干貨!3D打印如何做3D打印設計?

傳統做3D設計的行業,比方動畫設計或者建筑設計,設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。絕大多數的場景和物體僅僅包含了可見的網格,物體由片和線構成,不需要是相互連接著的。但如果你希望設計出來的3D模型可以用于3D打印機上并完美的按預期打印出來,那么你需要明白以下幾點:


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,打印機沒有辦法辨認邊界,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)是數學里的一個概念,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。免費軟件Blender有一個功能用來判斷3D模型是否有非流形(non-manifold)區域-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,也不能打印無限大的物品,對于大量設計師,特別是藝術類的,有時候在最開始并沒有考慮打印尺寸。對于尺寸的確認,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節;


殼厚,這應該是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,以降低物品在運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,且易發生形變。


2. 法向一致

法線是用來區分內外平面,這對打印機很重要,否則3D打印機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打印機就不能夠判斷出是模型的內部還是外部。


3.合并重復交叉的部分

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打印機的物理極限有關系,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致區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節物品,關節處或連接處需要有0.6mm的縫隙來預留間隙。7.其他


可打印的3D文件還應遵守以下這些規則或建議:

1、如果只需要看外觀,則能做掏空的盡量做掏空的,能有些節約費用;

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

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

4、懸臂結構的,應該讓懸臂結構粗些,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、表面最小細節不要小于0.2mm

7、不要有小于1.2mm的細線

8、打印物品要擺放整齊


總結

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

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