[轉(zhuǎn)貼]一名高二學(xué)生關(guān)于FDM 3D打印機(jī)降低打印紋路以及精度和速度的個(gè)人思路拓展

相信大家用的最多的3D打印技術(shù)就是熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling,FDM）技術(shù)了吧！這種技術(shù)擁有著耗材價(jià)格便宜且便于更換，工藝簡(jiǎn)單，操作環(huán)境整潔等優(yōu)點(diǎn)，所以無論是三角洲，還是RepRap，都應(yīng)用的這種技術(shù)。

但是，這種技術(shù)還有著一些缺點(diǎn)，其中一項(xiàng)，就是打印的東西會(huì)有一層一層的紋路，從而影響精度和視覺效果。

就我所獲得的信息來看，由于FDM打印機(jī)的結(jié)構(gòu)特性決定了這種紋路不可能被避免，只能被縮小直到無法察覺。而目前處理的方式無非兩種：減小層高和溶劑后期處理。但是前者的代價(jià)是每提高一倍精度（這里指紋路的不可見度），就要多付出一倍的時(shí)間，這對(duì)本來速度就不高的3D打印來說，無疑是雪上加霜；后者的確可以很有效的去除紋路，但是用溶劑溶解掉多余的部分這個(gè)過程不僅增加了工作量，還十分復(fù)雜，一旦操作不當(dāng)就會(huì)毀掉整個(gè)模型，最后，這樣做還會(huì)使模型喪失一部分細(xì)節(jié)。

那么，有沒有什么特殊的方法既能提高模型表面光滑程度，又能盡量減少制作模型所需的時(shí)間呢?嗯，這就是我接下來要說的。

不知大家有沒有發(fā)現(xiàn)，我們需要的模型一般只是要求外殼光滑，而內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)并不需要多精細(xì)，只要有足夠的強(qiáng)度足矣。而目前來看，現(xiàn)有切片軟件都只能針對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行整體切片，想要讓外殼變得精細(xì)只能減小整體層高，但由于外殼只占整體的一小部分，所以大多數(shù)時(shí)候打印機(jī)都把時(shí)間浪費(fèi)在了高精度且大面積的內(nèi)部支撐上。

為了更加生動(dòng)形象，我舉個(gè)例子。如下圖，假設(shè)這是某個(gè)要打印的模型的一層，紅色的部分代表這個(gè)模型的外殼，藍(lán)色的部分代表內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)。不難看出，外殼只占一小部分，如果能減少藍(lán)色部分的打印時(shí)間，那么整個(gè)打印過程將大大縮短。

那么，如何縮短呢？我設(shè)想的方法很簡(jiǎn)單，甚至有點(diǎn)簡(jiǎn)單粗暴，這個(gè)方法就是對(duì)外殼切片時(shí)使用的層高和對(duì)內(nèi)部支撐切片時(shí)所用的層高分別設(shè)置。

如圖所示，還是紅色代表外殼藍(lán)色代表內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在此處外殼使用原來一半的層高后，內(nèi)部并未改變而繼續(xù)使用原來的層高，打印時(shí)，由于外殼層高的降低，模型將具有更細(xì)致的外觀和質(zhì)感，而由于內(nèi)部并未改變，打印時(shí)所需的時(shí)間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原來的兩倍時(shí)間，從而達(dá)到速度精度兼?zhèn)涞哪康摹?/p>

同樣，在這個(gè)設(shè)計(jì)中，外殼層高可以被設(shè)計(jì)的更小（對(duì)于現(xiàn)有打印機(jī)來說，有些可以達(dá)到0.05mm），而內(nèi)部支撐層高可以被設(shè)計(jì)的更大（層高設(shè)置為打印機(jī)噴頭直徑也是可以的，原來本人所在的工作室為了生產(chǎn)效率就采用了這個(gè)層高（0.4mm），反正是原型不給外人看就不管了，并且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并未受到影響，反而可能因?yàn)榉謱痈俑蝗菀讖臋M向斷裂）

而具體的打印步驟如上所示，先打印外殼后打印內(nèi)部以防撞車。不過這樣也有可能導(dǎo)致外殼分的過細(xì)時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)使外殼變形。不過沒關(guān)系，換個(gè)順序不就好啦~

但這里還會(huì)有一個(gè)問題，如果外殼最后和內(nèi)部對(duì)不上，也會(huì)導(dǎo)致“撞車”，打印內(nèi)部或者外殼時(shí)，剮蹭到外殼或者內(nèi)部，從而影響打印效果，如下圖：

額，至于這個(gè)，強(qiáng)制設(shè)定內(nèi)部層高必須是外殼層高的倍數(shù)不就好啦~

嗯，初步想法就是這樣，可是我還是欲求不滿（劃掉），想要得到更好的效果，怎么辦呢？于是除了精度以外，我找到了另一個(gè)可以調(diào)節(jié)的東西——速度。

一般來說，打印不怎么需要細(xì)節(jié)的模型時(shí)，可以加速打印節(jié)省時(shí)間，而打印精細(xì)的模型時(shí)，為了防止打印機(jī)機(jī)件慣性和抖動(dòng)，就需要適當(dāng)降低速度來取得更好的效果。那么，按照剛才的思想，打印外殼時(shí)降低速度，打印內(nèi)部時(shí)提高速度，不是也是可行的嗎！

也許你會(huì)覺得加速這東西不太靠譜，不過事實(shí)上，就我們工作室自己造的打印機(jī)都能以300%的速度打印并且質(zhì)量不錯(cuò)來說，只要機(jī)器好，根本不是事~

最后，還有為工業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備的想法。一般來說，3D打印出來的部件如果想要應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)，就得有一定的細(xì)致程度來減小各部件的摩擦，但這部分一般來說并不大，而且，對(duì)于咱們來說，3D打印機(jī)有很多時(shí)候都是直接造零件用的，那么速度也是很關(guān)鍵的一點(diǎn)。所以，如下圖，我又想出了新的點(diǎn)子

假設(shè)上圖是一個(gè)齒輪的縱剖面，外殼中紅色部分是齒輪的受力部分，綠色為不受力部分，藍(lán)色為齒輪的內(nèi)部支撐。在這個(gè)例子中，可以將紅色部分層高設(shè)置成最低，以減小摩擦，綠色部分因?yàn)椴皇芰痈咂浯危{(lán)色部分則以強(qiáng)度最高的層高打印，這樣就能讓這個(gè)齒輪無論是可靠性，還是制造效率都成倍提高。

綜上所述，這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于制造高精度模型手辦啦，拿來就能用且方便生產(chǎn)的非標(biāo)件啦，還有最最重要的節(jié)約時(shí)間上啦什么的，嗯，應(yīng)該是可以造福廣大3D打印機(jī)愛好者們啦~

嗯，這基本就是我的所有想法了，下面該給這個(gè)想法，啊不，這個(gè)技術(shù)起一個(gè)高大上的名字啦~我的命名是

Multi-Precision&Speed-Level Anti-Aliasing，MPSLAA 多級(jí)精度速度抗鋸齒技術(shù)

好啦，萬事俱備，只欠東風(fēng)~接下來就是實(shí)現(xiàn)這個(gè)東西了。

我的想法是從切片軟件入手，創(chuàng)造一種新的切片方式。然而都到了這一步就不簡(jiǎn)單了（我的東風(fēng)呢嗚嗚嗚~）。本人暫時(shí)不具備編寫這個(gè)程序的條件或者時(shí)間，這也是我寫這篇文章的目的。如果這個(gè)想法真的有用，我希望大家能多多為我指點(diǎn)迷津，更重要的，有能力的話

請(qǐng)嘗試著把我的想法變成現(xiàn)實(shí)，我不圖什么回報(bào)也不認(rèn)為能靠這個(gè)得到什么物質(zhì)回報(bào)，所以只要大家因此獲益，我就很開心了~嗯，如果這個(gè)想法實(shí)現(xiàn)了我希望最好能無私的貢獻(xiàn)出來造福大家，真是這樣的話，就真的太好了~

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來源：果殼  原文作者：SteveHawking  本文部分內(nèi)容源于網(wǎng)絡(luò),如有不妥之處,請(qǐng)聯(lián)系我們處理.

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