【材料日】材料学院首届3D打印创意大赛初赛晋级作品赏析

    为激发学生创新意识，提高学生的三维造型能力、创造性思维能力及实验动手能力，在建院30周年之际，材料学院举办首届3D打印创意大赛。初赛评审依据作品模型、效果图、设计理念，从作品完整度、创新性、美观性、打印可行性四个维度遴选出10组参赛作品进入实物打印环节。让我们一起来欣赏吧！

作品1：哈工大校徽可拼装立体模型

效果图：

设计理念：

    哈工大校徽美观大气，深受师生们喜爱。为全方位地展现校徽之美，我们队伍将校徽立体化，设计了这个哈工大校徽可拼装立体模型。

    模型的三个主要部件，囊括了哈工大校徽的主要构成，包括主楼、齿轮与展开的书。同时，我们微调了部分文字的内容与位置，例如书上改成了“规格严格，功夫到家”的校训。另有三个附加零件：哈工大星、长征五号运载火箭、卫星，展现了哈工大在航天领域的杰出贡献，突出了哈工大的学校特色与深厚底蕴。

    各部件组合为最终体，错落有致，富有张力，既保留校徽的大气与刚劲，又增添精巧与充实感。

    整个模型分为六个部件，似繁实简。各部件分别打印，方便各自调整角度，省去了打印过程中许多难以处理的支撑，提高了打印的可行性，为后续工作提供了方便。

消耗材料质量：295g

打印所需时长：24h 40min

作品2：真理

效果图：

设计理念：

    尊严只在剑锋之上，真理只在大炮射程之内。

——艾跃进教授

    东风-21弹道导弹是中国人民解放军火箭军装备的一型陆基机动式中程弹道导弹，是中国第二代中程地对地战略导弹，也是中国第一代固体燃料弹道导弹。其衍生型号东风-21D于2010年后进入量产，主要攻击海上舰艇目标，其末端突防速度可达10马赫，被誉为“航母杀手”，是我国近海拒止能力的重要力量，是“二炮”部队的先进“大炮”，其将作为真理保护祖国边疆。

消耗材料质量：398g

打印所需时长：35h 20min

作品3：长征5号B

效果图：

设计理念：

    我们小组设计的是长征5号B型火箭。本模型在参考真实数据的基础上，进行了适当的艺术设计，以高度的中心对称和优美的头锥曲线，配合刻有哈工大英文名的圆形底座，试图营造出干练、优雅的技术美感，同时在可打开的整流罩内部还配有一颗卫星，丰富了本模型的结构层次和视觉效果，表达我们对中国航天事业的热爱和信心。为了充分减少支撑结构，我们决定采用零件打印再总体组装的思路，同时结合树脂材料的特点，对装配体连接机构的形状设计进行了反复修正。另外，由于箭体尺寸较大，我们设计了壳层结构，以零件的形式逐个打印也很好地满足了中空减重的设计，设计过程中更加体现了火箭的结构特点。

消耗材料质量：284g

打印所需时长：79h 38min

作品4：大概是个空间站

效果图：

设计理念：

    顾名思义，作品为一个设计简易的空间站，主要包括推进器、环形舱体、太阳能板、天线几个主要部分，其中环形舱体部分在设计中可以旋转。为方便打印，作品采用了模块化设计，可在打印后拼装形成一个整体，同时为了方便摆放，作品还设计了配套的支架。该作品体现了哈工大的航天特色，设计意图是激发更多人对航天事业的热情，促进我国航天事业的建设与发展。作品在舱体顶部刻有“HIT”字样，以彰显哈工大特色。该作品灵感来源于影视作品《流浪地球》的“领航员国际空间站”。

消耗材料质量：145g

打印所需时长：19h 11min

作品5：永不停歇

效果图：

设计理念：

    2023年是材料学院成立30周年，自1993年建院以来，为航天、航空、新材料等领域培养了大量人才。结合哈工大“立足航天，服务国防”的办学特色，本小组构建了一个卫星绕月轨道以及探月工程的3D打印模型，整个模型由“绕月人造卫星”以及“无人月球探测”两个部分组成，绕月人造卫星代表着中国从嫦娥一号到嫦娥五号等的一系列环绕月球探测工程，火箭代表着中国航天工程在月球的软着陆以及月球样品自动取样返回探测工程。本次构建的模型旨在纪念材料学院在航天事业中作出的突出贡献，也以此提醒我们探索未知的决心永不动摇。

    注：本模型中的月球部分为夜灯。此外，效果图中的机械结构为自制电机，需将3D打印部分安装至电机上。

消耗材料质量：214g

打印所需时长：15h 54min

作品6：长征五号

效果图：

设计理念：

    参照长征五号运载火箭进行建模。

消耗材料质量：146g

打印所需时长：35h 31min

作品7：长征七号A

效果图：

设计理念：

    航天技术是国家综合实力的重要组成和标志之一，进入空间的能力是综合国力和科技实力的重要标志。运载火箭则是而今人类克服地球引力、进入空间的唯一工具，是发展空间技术、确保空间安全的基石。哈尔滨工业大学一直以来立足航天、服务国防，为长征系列火箭研究贡献了自己的力量。本作品以中国载人航天工程中的货运火箭为设计思路，1:200粗略还原了长征七号A（代号CZ-7A）。长征七号火箭最早原型是长征二号F/H型（简称：长二F换型），即利用长征二号F型的成熟技术，在大体不变的情况下换装新研制的液氧煤油发动机，即换发型（H型）。研制一种新型中型火箭，其综合长征二号F的成熟技术又同时运用长征五号的新技术，并赋予新的编号“长征七号”。

消耗材料质量：38g

打印所需时长：4h 51min

作品8：房子

效果图：

设计理念：

    参照《我的世界》里面的房屋模型建模，把反重力的部分删除。切割后各部分建模。

消耗材料质量：287g

打印所需时长：25h 11min

作品9：翻页时钟

效果图：

设计理念：

    基于传统的翻页时钟，采取电控方案，外壳由3D打印结合制作。其中大部分外壳由红色耗材打印，时分的翻盖由黑色耗材打印，打印出的翻盖上有数字标示，经过后期涂色处理，凸显标示。

    采用电控方案实现，时分秒由3个步进电机驱动，转动比为1:6:60，其中时钟转一圈，为12小时，分钟上十位数转一圈为2小时，个位数转一圈为10分钟。

消耗材料质量：120g

打印所需时长：30h 55min

作品10：“鼠”式坦克

效果图：

设计理念：

    本次设计作品为对于二战末期德国制造的“鼠”式坦克进行建模。由于“鼠”式坦克为人类迄今为止所制造的重量最大的坦克且只有一辆实车现存于世，从而具有很高的知名度，也是对于早期坦克设计重甲重炮理念的最后尝试，因此作为建模目标。此次模型将坦克分为车体、底部、炮塔、炮管、履带等多个部分进行单独建模，打印后进行组装，从而使每一部分都能够以近似长方体的形态进行打印，可以有效地减少支撑，降低打印的复杂度。此外在炮塔与车体之间加入了座圈连接，可以使炮塔具有旋转的功能，并尽可能地在模型中复原了进气孔、观察镜、舱门等细节，更加复原现实，从而尽可能使模型贴合现实形态。本次模型采用1:90比例进行建模，成品长度13.5cm左右，使其较为符合打印合适的大小。

消耗材料质量：157g

打印所需时长：33h 11min

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