創(chuàng)建3D打印數(shù)字模型的一些注意事項(xiàng)

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在3d打印之前首先要有數(shù)字模型，3d打印機(jī)通過(guò)讀取數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。那么，如何創(chuàng)建一個(gè)完美可3D打印的數(shù)字模型呢？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，近日，3D打印公司i.materialise在一篇博文 中介紹了一些重要的技巧，設(shè)計(jì)人員在提交打印之前應(yīng)該要記住它們。堅(jiān)持按照這份說(shuō)明來(lái)做將確保您的3D模型是完美的。

水密性和流形（Watertight/Manifold）

一個(gè)可打印的模型表面一定不能有孔。您可以問(wèn)自己這個(gè)問(wèn)題：如果我把水倒進(jìn)我的模型里，它會(huì)流出來(lái)嗎？如果是這樣的話，那么您需要找到這些孔，并堵住它們。有時(shí)這個(gè)過(guò)程也稱為“ 創(chuàng)建一個(gè)流形模型”。

下面的設(shè)計(jì)是一個(gè)非水密的模型。您可以清楚地看到，在它的表面有一個(gè)很大的裂縫。

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壁厚和體積（Wall Thickness and Volume）

您的3D模型每一個(gè)表面都要指定一個(gè)壁厚，這一點(diǎn)很重要。注意！當(dāng)您使用3D建模軟件時(shí)，它有可能被設(shè)計(jì)成沒(méi)有壁厚的寶馬。許多可視化的3D模型（即用于游戲的3D模型）只具有表面的視 覺(jué)效果，而不具有壁厚。

然而，3D打印機(jī)需要您提供所打印對(duì)象的壁厚信息，除非您想打印一個(gè)完全實(shí)心的模型。因此，要將一個(gè)3D模型變成一個(gè)真正的3D打印件，壁厚和體積信息是必要的。

壁厚是模型的一個(gè)表面和它相對(duì)的表面之間的距離。許多3D打印時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題都可以追溯到壁厚問(wèn)題。可3D打印的最小壁厚主要取決于您選擇的材料。

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自動(dòng)交叉/內(nèi)部交疊/自交叉表面（Auto Intersections/Internal Overlapping/Self-Intersecting Surfaces）

當(dāng)一個(gè)模型從表面看很適合3D打印時(shí)，模型的交叉問(wèn)題可能使它無(wú)法打印，或者誤導(dǎo)3D打印機(jī)從而不能打印出您想要物品。因此，您的設(shè)計(jì)中的交叉處和外壁會(huì)讓3D打印過(guò)程變得困難。這就 是為什么需要首先在一個(gè)2D空間考慮您的模型。

在下面的案例中，左邊的模型一旦轉(zhuǎn)化為3D對(duì)象將是無(wú)法打印的，因?yàn)樗鼤?huì)在對(duì)象內(nèi)部形成極薄的壁。然而，右邊的模型不會(huì)出現(xiàn)打印問(wèn)題，因?yàn)樗膬?nèi)部沒(méi)有這樣的壁。在大多數(shù)情況下， 實(shí)施布爾運(yùn)算是有必要的，它有助于合并一些重疊的元素。

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反面/反轉(zhuǎn)法線/表面取向（Reversed Faces/Inverted Normals/Surface Orientation）

3D模型容易出現(xiàn)的另一個(gè)問(wèn)題是所謂的反面（Reversed Faces）現(xiàn)象。大多數(shù)3D建模程序可以識(shí)別表面的內(nèi)部和外部，以確定模型的體積。一個(gè)反面或者反轉(zhuǎn)法線則意味著您的模型表面朝向 了錯(cuò)誤的方向（通常這意味著它的表面面向了對(duì)象的內(nèi)部，而不是外部）。仔細(xì)檢查您的文件，確保所有的法線朝向正確的方向，這一點(diǎn)很重要。

成組模型（Grouped Models）

不幸的是，所謂的成組模型是我們打印失敗的常見(jiàn)原因。就像下面這樣6個(gè)分離的外殼，是無(wú)法3D打印出來(lái)的。

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小的細(xì)節(jié)/浮雕或雕刻文字（Small Details and Embossed/Engraved Text）

有些細(xì)節(jié)，或者對(duì)象比較細(xì)微的裝飾件，如浮雕或鐫刻文字，需要有足夠大尺寸，否則無(wú)法出現(xiàn)在打印對(duì)象上。3D模型最小細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確尺寸取決于您選擇的材料。這就是您需要首先仔細(xì)閱讀 您所選擇材料的設(shè)計(jì)指南的原因。

空心和出口（Hollowing and Escape Holes）

一個(gè)空心的模型意味著您打印的對(duì)象內(nèi)部不牢固。實(shí)心設(shè)計(jì)不會(huì)面臨這種問(wèn)題，它們會(huì)更結(jié)實(shí)，更難以打破（取決于材料），但他們也將更昂貴因?yàn)樾枰褂酶嗟?D打印材料。

用一個(gè)空的模型去打印，得到的物體內(nèi)部將是空的（理論上）。然而，由于我們的打印機(jī)一層一層打印，有些3D打印材料可能被留存您的模型的內(nèi)部（見(jiàn)下面的圖像），尤其是在您使用SLA或 者SLS這樣的技術(shù)時(shí)。如果您想避開(kāi)這一點(diǎn)可以的設(shè)計(jì)中添加“出口”，以去除多余的材料。

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文件分辨率和文件尺寸（File Resolution and File Size）

對(duì)3D打印來(lái)說(shuō)，最常見(jiàn)文件格式是STL（它其實(shí)是標(biāo)準(zhǔn)三角形語(yǔ)言的簡(jiǎn)稱），這意味著您的設(shè)計(jì)將在3D空間里轉(zhuǎn)化為三角形。大多數(shù)3D建模軟件都具有將您的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成STL格式的功能，并且 可以讓您設(shè)置所需的分辨率。這里是一個(gè)不同分辨率文件的表示，從極高（左）到極低（右）：

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在大多數(shù)3D建模軟件中，當(dāng)導(dǎo)出一個(gè)文件時(shí)，您會(huì)被要求定義導(dǎo)出模型的容差。這種容差表現(xiàn)為原有的形態(tài)和您導(dǎo)出的STL網(wǎng)格之間的最大距離。我們建議選擇0.01毫米作為一個(gè)合適的輸出值 。導(dǎo)出的容差小于0.01毫米是沒(méi)有意義的，因?yàn)?D打印機(jī)無(wú)法打印出這個(gè)水平的細(xì)節(jié)，您的文件將不必要地變得很大。然而，當(dāng)輸出的容差大于0.01毫米，3D打印中的三角形將是可視的。

以上內(nèi)容對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)可能復(fù)雜了，有些初學(xué)者對(duì)有什么3d打印建模軟件都可能還不清楚。那么，這里再介紹一下3d建模軟件。這里把3d建模軟件分為3類，分別是：1、簡(jiǎn)單實(shí)用的通用3D 建模軟件；2、工業(yè)零件類的建模軟件；3、人物雕刻類適用的建模軟件。簡(jiǎn)單實(shí)用的有：犀牛、3Dmax、SketchUp（草圖大師）、Tinkercad、Meshmixer等；工業(yè)零件的建模用ProE、UG、 Solidworks、CAD等；人物雕刻的建模用ZBrush、Maya等。

本文部分內(nèi)容來(lái)源于天工社

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