现在3D打印技术越来越普遍,特别是为设计专业和制造业从业者提供了方便快捷的辅助设计手段。

同时随着3D打印门槛的降低,越来越的普通人可以接触到这种神奇的技术,比如自己建模打印个手板啥的都不再遥远。


很多人关注3D打印的快捷方便的同时,并没有对其技术性进行相关的了解。导致很多小白们随便建个模型就要拿去打印,最后失望而归。

所以本文就想和大家聊一聊3D打印如何建模的问题,也就是说,怎样的3D模型才能拿去顺利的打印?


首先咱们先了解下3D打印的流程。


硬件是必不可少的,一台3D打印机。(当然,淘宝上也有大把的3D带打印店铺)

然后还需要配套的切片软件。

剩下的,就全是软件3D建模的事儿了。

那问题就来了,建立3D模型使用哪些软件合适呢?建模建到什么标准才能满足打印的要求?有哪些注意事项?这些问题如果不事先了解并进行解决,会给后续的3D打印工作留下很多隐患,甚至不能打印。

下面笔者就结合实际操作给大家总结一下3D打印当中关于模型构建和输出的一些要点。

关于使用哪种建模软件的问题,其实并不算真正的问题。市面上咱们能见到的3D软件,比如3Dmax、maya、C4D、rhino、sketchup等等都是可以用来构建4D模型的,只不过应用的领域不同。

而针对于3D打印本身而言,在打印之前把建好的模型输出成 STL格式 就可以了。 至于用什么软件建的模并不重要。

所以,大家大可不必未使用哪种软件建模而过度担心。其实只要自己用着方便,能够建出自己满意的模型就可以了。


接下来需要考虑的就是模型的尺寸了。这里所说的尺寸其实包含很多意义。比如模型的最大和最小尺寸。

一般情况下,3D打印机配套的切片软件如上图,会带一个安全框。这个也就是可以打印的模型最大尺寸。如果模型制作完成后进行切片是超出了安全框,就不能打印了,系统也会提示你出错。 所以建议大家在模型构建的初期就考虑好最大的尺寸问题,如果严重超出打印范围,可以考虑将模型分段,分批次打印。

再有就是最小尺寸了。这里我们指的最小尺寸,其实并非打印机的最小打印尺寸。

最小尺寸指: 在满足模型结构的情况下,同时满足结构强度的最小尺寸。 什么意思呢?简单打个比方:

比如下面这个模型,一个比较古怪的桌子,四条腿做的很夸张,特别的细0.6mm。这个模型用来渲染是没有问题的。但拿去打印就一定会出现问题。四条桌子腿儿能打印出来,但完全无法支撑桌子面的重量的,维持结构的稳定。

这个问题大家想一想就能明白。模型只要不制作实体,怎么好看怎么来是没有问题的,一旦要出实体模型,就一定要避免过于纤薄的结构,不然打印出来了等收到货的时候早就面目全非了。 个人建议在保证强度的前提下,模型最纤薄的地方不要低于2mm。


另外我接触的学生大部分是建筑和室内专业的学生,他们在制作模型的时候一般都是一比一的建模,模型尺度相对于打印尺度都要大很多。他们会错误的认为把一比一的模型等比例缩放到打印尺寸不就得了,这就大错特错了。说到底,这还是个最小尺寸的问题。

举个例子:

上图的模型是一比一构建的。如果想3D打印,直接等比例缩小是大家都能想到的,得到的结果如何呢?

注意看楼板上的标注尺寸只有1.82mm。试想一下,楼板这种主要构件也只有不到2mm的厚度。建筑的其他构建又会如何呢?所以,一比一的建筑模型等比例缩放直接打印肯定是行不通的。那该怎么办呢?解决的办法只有一个:重新建模。把一比一模型的体块全部删掉,只留下曲面信息。然后根据等比例缩放到打印尺度,再根据实际打印尺寸,合理的给模型添加厚度等体块信息。这也几乎就等于重新建模了,但也是没有办法的事情。


说完了尺寸问题,下面说一说关于模型输出上的一些注意事项。首先,必须保证每个物体都是独立的封闭模型,即水密性原则。

这里我们要明确: 在所有的3D建模软件中建立的模型都是曲面或者面片。

比如下面这个方盒子,在3D软件里面其实就是6个矩形面无缝的围合在一起。然后对面进行组合或者焊接就得到了一个实体的立方体盒子。


水密性原则就是针对这种情况的,其实就是你把这个盒子想象成一个空心的容器,然后注水,保证没有水泄露就表示此物体为实体。 说到底,电脑认为的实体就是一个空心的壳子,全密闭,没有缝隙或者破面。


这也就告诉我们,要想打印出一个实体模型最重要的就是不能有破面,再小也不行。

还是以这个盒子为例。在rhino里面建立6个面围合成一个立方体。使用组合命令建立一个封闭的盒子。


在rhino里面我们可以通过查看详细信数据看到此物体是否为实体。

只要全封闭,那么这个立方体盒子软件就会识别为一个实体,用来打印就一定没问题。 如果没有出现封闭的实体标注,则表示物体表面有破洞或者缝隙。需要仔细检查模型细部进行必要的修补,直到电脑识别为封闭的实体为止。

破洞↓

缝隙↓

另外一个就是模型重叠的问题。下面这两组模型看似是一样的没有区别。

但左边的模型是两个独立的方盒子在空间位置上重叠而成。

右边的模型则完全是一个独立的封闭模型。

所以在制作打印用模型的时候,一定不能出现多个单独物体的空间重叠,如果是空间上的异型体,则需要对模型进行必要的编辑,如:布尔运算等。最终得到一个独立的封闭模型。


说完了模型本身的问题,下面说下模型导出的时候需要注意的事项。

1、删除文件内所有不必要的图层信息

2、删除所有不需要打印的物件,包括曲线、点物件、开放曲线等。只保留需要打印的模型本体

3、清除文件内的背景参考图

完成以上步骤后就可以输出文件了,一般情况下输出 STL格式 的文件即可,市面上绝大部分切片软件都可以识别。

以上,是所有3D打印建模和模型输出的一些注意事项,希望能对大家有所帮助。

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