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行業案例
CASE
行業/分類：其他手板模型加工
加工方式: 3D打印 使用材料: 樹脂
最小精度: 0.1mm 生產周期: 2~7天
產品尺寸: 50cm*6cm*5cm
后處理: 噴油
案例介紹
武士刀手板模型融合了傳統刀劍美學與現代 3D 打印技術，需兼顧刀刃弧度、刀柄紋理及裝飾細節的還原。以下是從文化元素提取到成品呈現的完整技術方案：
一、文化解構與三維建模
傳統武士刀結構還原
刀身（刀條）：
弧度：反（刀背弧度）約 15~25mm，棟（刀脊）呈三角形，鎬筋（刀刃與刀背分界線）清晰；
長度比例：刀身長度：刀柄長度≈3:1（如全長 100cm，刀身 75cm，刀柄 25cm）。
配件細節：
刀鐔（鍔）：圓形或異形，雕刻櫻花、波浪等傳統紋樣，厚度 3~5mm；
柄卷（纏繞繩）：模擬鮫魚皮紋理，纏繞密度 1.5 圈 /cm；
目釘：貫穿刀柄的圓柱銷，直徑 3~4mm，用于固定刀身。
建模技術要點
軟件組合：
刀身曲線：用 SolidWorks 繪制精確貝塞爾曲線，確保反弧度公差≤0.5mm；
裝飾紋樣：ZBrush 雕刻刀鐔鏤空花紋（深度 0.8~1.2mm）、柄卷繩紋（高度 0.5mm）。
結構優化：
分段設計：刀身、刀柄、刀鞘、刀鐔分件建模，便于后期組裝與細節處理；
空心刀鞘：壁厚 2mm，內部直徑比刀身寬 1~1.5mm，確保插拔順暢；
刀刃安全處理：模型刀刃厚度≥1mm，邊緣倒鈍（R≥0.3mm），避免割傷。
二、打印工藝與材料選型
| 工藝類型 | 材料 | 精度 | 適合部位 | 表面效果 |
|---|---|---|---|---|
| SLA（光固化） | 剛性樹脂 / 透明樹脂 | ±0.05mm | 刀身紋路、刀鐔鏤空、柄卷細節 | 光滑，可直接拋光至鏡面 |
| FDM（熔融沉積） | ABS/ASA | ±0.1mm | 刀柄、刀鞘主體（成本低） | 有層紋，需后處理 |
| SLS（激光燒結） | 尼龍 12 | ±0.1mm | 可動刀柄（韌性好，耐把玩） | 表面粗糙，需噴砂處理 |
| 金屬 3D 打印（SLM） | 不銹鋼 / 鋁合金 | ±0.05mm | 高端收藏級模型（重量與質感還原） | 金屬光澤，需電解拋光 |
典型材料選擇：
刀身：SLA 剛性樹脂（精度高，可模擬刀刃反光）或不銹鋼 SLM（金屬質感）；
刀柄 / 刀鞘：FDM 的 ABS（強度高，便于后期涂裝）或尼龍（耐磨損）。
三、切片參數與打印執行
刀身打印關鍵設置（以 SLA 為例）
擺放角度：
刀身與打印平臺呈 30°~45° 傾斜：減少支撐，同時保證鎬筋線條連續；
刀刃朝下擺放：避免支撐殘留影響刀刃平整度。
支撐設計：
刀背弧形部位添加樹狀支撐，支撐與刀身接觸點直徑≤0.8mm；
刀鐔鏤空處添加網狀支撐，支撐密度 30%，防止打印時塌陷。
FDM 工藝特殊處理
刀柄紋理打印：
層高設為 0.1mm，開啟 “浮雕模式”，直接打印柄卷繩紋（高度 0.5mm）；
溫度控制：ABS 材料平臺加熱至 110℃，避免刀柄翹邊（弧度結構易變形）。
四、后處理與質感強化
刀刃質感還原
SLA 打印件：
酒精清洗后，用 2000 目砂紙沿刀刃方向拋光，配合金屬色漆（如銀粉漆）噴涂；
刀刃邊緣涂抹 UV 光油，固化后形成 0.1mm 厚透明層，模擬 “刃紋” 效果。
金屬打印件：
電解拋光（電壓 12V，時間 5 分鐘），粗糙度從 Ra 10μm 降至 Ra 1μm，呈現鏡面效果；
化學著色：刀身局部氧化處理，形成 “地肌” 紋理（傳統武士刀鍛造紋路）。
傳統裝飾工藝復現
刀鐔雕刻：
3D 打印鏤空刀鐔后，手工鑲嵌 0.3mm 銅片，用 AB 膠固定，模擬金屬鑲嵌工藝；
表面電鍍紅銅，再用硝酸溶液腐蝕出紋樣，形成 “雕金” 效果。
柄卷制作：
3D 打印帶凹槽的刀柄，纏繞真實棉線（直徑 0.5mm），涂清漆固定；
或直接打印柔性樹脂柄卷，表面噴彈性漆，還原纏繞手感。
功能化組裝
刀身固定：
刀柄開設矩形槽（寬 5mm，深 10mm），刀身尾部插入后用 M3 螺絲固定；
目釘孔貫穿刀柄與刀身，插入金屬銷（直徑 3mm），確保刀身不松動。
刀鞘處理：
內部涂抹石蠟，降低插拔阻力；
鞘口添加金屬箍（3D 打印后電鍍），提升耐用性。
五、設計避坑與文化合規
結構禁忌
刀身與刀柄連接部位壁厚≥3mm，避免把玩時斷裂；
金屬打印武士刀重量需控制（如全長 100cm 模型≤500g），防止重心偏移。
文化符號準確呈現
刀鐔紋樣避免使用禁忌圖案（如二戰相關符號），優先選擇花鳥、山水等傳統題材；
刀柄長度與刀身比例需符合 “三尺以內” 的傳統規制，避免比例失調。
安全合規（玩具場景）
所有尖銳部位倒圓角（R≥2mm），刀刃厚度≥2mm；
材料通過 EN71-3 認證，涂裝使用水性漆，避免重金屬遷移。
六、應用場景與案例
影視道具原型：
SLA 打印透明樹脂刀身，內部嵌入 LED 燈帶，模擬 “妖刀” 發光效果，用于影視劇特效道具。
收藏級模型：
SLM 打印鈦合金刀身（Ti6Al4V），刀柄用 3D 打印紅木紋理樹脂，表面手工拋光，限量發行 100 把。
教育教具：
FDM 打印分段式武士刀，各部件可拆解，用于歷史課程講解刀劍結構，刀柄處設計磁吸接口，方便組裝。
通過 3D 打印技術，武士刀手板模型可精準還原傳統工藝細節，同時突破手工鍛造的成本與周期限制，為文化衍生品開發、影視道具制作提供高效解決方案。
