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干貨!3D打印如何做3D打印設(shè)計?

傳統(tǒng)做3D設(shè)計的行業(yè),比方動畫設(shè)計或者建筑設(shè)計,設(shè)計時基本上只需要考慮3D模型的外形,甚至可以忽略物理世界。絕大多數(shù)的場景和物體僅僅包含了可見的網(wǎng)格,物體由片和線構(gòu)成,不需要是相互連接著的。但如果你希望設(shè)計出來的3D模型可以用于3D打印機(jī)上并完美的按預(yù)期打印出來,那么你需要明白以下幾點(diǎn):


3D模型必需是水密的

水密,watertight,也可以通俗的說是“封閉的”或“不漏水的”。水密的意思是3D模型必需是一個邊界完整的整體,如果模型有漏洞,打印機(jī)沒有辦法辨認(rèn)邊界,則不能打印。您可以借助一些軟件來檢查您的模型是否存在這樣的問題。



?3D模型必需為流形(manifold)

流形(manifold)是數(shù)學(xué)里的一個概念,您可以想象一個流水的曲面的,不存在線和片的概念,由面和體構(gòu)成。簡單來看,如果一個3D模型中存在多個面共享一條邊,那么它就是非流形的(non-manifold)。



兩個立方體公用一條邊,換言之,此邊為四個面共享。免費(fèi)軟件Blender有一個功能用來判斷3D模型是否有非流形(non-manifold)區(qū)域-我們可以在Blender展示下,如圖所示:


顯示:


其他的一些3D軟件應(yīng)該也有類似的功能。

1. 3D模型的最大尺寸和最小殼厚尺寸,就算最好的3d打印機(jī),也不能打印無限大的物品,對于大量設(shè)計師,特別是藝術(shù)類的,有時候在最開始并沒有考慮打印尺寸。對于尺寸的確認(rèn),需要越早越好,太大可能涉及到拆件,太小有可能會丟失打印細(xì)節(jié);


殼厚,這應(yīng)該是3D打印最常見的一個錯誤了。3D打印是靠層層疊加來制作物品;如果一個3D文件沒有殼厚,都是片、線,3D打印機(jī)沒有辦法知道層厚是多少,也就沒法打印了。對于我們來說,一般也會對殼厚有要求,這個要求可能會比打印的工藝極限稍微保守一點(diǎn),以降低物品在運(yùn)輸和清理過程中別損壞的幾率;


3D模型最大尺寸和殼厚跟您要使用的3D打印工藝和材料有關(guān)系。一般來講較大尺寸的模型最薄殼厚不要低于1mm。不然易碎,且易發(fā)生形變。


2. 法向一致

法線是用來區(qū)分內(nèi)外平面,這對打印機(jī)很重要,否則3D打印機(jī)沒有辦法識別模型的邊界。3d模型中所有的面上的法向需要指向一個正確的方向。如果你的模型中包含了互相矛盾的法向,3D打印機(jī)就不能夠判斷出是模型的內(nèi)部還是外部。


3.合并重復(fù)交叉的部分

交叉面會造成重合的體積,這個首先會造成體積計算的不準(zhǔn)確,多算體積,另外也會讓定位面的朝向出問題。因此交叉重合面必需得進(jìn)行合并;


4.最小間隙最小間隙是指兩個殼厚間的最小距離,這還是跟3D打印機(jī)的物理極限有關(guān)系,如果最小間隙小于3D打印的打印極限,兩個壁會合成一個導(dǎo)致區(qū)分不出來或者會有支撐或者殘留物去不出來。如果想一次性打印成功能活動的物品或者關(guān)節(jié)物品,關(guān)節(jié)處或連接處需要有0.6mm的縫隙來預(yù)留間隙。7.其他


可打印的3D文件還應(yīng)遵守以下這些規(guī)則或建議:

1、如果只需要看外觀,則能做掏空的盡量做掏空的,能有些節(jié)約費(fèi)用;

2、要注意一次成型尺寸,如果模型大于3D打印設(shè)備最大成型尺寸,有時需要進(jìn)行拆分打印。

3、價格和尺寸的關(guān)系近乎于3次方關(guān)系,所以尺寸越大,價格越高,并且增長速度非常快!

4、懸臂結(jié)構(gòu)的,應(yīng)該讓懸臂結(jié)構(gòu)粗些,防止打印過程中變形。

5、弧度較大的物件,例如圓柱體,如果使用透明材料打印,透徹程度會不如平面物體。

6、表面最小細(xì)節(jié)不要小于0.2mm

7、不要有小于1.2mm的細(xì)線

8、打印物品要擺放整齊


總結(jié)

為3D打印設(shè)計模型與“傳統(tǒng)的”3D設(shè)計有一些的不同,但并不是說3D設(shè)計師需要重新學(xué)習(xí),主要還是要了解一些新的概念,如果你在設(shè)計的時候記住這些概念和限制約束,其實3D打印設(shè)計做起來并不難。