影响美观度。以上几种缺陷影响模型使用者对船体结构的正确认知。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的问题而提供一种船体结构三维模型制作方法。本专利技术的目的是这样实现的：(1)数字模型绘制：按照船舶设计图纸建立三维数字模型，三维数字模型尺寸按照缩尺后的比例进行绘制，缩尺后板材构件最小厚度低于0.8毫米的，取0.8毫米；最小宽度低于3毫米的，取3毫米，支柱、普通肋骨等不依靠板材独立支撑的构件，裸露部分最大长度限制在10厘米以内；(2)结构展示模式设计：根据船舶类型确定需要展示的内部结构部位和展示面积大小、需要将船体结构剖开的部位、层次和方式，以左舷半剖结构为展示结构：为展示其船体横剖面结构，将船体分为艏艉两个部分，超过1.2米的船模，分为艏、中、艉三个部分；以散货船为例，艏部外板沿平边线剖开，平面外板去掉，展示舷侧结构、顶边舱结构和底边舱结构，第一货舱去掉内底板和底边舱斜板，展示货舱双层底结构和底边舱结构，中段去掉全部外板和部分舱室内底板、底墩面板，展示舷侧结构、顶边舱结构、底边舱结构和货舱双层底结构和底墩内部结构，艉段去掉设计水线以上外板、甲板倾斜部分、货舱内底板、货舱中底桁、部分底墩面板，展示舷侧结构、甲板结构、顶边舱结构、底墩内部结构；(3)3D打印：使用工业级光固化树脂打印机制作三维模型，分层厚度不高于0.2毫米，扫描速度6-10米/秒，原材料使用白色树脂；(4)后期制作：将完成的三维模型去除多余支撑，打磨后完成船体结构的三维模型制作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)此种方法制作的船体结构三维模型与实船相似度极高，3D打印成型精度误差能够达到±0.1％×数字模型长度。能够正确展示出实船的外观造型、总布置情况。2)此种方法制作的船体结构三维模型即展示了船体重要部位的外部结构，同时展示了舷侧、横舱壁、双层底、艏艉、顶边舱、底边舱等关键部位的内部结构，全方位、多层次地将船体结构展示出来，使用者可以轻松地完成对船舶各部位结构的正确认知。3)此方法制作船体结构三维模型的原材料是环氧树脂，模型轻便，便于搬运。4)此方法制作船体结构三维模型的原材料是环氧树脂，对人体没有伤害，对环境没有污染，整个制作过程符合环保要求。5)此方法制作船体结构三维模型后期制作容易，表面光滑、美观，不需要额外维护费用。喷漆、染色等后期处理非常方便，费用低廉。附图说明图1是本专利技术的散货船艏部结构三维展示模型(正面)。图2是本专利技术的散货船艏部结构三维展示模型(背面)。图3是本专利技术的散货船中部结构三维展示模型(正面)。图4是本专利技术的散货船中部结构三维展示模型(背面)。图5是本专利技术的散货船艉部结构三维展示模型(正面)。图6是本专利技术的散货船艉部结构三维展示模型(背面)。图7是本专利技术的散货船三维数字模型图。图中：1.艏部结构，2.顶边舱结构，3.底边舱结构，4.货舱双层底结构，5.舷侧结构，6.横舱壁结构，7.舱口围结构，8.横剖面结构，9.底墩结构，10.甲板结构，11.艉部结构。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1至图7，本专利技术的一种船体结构三维模型制作方法,包括数字模型绘制、结构展示模式设计、3D打印、后期制作，具体制作步骤如下：1)数字模型绘制。选取一种三维建模软件，按照船舶详细设计图纸建立三维数字模型。三维数字模型尺寸按照缩尺后的比例进行绘制，。缩尺后板材构件最小厚度低于0.8毫米的，取0.8毫米，最小宽度低于3毫米的，取3毫米，支柱、普通肋骨等不依靠板材独立支撑的构件，裸露部分最大长度限制在10厘米以内。完成后将模型保存为.stl格式。2)结构展示模式设计。根据船舶类型确定需要展示的内部结构部位和展示面积大小，需要将船体结构剖开的部位、层次和方式。通常选取左舷半剖结构为展示结构。为展示其船体横剖面结构，将船体分为艏艉两个部分，超过1.2米的船模，分为艏、中、艉三个部分。以散货船为例，艏部外板沿平边线剖开，平面外板去掉，展示舷侧结构、顶边舱结构和底边舱结构，第一货舱去掉内底板和底边舱斜板，展示货舱双层底结构和底边舱结构，如图1、2所示。中段去掉全部外板和部分舱室内底板、底墩面板，展示舷侧结构、顶边舱结构、底边舱结构和货舱双层底结构和底墩内部结构，如图3、4所示。艉段去掉设计水线以上外板、甲板倾斜部分、货舱内底板、货舱中底桁、部分底墩面板，展示舷侧结构、甲板结构、顶边舱结构、底墩内部结构，如图5、6所示。3)3D打印。使用工业级光固化树脂打印机制作三维模型，分层厚度不高于0.2毫米，扫描速度6-10米/秒，原材料使用白色树脂。4)后期制作。将完成的三维模型去除多余支撑，简单处理打磨即可。1.以散货船为例，绘制三维数字模型，如图7所示。2.设计模型展示模式。在图1和图2中，艏部外板沿平边线剖开，平面外板去掉，展示舷侧结构5、顶边舱结构2和底边舱结构3，第一货舱去掉内底板和底边舱斜板，展示货舱双层底结构4和底边舱结构3。在图3和图4中，中段去掉全部外板和部分舱室内底板、底墩面板，展示舷侧结构5、顶边舱结构2、底边舱结构3和货舱双层底结构4和底墩结构9。在图5和图6中，艉段去掉设计水线以上外板、甲板倾斜部分、货舱内底板、货舱中底桁、部分底墩面板，展示舷侧结构5、甲板结构10、顶边舱结构2、底墩结构9。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船体结构三维模型制作方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)数字模型绘制：按照船舶设计图纸建立三维数字模型，三维数字模型尺寸按照缩尺后的比例进行绘制，缩尺后板材构件最小厚度低于0.8毫米的，取0.8毫米；最小宽度低于3毫米的，取3毫米，支柱、普通肋骨等不依靠板材独立支撑的构件，裸露部分最大长度限制在10厘米以内；(2)结构展示模式设计：根据船舶类型确定需要展示的内部结构部位和展示面积大小、需要将船体结构剖开的部位、层次和方式，以左舷半剖结构为展示结构：为展示其船体横剖面结构，将船体分为艏艉两个部分，超过1.2米的船模，分为艏、中、艉三个部分；以散货船为例，艏部外板沿平边线剖开，平面外板去掉，展示舷侧结构、顶边舱结构和底边舱结构，第一货舱去掉内底板和底边舱斜板，展示货舱双层底结构和底边舱结构，中段去掉全部外板和部分舱室内底板、底墩面板，展示舷侧结构、顶边舱结构、底边舱结构和货舱双层底结构和底墩内部结构，艉段去掉设计水线以上外板、甲板倾斜部分、货舱内底板、货舱中底桁、部分底墩面板，展示舷侧结构、甲板结构、顶边舱结构、底墩内部结构；(3)3D打印：使用工业级光固化树脂打印机制作三维模型，分层厚度不高于0.2毫米，扫描速度6‑10米/秒，原材料使用白色树脂；(4)后期制作：将完成的三维模型去除多余支撑，打磨后完成船体结构的三维模型制作。...

【技术特征摘要】
1.一种船体结构三维模型制作方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)数字模型绘制：按照船舶设计图纸建立三维数字模型，三维数字模型尺寸按照缩尺后的比例进行绘制，缩尺后板材构件最小厚度低于0.8毫米的，取0.8毫米；最小宽度低于3毫米的，取3毫米，支柱、普通肋骨等不依靠板材独立支撑的构件，裸露部分最大长度限制在10厘米以内；(2)结构展示模式设计：根据船舶类型确定需要展示的内部结构部位和展示面积大小、需要将船体结构剖开的部位、层次和方式，以左舷半剖结构为展示结构：为展示其船体横剖面结构，将船体分为艏艉两个部分，超过1.2米的船模，分为艏、中、艉三个部分；以散货船为例，艏部外板...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旸，陈浩政，白晓龙，高良田，鞠磊，姚竞争，袁利毫，昝英飞，祝海涛，李新飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23