三维打印在产品设计验证中的应用
三维打印在产品设计验证中的应用[20191214194504]
摘 要
三维打印技术对于推动工业尤其是制造业的进步有重大的意义。未来制造业也许不再采用工厂这种生产方式，而采用三维打印生产产品的方式，如果这种方式得到广泛的运用，那么每个人都可以是一家工厂。3D打印可以应用到很多领域，比如在医学上，可以打印出真实大小的人体骨骼，用于研究怎样拼接断裂的骨骼，甚至于将打印出来的骨骼直接植入人体代替真实的骨骼；在汽车制造上，可以打印出相同规格的汽车发动机、车毂、汽车外壳等，甚至是相同规格的整个汽车，这样可以减少汽车研发的成本，缩短产品开发时间。
但是3D打印具有一些局限性，比如实验室用的Makerbot Replicator 2型的3D打印机规格很小，规格是28x15x15cm。打印一般较小的模型可以，但是考虑到很多物品都要求与真品规格相同，因此可以考虑将模型进行切割分块打印后再拼接起来成完整模型。所以我们工作是怎样对模型进行可以拼接的切割，而不是单纯的切割成较小的部分。
本文采用了两种方法来在切割后的模型上加上卡扣，可以让模型在打印好之后各部分拼接起来。一种是用算法实现切割的同时在指定的位置加上卡扣；另一种方法是通过Magics件实现在模型上加上榫结构。最终采用本文所介绍的切割后再拼接的方法成功打印出真实大小的人体骨骼和比例约为8:1规模的汽车外壳模型。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:3D打印,三维模型切割,拼接装配
Key words: 3D printing technology, 3D model cutting, joint and assemble目录
摘 要 I
ABSTRACT II
前 言 1
第1章 3D打印 2
1.1．3D打印的背景 2
1.2．3D打印的原理 3
1.2.1. 具体原理 3
1.2.2. 3D打印技术分类 3
1.2.3. 3D打印的优势 6
1.2.4. 3D打印的缺陷 7
1.3．3D打印的应用 7
1.3.1 具体案例 7
1.3.2. 3D打印的条件 11
1.3.3. 3D打印机用户 11
1.3.4. 3D打印在本文中遇到的困难 12
第2章 开发工具 13
2.1. Autodesk Maya 13
2.2. Makerware 14
2.3. OpenScad 15
2.4. Magics 16
第3章 系统设计 18
3.1．概要设计 18
3.1.1.主要工作流程图 18
3.2．拼接结构设计 18
3.2.1.使用Open Scad加卡扣 18
3.2.2.使用Magics加榫结构 19
第4章 系统实现 21
4.1．测试 21
4.1.1.测试目标 21
4.1.2.遇到的问题及解决方法 21
4.2．功能实现 22
4.2.1.算法实现卡扣 22
4.2.2. Magics 中加榫结构 23
4.3．结果验证 24
4.4．最终成品 25
4.4.1.骨骼模型 25
4.4.2.汽车外壳模型 25
4.5．部分关键代码 26
第5章 总结与展望 28
5.1．设计总结 28
5.2．三维打印前景展望 28
致 谢 30
参考文献 31
附 录 32
英文原文 32
中文翻译 37
前 言
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术 [1,2]。它与普通打印工作原理基本一样，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的模型变成实物。
三维打印技术可用于很多领域，比如工业制造、医疗行业、汽车制造行业、生活物品制造、小商品制造；高端领域可以涉及到飞机零部件制造以及精密复杂仪器领域[3,4,5]。
最早的三维打印机出现在20世纪八十年代，不仅可以打印出来的产品数目少而且打印机的价格昂贵。
三维打印技术的核心思想是十九世纪末起源于美国，直到二十世纪八十年代三维打印技术才逐渐趋于成熟并被广泛应用[6]。我们常见的打印机只能打印平面纸质的材料，而三维打印机却可以打印出三维立体的模型，使三维模型物体成本降低，而且人们可以根据自己的想象来制造出产品，在未来，三维打印机的应用领域一定会更为广泛。
在三维打印技术才开始兴起的时候，三维打印机数量很少，仅限于科学家和电子爱好者拥有，而他们用来打印的也仅仅是玩具、工具、珠宝之类的物品，一些拥有者还打印出汽车的零部件。目前，三维打印机的应用领域还比较窄，但是随着科技的进步，3D打印机肯定能打印出更加有用的物品。
三维打印技术引领了世界性的制造业革命[7]，传统的零部件设计完全依赖于生产工艺能否满足，而三维打印机的出世，则会改变这一现状，企业在生产零部件时无需考虑自己的工艺水平，通过计算机上的三维建模软件可以设计出任何复杂形状的模型，而且无需模具或者机械加工，直接通过3D打印机打印出产品，这种方式极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率。因此3D打印机具有巨大的市场发展空间。技术的发展必然使3D打印的应用领域更加广泛。
第1章 3D打印
1.1．3D打印的背景
现阶段，客户需求多变、市场竞争日益激烈，传统的面向客户需求的大批量生产销售的产品开发设计营销方法已经不能适应客户的个性化需求，本文基于3D打印技术对大规模个性化设计趋势进行了研究。三维打印技术源自美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，二十世纪八十年代其刚具有雏形时学名称作“快速成型”。
在20世纪80年代中期，SLS被美国的科学家Deckard博士开发出来并获得专利；1979年，由RF Housholder得到专利，但没有被商业化；1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词， Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案，把约束溶剂挤压到粉末床的方式来取代把墨水挤压到纸张上的方案。
3D打印机又称三维打印机，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。3D打印机（3D Printers）是由发明家恩里科.迪尼（Enrico Dini）设计开发出来的。
现阶段三维打印技术已经成为一种时尚，在工业设计、数码产品开发等领域已经被广泛应用，三维打印机可以缩短很多产品从开发到投入市场的时间，因为3D打印机可以在数小时内完成一个模型的打印。三维打印机的原材料比较丰富，只要拥有材料几乎可以打出这种材料对应的物品，比如有金属材料可以打印出金属制品，有建筑材料即可打印出房屋等建筑，只要工程师可以用三维软件设计出模型，再通过打印机相关的辅助软件即可实现打印[8]。
三维打印是一种以三维模型为基础，运用相关的可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。一开始的时候被用于工业上制造一些零件，打印一些模型，制造模具等。而现在直接用于产品的制造。
1.2．3D打印的原理
1.2.1. 具体原理
对三维打印机的使用可以类比打印一个Word文档：点击页面上的打印时，数字文件便被传输到打印机上，打印机便通过喷射墨水来形成要打印的文字或者二维图像。而在使用三维打印机时，先使用打印机相关的辅助软件来对要打印的三维模型进行切片处理，以生成打印机可以识别的文件，再用SD卡或者直接用电脑连接到打印机上，将文件导入打印机，打印机会将打印所用的材料以薄层累计的方式堆积起来，每层之间会粘合起来，这样逐层累积，最终形成一个立体模型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的不是以墨水为材料而是相关的可打印材料，比如PLA、ABS或者金属等。
三维打印技术是以计算机三维软件设计模型为基础，用打印机相关的辅助软件将其做切片处理，然后由相应的材料进行逐层累积，并且每一层都可以粘在一起，最终构建成型。3D打印机是3D打印的核心设施。与传统制造业的“减材制造技术”不同，3D打印使用的是逐层累积的方法，它可以实现设计制造一体化，不仅仅缩短了生产周期还降低了生产成本。而且即使很复杂的物品也可以通过三维打印机打印出来。
1.2.2. 3D打印技术分类
1 FDM工作原理
FDM技术的原理是通过喷头将具有热塑性的打印材料熔化成柔软的丝的状态，再通过算法控制的路径喷射出来逐层的构建模型。FDM 使用两种材料来执行打印作业：一种是用来打印模型的材料，另一种是用来打印支撑。材料丝从 3D 打印机的材料仓送入在 X 和 Y 坐标上移动的打印头，沉积材料以在基板下移至 Z 轴前完成每一层，然后开始下一层。一旦3D打印机完成打印模型，使用者可以很容易的去除支撑[9]。
图1.1 采用FDM工作原理的打印机
2 Poly Jet工作原理
Poly Jet打印原理是将液体光聚合物层喷射到底部托盘上然后用紫外线将其固化。一层一层的逐层构建，直至创建一个 3D 模型或原型。打印好的模型立即可以使用，无需再额外的进行固化。这种原理的打印机喷头会在喷射打印材料的同时喷射出特殊的用于构建支撑的材料。Poly Jet 3D 打印技术下打印出来的模型具有高质量和高精度，速度快等优点，并且它可用的材料比较广。
图1.2 采用Poly Jet工作原理打印机
3 熔积成型技术
有些3D打印机使用类似喷墨打印机打印的方式。打印机喷头将一层极薄的液态塑料细丝喷涂在底部托盘上，然后置于紫外线下进行处理。之后底部托盘向下下降一段很小的距离，以供下一层堆叠上来；还有一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过堆积塑料细丝的方式才形成薄层。
图1.3 采用熔积成型技术的打印机
4 激光烧结技术
激光烧结技术使用激光来将模型熔铸成指定的形状当遇到很复杂的结构比如镂空或者跨度很大，模型某些部位没有连接在一起，很突出的情况时，介质中就需要加入凝胶剂或其他物质用于打印支撑或者占据空白的地方。这部分粉末不会被很牢固的固定在模型上，最后只需用手或者水等方法去除这些支撑或者凝胶剂即可。
图1.4 采用激光烧结技术的打印机
1.2.3. 3D打印的优势
1技术优势
三维打印技术告别了传统的生产线，这样不仅仅降低了成本还减少了材料的浪费，而且3D打印机还可以制造出传统生产方法无法制造出的具有复杂外形的产品，这让人们可以更高效的设计出一些产品，比如飞机机翼或者热交换器。总而言之，三维打印技术简化了生产过程，可以快速又廉价的生产出产品。
2其他优势
传统制造方法需要经过模具、铸造或锻造以及精加工，不仅耗时而且耗费材料。而3D打印的一次成型技术，能够打印出设计好的复杂结构，节约了材料，降低了零部件的研制周期和成本；修改成本小，只要在软件中修改参数即可生产新的版本；作为家庭民用打印机，会给生活带来极大的方便，比如可以打印笔筒，打印咖啡杯，手机壳，各种装饰品等，可以实现自己的各种创意。
1.2.4. 3D打印的缺陷
1材料缺陷
现阶段可用于打印的材料比较少，目前材料大多数为PLA、ABS、石膏、无机粉料、光敏树脂等。而且有的材料比较脆、易碎、没有使用价值；有的材料成本比较贵，打印出来的物品性价比低。
2其他缺陷
家用或者实验室用打印机规格较小，无法满足较大的模型的打印；打印机精度最高位0.1mm，因此无法打印高精度的模型；由于分层制造存在台阶效应，在打印一些表面是圆形或者弧形的模型时，即使每层都很薄，还是会形成像台阶一样的偏差，影响模型的精度。
1.3．3D打印的应用
1.3.1 具体案例
1 传统制造业——世界首款3D打印汽车Urbee 2
图1.5 世界上第一辆3D打印汽车Urbee 2
这是一款混合动力的汽车，它的绝大多数零件都是由三维打印机打印出来的，它的打印材料大部分是塑料，汽车的其他部位比如底盘仍使用的是钢铁材质。这款三维打印汽车是由Jim Kor打印完成。
Urbee 是在一个名为RedEye的生产车间完成的，RedEye车间同时也是世界上第一款3D打印出的摩托车的生产基地。Kor认为3D打印的一个巨大的优势就它具有灵活性和可塑性。传统的汽车制造方式是通过生产出汽车的各个零部件，再由生产线上组装起来。但是如果3D打印机规格够大，则3D打印机可以一次性打印出单个的、完整的汽车车身，再将其他部件组装上去，这样大大的节约了汽车制造的时间。据调查结果显示打印3D汽车需要50个左右零部件，而一辆标准设计的汽车需要成百上千的零部件。
Urbee是制作者经过差不多2500个小时，将所有的零部件打印好，然后将这些零件组装在一起，完整的Urbee看上去像一个大号的鼠标。
2 文物保护——修复及复制文物
摘 要
三维打印技术对于推动工业尤其是制造业的进步有重大的意义。未来制造业也许不再采用工厂这种生产方式，而采用三维打印生产产品的方式，如果这种方式得到广泛的运用，那么每个人都可以是一家工厂。3D打印可以应用到很多领域，比如在医学上，可以打印出真实大小的人体骨骼，用于研究怎样拼接断裂的骨骼，甚至于将打印出来的骨骼直接植入人体代替真实的骨骼；在汽车制造上，可以打印出相同规格的汽车发动机、车毂、汽车外壳等，甚至是相同规格的整个汽车，这样可以减少汽车研发的成本，缩短产品开发时间。
但是3D打印具有一些局限性，比如实验室用的Makerbot Replicator 2型的3D打印机规格很小，规格是28x15x15cm。打印一般较小的模型可以，但是考虑到很多物品都要求与真品规格相同，因此可以考虑将模型进行切割分块打印后再拼接起来成完整模型。所以我们工作是怎样对模型进行可以拼接的切割，而不是单纯的切割成较小的部分。
本文采用了两种方法来在切割后的模型上加上卡扣，可以让模型在打印好之后各部分拼接起来。一种是用算法实现切割的同时在指定的位置加上卡扣；另一种方法是通过Magics件实现在模型上加上榫结构。最终采用本文所介绍的切割后再拼接的方法成功打印出真实大小的人体骨骼和比例约为8:1规模的汽车外壳模型。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:3D打印,三维模型切割,拼接装配
Key words: 3D printing technology, 3D model cutting, joint and assemble目录
摘 要 I
ABSTRACT II
前 言 1
第1章 3D打印 2
1.1．3D打印的背景 2
1.2．3D打印的原理 3
1.2.1. 具体原理 3
1.2.2. 3D打印技术分类 3
1.2.3. 3D打印的优势 6
1.2.4. 3D打印的缺陷 7
1.3．3D打印的应用 7
1.3.1 具体案例 7
1.3.2. 3D打印的条件 11
1.3.3. 3D打印机用户 11
1.3.4. 3D打印在本文中遇到的困难 12
第2章 开发工具 13
2.1. Autodesk Maya 13
2.2. Makerware 14
2.3. OpenScad 15
2.4. Magics 16
第3章 系统设计 18
3.1．概要设计 18
3.1.1.主要工作流程图 18
3.2．拼接结构设计 18
3.2.1.使用Open Scad加卡扣 18
3.2.2.使用Magics加榫结构 19
第4章 系统实现 21
4.1．测试 21
4.1.1.测试目标 21
4.1.2.遇到的问题及解决方法 21
4.2．功能实现 22
4.2.1.算法实现卡扣 22
4.2.2. Magics 中加榫结构 23
4.3．结果验证 24
4.4．最终成品 25
4.4.1.骨骼模型 25
4.4.2.汽车外壳模型 25
4.5．部分关键代码 26
第5章 总结与展望 28
5.1．设计总结 28
5.2．三维打印前景展望 28
致 谢 30
参考文献 31
附 录 32
英文原文 32
中文翻译 37
前 言
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术 [1,2]。它与普通打印工作原理基本一样，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的模型变成实物。
三维打印技术可用于很多领域，比如工业制造、医疗行业、汽车制造行业、生活物品制造、小商品制造；高端领域可以涉及到飞机零部件制造以及精密复杂仪器领域[3,4,5]。
最早的三维打印机出现在20世纪八十年代，不仅可以打印出来的产品数目少而且打印机的价格昂贵。
三维打印技术的核心思想是十九世纪末起源于美国，直到二十世纪八十年代三维打印技术才逐渐趋于成熟并被广泛应用[6]。我们常见的打印机只能打印平面纸质的材料，而三维打印机却可以打印出三维立体的模型，使三维模型物体成本降低，而且人们可以根据自己的想象来制造出产品，在未来，三维打印机的应用领域一定会更为广泛。
在三维打印技术才开始兴起的时候，三维打印机数量很少，仅限于科学家和电子爱好者拥有，而他们用来打印的也仅仅是玩具、工具、珠宝之类的物品，一些拥有者还打印出汽车的零部件。目前，三维打印机的应用领域还比较窄，但是随着科技的进步，3D打印机肯定能打印出更加有用的物品。
三维打印技术引领了世界性的制造业革命[7]，传统的零部件设计完全依赖于生产工艺能否满足，而三维打印机的出世，则会改变这一现状，企业在生产零部件时无需考虑自己的工艺水平，通过计算机上的三维建模软件可以设计出任何复杂形状的模型，而且无需模具或者机械加工，直接通过3D打印机打印出产品，这种方式极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率。因此3D打印机具有巨大的市场发展空间。技术的发展必然使3D打印的应用领域更加广泛。
第1章 3D打印
1.1．3D打印的背景
现阶段，客户需求多变、市场竞争日益激烈，传统的面向客户需求的大批量生产销售的产品开发设计营销方法已经不能适应客户的个性化需求，本文基于3D打印技术对大规模个性化设计趋势进行了研究。三维打印技术源自美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，二十世纪八十年代其刚具有雏形时学名称作“快速成型”。
在20世纪80年代中期，SLS被美国的科学家Deckard博士开发出来并获得专利；1979年，由RF Housholder得到专利，但没有被商业化；1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词， Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案，把约束溶剂挤压到粉末床的方式来取代把墨水挤压到纸张上的方案。
3D打印机又称三维打印机，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。3D打印机（3D Printers）是由发明家恩里科.迪尼（Enrico Dini）设计开发出来的。
现阶段三维打印技术已经成为一种时尚，在工业设计、数码产品开发等领域已经被广泛应用，三维打印机可以缩短很多产品从开发到投入市场的时间，因为3D打印机可以在数小时内完成一个模型的打印。三维打印机的原材料比较丰富，只要拥有材料几乎可以打出这种材料对应的物品，比如有金属材料可以打印出金属制品，有建筑材料即可打印出房屋等建筑，只要工程师可以用三维软件设计出模型，再通过打印机相关的辅助软件即可实现打印[8]。
三维打印是一种以三维模型为基础，运用相关的可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。一开始的时候被用于工业上制造一些零件，打印一些模型，制造模具等。而现在直接用于产品的制造。
1.2．3D打印的原理
1.2.1. 具体原理
对三维打印机的使用可以类比打印一个Word文档：点击页面上的打印时，数字文件便被传输到打印机上，打印机便通过喷射墨水来形成要打印的文字或者二维图像。而在使用三维打印机时，先使用打印机相关的辅助软件来对要打印的三维模型进行切片处理，以生成打印机可以识别的文件，再用SD卡或者直接用电脑连接到打印机上，将文件导入打印机，打印机会将打印所用的材料以薄层累计的方式堆积起来，每层之间会粘合起来，这样逐层累积，最终形成一个立体模型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的不是以墨水为材料而是相关的可打印材料，比如PLA、ABS或者金属等。
三维打印技术是以计算机三维软件设计模型为基础，用打印机相关的辅助软件将其做切片处理，然后由相应的材料进行逐层累积，并且每一层都可以粘在一起，最终构建成型。3D打印机是3D打印的核心设施。与传统制造业的“减材制造技术”不同，3D打印使用的是逐层累积的方法，它可以实现设计制造一体化，不仅仅缩短了生产周期还降低了生产成本。而且即使很复杂的物品也可以通过三维打印机打印出来。
1.2.2. 3D打印技术分类
1 FDM工作原理
FDM技术的原理是通过喷头将具有热塑性的打印材料熔化成柔软的丝的状态，再通过算法控制的路径喷射出来逐层的构建模型。FDM 使用两种材料来执行打印作业：一种是用来打印模型的材料，另一种是用来打印支撑。材料丝从 3D 打印机的材料仓送入在 X 和 Y 坐标上移动的打印头，沉积材料以在基板下移至 Z 轴前完成每一层，然后开始下一层。一旦3D打印机完成打印模型，使用者可以很容易的去除支撑[9]。
图1.1 采用FDM工作原理的打印机
2 Poly Jet工作原理
Poly Jet打印原理是将液体光聚合物层喷射到底部托盘上然后用紫外线将其固化。一层一层的逐层构建，直至创建一个 3D 模型或原型。打印好的模型立即可以使用，无需再额外的进行固化。这种原理的打印机喷头会在喷射打印材料的同时喷射出特殊的用于构建支撑的材料。Poly Jet 3D 打印技术下打印出来的模型具有高质量和高精度，速度快等优点，并且它可用的材料比较广。
图1.2 采用Poly Jet工作原理打印机
3 熔积成型技术
有些3D打印机使用类似喷墨打印机打印的方式。打印机喷头将一层极薄的液态塑料细丝喷涂在底部托盘上，然后置于紫外线下进行处理。之后底部托盘向下下降一段很小的距离，以供下一层堆叠上来；还有一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过堆积塑料细丝的方式才形成薄层。
图1.3 采用熔积成型技术的打印机
4 激光烧结技术
激光烧结技术使用激光来将模型熔铸成指定的形状当遇到很复杂的结构比如镂空或者跨度很大，模型某些部位没有连接在一起，很突出的情况时，介质中就需要加入凝胶剂或其他物质用于打印支撑或者占据空白的地方。这部分粉末不会被很牢固的固定在模型上，最后只需用手或者水等方法去除这些支撑或者凝胶剂即可。
图1.4 采用激光烧结技术的打印机
1.2.3. 3D打印的优势
1技术优势
三维打印技术告别了传统的生产线，这样不仅仅降低了成本还减少了材料的浪费，而且3D打印机还可以制造出传统生产方法无法制造出的具有复杂外形的产品，这让人们可以更高效的设计出一些产品，比如飞机机翼或者热交换器。总而言之，三维打印技术简化了生产过程，可以快速又廉价的生产出产品。
2其他优势
传统制造方法需要经过模具、铸造或锻造以及精加工，不仅耗时而且耗费材料。而3D打印的一次成型技术，能够打印出设计好的复杂结构，节约了材料，降低了零部件的研制周期和成本；修改成本小，只要在软件中修改参数即可生产新的版本；作为家庭民用打印机，会给生活带来极大的方便，比如可以打印笔筒，打印咖啡杯，手机壳，各种装饰品等，可以实现自己的各种创意。
1.2.4. 3D打印的缺陷
1材料缺陷
现阶段可用于打印的材料比较少，目前材料大多数为PLA、ABS、石膏、无机粉料、光敏树脂等。而且有的材料比较脆、易碎、没有使用价值；有的材料成本比较贵，打印出来的物品性价比低。
2其他缺陷
家用或者实验室用打印机规格较小，无法满足较大的模型的打印；打印机精度最高位0.1mm，因此无法打印高精度的模型；由于分层制造存在台阶效应，在打印一些表面是圆形或者弧形的模型时，即使每层都很薄，还是会形成像台阶一样的偏差，影响模型的精度。
1.3．3D打印的应用
1.3.1 具体案例
1 传统制造业——世界首款3D打印汽车Urbee 2
图1.5 世界上第一辆3D打印汽车Urbee 2
这是一款混合动力的汽车，它的绝大多数零件都是由三维打印机打印出来的，它的打印材料大部分是塑料，汽车的其他部位比如底盘仍使用的是钢铁材质。这款三维打印汽车是由Jim Kor打印完成。
Urbee 是在一个名为RedEye的生产车间完成的，RedEye车间同时也是世界上第一款3D打印出的摩托车的生产基地。Kor认为3D打印的一个巨大的优势就它具有灵活性和可塑性。传统的汽车制造方式是通过生产出汽车的各个零部件，再由生产线上组装起来。但是如果3D打印机规格够大，则3D打印机可以一次性打印出单个的、完整的汽车车身，再将其他部件组装上去，这样大大的节约了汽车制造的时间。据调查结果显示打印3D汽车需要50个左右零部件，而一辆标准设计的汽车需要成百上千的零部件。
Urbee是制作者经过差不多2500个小时，将所有的零部件打印好，然后将这些零件组装在一起，完整的Urbee看上去像一个大号的鼠标。
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