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3D打印設(shè)計(jì)常見(jiàn)的5種問(wèn)題

3D打印設(shè)計(jì)常見(jiàn)的5種問(wèn)題

2018/5/25 16:12:10

接觸過(guò)3D打印的人可能都有感受到,3D打印的技術(shù)難點(diǎn)往往不在技術(shù)而在于模型的設(shè)計(jì)和材料工藝的應(yīng)用上。由于不同的建模軟件、材料設(shè)備甚至是不同的3D打印技術(shù)種類都會(huì)對(duì)3D打印的模型建立產(chǎn)生影響,而3D打印的模型并沒(méi)有完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。那么,在設(shè)計(jì)師或者工程師建模的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)一定的難度和一些常見(jiàn)的問(wèn)題。如果在3D打印的設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,那也是正常的。本文為大家總結(jié)了5種打印設(shè)計(jì)過(guò)程中易出現(xiàn)的錯(cuò)誤以及解決方法,供大家參考。

 1. 3D模型文件和所選打印耗材不匹配

每一種打印耗材的性能都是不一樣的。有的脆弱有的強(qiáng)韌,有的柔軟有的堅(jiān)硬,有的光滑有的粗糙,有的密度大有的密度小,等等。所以在決定采用3D打印工藝來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品之后,最理想的情況是您在畫3D模型圖稿之前已經(jīng)想好要采用什么耗材來(lái)打印這個(gè)對(duì)象了。比如說(shuō),如果您想用陶瓷3D打印,就可以針對(duì)陶瓷3D打印的特點(diǎn)來(lái)提前構(gòu)想打印中必須使用到的支撐用懸垂結(jié)構(gòu),對(duì)其外觀突出的部分設(shè)計(jì)合適的加固元素,還有合適的轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)等。

請(qǐng)大家一定要清楚,您采用的打印材料已經(jīng)決定了您必須遵循適合這種材料的3D模型特征,如果不能滿足這些特征,在實(shí)際打印時(shí)就很容易出瑕疵和問(wèn)題,甚至出現(xiàn)根本無(wú)法打印的情況。

每一種3D打印材料都是不同的解決方法:在您設(shè)計(jì)制作3D打印模型之前,請(qǐng)務(wù)必先了解你將選擇的3D打印耗材并按照這種材料的設(shè)計(jì)特性制作符合要求的3D模型,避免在模型制作完成之后出現(xiàn)不能打印的情況。

 2. 3D模型文件壁厚不符合打印要求

壁厚是3D模型文件設(shè)計(jì)中非常重要的部分,所以一定要提醒的是:3D模型的壁厚一定要符合打印要求!

很多3D模型打印成品不理想,或是無(wú)法打印都是3D模型壁厚不符合打印要求,這是目前3D打印過(guò)程中遇到的最為頻繁的問(wèn)題。當(dāng)模型壁厚過(guò)薄的時(shí)候,模型上一些細(xì)小的部分就無(wú)法打印,或者因?yàn)檫^(guò)于脆弱很快就折損壞掉了。當(dāng)打印壁厚過(guò)厚的時(shí)候,偶然會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)壓力過(guò)大而導(dǎo)致打印實(shí)物開(kāi)裂,或者破損的情況。采用合適的打印壁厚是保證成功打印的最關(guān)鍵的因素

解決方法:一般情況下我們要求壁厚最小為1mm,但實(shí)際情況要比這復(fù)雜的多。

1. 首先最小壁厚同材料有關(guān),不同的打打印材料要求的最小壁厚不同:

PLA/ABS塑料  1mm 柔性

PLA   2mm

光敏樹(shù)脂 1-1.5 mm

高精ABS 1-1.5 mm

PC材料  1-1.5 mm全

彩砂巖 2 mm

金屬     2 mm

不銹鋼/鍍金2- 3 mm

2.壁厚還同模型的結(jié)構(gòu)有關(guān)

具體情況我們還是要根據(jù)模型的實(shí)際情況來(lái)解決,3D造網(wǎng)站上也提供了一些關(guān)于壁厚的解決方法。

3. 3D模型文件的分辨率不符合打印要求

3D打印的文件格式中,STL是最常見(jiàn)的文件格式,這種文件格式是以三角面作為基礎(chǔ)的,這也意味著您的3D模型也將被轉(zhuǎn)換成這樣一個(gè)由三角面組成的模型。大多數(shù)的3D建模軟件都能夠輸出STL格式的文件,并且設(shè)置所需的分辨率。

選擇一個(gè)合適的分辨率對(duì)打印出一個(gè)高質(zhì)量的模型來(lái)說(shuō)非常重要

分辨率過(guò)高和過(guò)低都容易造成打印中的問(wèn)題:

分辨率過(guò)低:必然會(huì)影響打印成品的質(zhì)量。低分辨率意味著您的STL文件上的每一個(gè)三角面都過(guò)大,因此會(huì)造成您的打印成品表面不夠光滑。結(jié)果將是一個(gè)類似“像素化”的成品。

分辨率過(guò)高:會(huì)導(dǎo)致文件過(guò)大,3D打印機(jī)有可能無(wú)法處理。因?yàn)槲募^(guò)大意味著保存了過(guò)于精細(xì)的細(xì)節(jié),這是3D打印機(jī)無(wú)法打印的。 

解決方法:對(duì)于絕大多數(shù)的3D建模軟件,當(dāng)您需要輸出一個(gè)文件時(shí),它會(huì)要求您定義容錯(cuò)度(tolerance)。這個(gè)tolerance定義的是輸出的STL網(wǎng)格文件上的格點(diǎn)到您原有模型間的最大距離。我們建議選擇0.01mm。因?yàn)樾∮?.01mm的容錯(cuò)是無(wú)意義的,因?yàn)?D打印機(jī)無(wú)法打印出比這更小的細(xì)節(jié)。而當(dāng)容錯(cuò)度大于0.01mm時(shí),有可能能在實(shí)物表面看到肉眼可見(jiàn)的三角面。

4. 3D模型文件和所選打印工藝不匹配

之前,我們提到過(guò)在3D打印中耗材特性各不相同,設(shè)計(jì)過(guò)程中要非常注重對(duì)耗材的篩選。其實(shí),就連3D打印工藝的本身就有很多的種類,各不形同的3D打印工藝代表了對(duì)3D打印對(duì)象的要求不同。例如,打印ABS、PLA、鋁合金或者類橡膠材料的時(shí)候,您可以打印帶有互扣結(jié)構(gòu)的3D模型,而打印金、銀、銅、樹(shù)脂、高精高韌ABS時(shí)則無(wú)法打印帶有互扣結(jié)構(gòu)的模型。原因和耗材特性無(wú)關(guān),而是因?yàn)樗捎玫拇蛴」に嚥煌瑢?dǎo)致的。

3D打印工藝有很多種,不同打印工藝的打印限制也各不相同。ABS和PLA耗材我們采用一種名叫FDM的技術(shù)來(lái)進(jìn)行3D打印,它支持雙噴頭,可以用其他種類耗材作為支撐材料來(lái)進(jìn)行打印,因此可以打印一些互扣結(jié)構(gòu)。而鋁合金和類橡膠材料我們采用一種名叫SLS的技術(shù)來(lái)進(jìn)行3D打印,由于它是一種基于粉末的打印方式,無(wú)需支撐材料也可以打印互鎖結(jié)構(gòu)。而對(duì)于貴金屬來(lái)說(shuō),我們則必須采用失蠟法,所以無(wú)法制作互扣結(jié)構(gòu),而樹(shù)脂、高精高韌ABS的打印我們采用一種叫做SLA的基于液體的3D打印技術(shù),也是無(wú)法生成互扣支撐的。 

解決方法:關(guān)于3D打印工藝匹配的解決方法其實(shí)并不復(fù)雜,你只需要在設(shè)計(jì)模型之前就了解好所需的3D打印工藝,了解各個(gè)打印工藝特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)所要注意的事項(xiàng)。當(dāng)然,你也可以選擇資訊專業(yè)的客服人員了解下他們的建議。

 5. 用以生成3D模型文件的軟件和打印工藝不匹配

在設(shè)計(jì)過(guò)程中,3D建模軟件的非常的多。有些是為3D打印特別設(shè)計(jì)的,有些則主要被用于3D渲染或其他別的用途,很多建模軟件需要在輸出3D打印模型前做進(jìn)一步編輯。例如如果您用的是Blender(主要用于3D制圖和動(dòng)畫),SketchUp(主要用于建筑和微縮模型),或者ZBrush(3D藝術(shù)家們最愛(ài)的雕刻軟件),那么您需要對(duì)您的3D模型進(jìn)行進(jìn)一步的處理。根據(jù)您使用的軟件種類,模型壁可能需要進(jìn)一步連接,模型可能需要做封閉處理,壁厚可能需要設(shè)置和應(yīng)用,打印尺寸可能需要再設(shè)置一次等等。每一種軟件都有些許不同。

 解決方案:去這些軟件的官網(wǎng)尋找3D打印操作指南,或者在網(wǎng)上搜索有用的教程。如果您實(shí)在還是搞不定,那么建議您將輸出的模型再放到Meshmixer這個(gè)免費(fèi)軟件中,再用里面的3D打印準(zhǔn)備工具再做一次檢查和處理。

審核編輯(
王靜
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