3D建模必需懂的幾個要點

數(shù)字3D建模是掌握3D打印技術(shù)的必修課之一。然而，僅僅只會簡單使用3D建模軟件是不夠的，如果忽略了3D模型的可打印性，打印就很容易失敗。近日針對這個問題，3D打印在線服務(wù)平臺i .Materialise特意發(fā)布了一份全面的指南，指出了幾個常見且重要的部分。下面，南極熊小編就將它分享給各位熊友。


· 水密性和流形

一個可3D打印的模型必須具有水密性，也就是說模型不能有漏洞，形象一點來說就是如果這個模型內(nèi)部有水，那么絕對不必須流不出來才能打印。否則就說明模型有漏洞，必須補上才能打印。下面的立方體就很明顯不具備水密性：

· 壁厚和體積

這條不難理解。壁厚就是模型內(nèi)外表面之間的距離，必須設(shè)定為以打印頭直徑為基準(zhǔn)一定范圍以內(nèi)才能打印，同時還會影響模型最后的強度。而體積則不言而喻，超出打印機范圍必然無法打印。

許多可視化的3D模型只具有表面的視覺效果，不具有壁厚，但3D打印機必須要獲得壁厚信息才能打印，因為最后要做出來的是3D實體。因此，如果要成功打印，為模型設(shè)定壁厚和體積是必不可少的步驟。3D模型的最小壁厚因打印材料和設(shè)計的結(jié)構(gòu)不同而不同。


· 自動交叉/內(nèi)部交疊/自交叉表面

僅從外表判斷一個3D模型是否為可打印的是不準(zhǔn)確的。有的3D模型從表面看適合3D打印，而內(nèi)部存在的交叉結(jié)構(gòu)可能使打印失敗。下圖是3D模型的二維剖面圖，由于存在交叉問題，左邊的模型在轉(zhuǎn)變成3D模型之后是無法打印的，因為它的內(nèi)部會形成極薄的壁。而右圖中的交叉區(qū)域使用布爾運算對重疊的結(jié)構(gòu)進行了合并，在打印時可避免出現(xiàn)此類問題。

· 反面/反轉(zhuǎn)法線/表面取向

3D模型容易出現(xiàn)的另一個問題是反面（Reversed Faces）現(xiàn)象。大多數(shù)3D建模軟件可以識別表面的內(nèi)部和外部，以確定模型的體積。而反面現(xiàn)象或者反轉(zhuǎn)法線的意思是3D模型表面的方向錯了，模型的表面本應(yīng)面向打印對象的內(nèi)部，結(jié)果卻面向了外部。在打印之前應(yīng)檢查文件，確保所有的法線朝向正確的方向。


· 小細(xì)節(jié)/浮雕或雕刻文字

3D模型中的微小細(xì)節(jié)，例如首飾模型表面的浮雕或文字，它們需要有足夠大的尺寸，不然無法出現(xiàn)在打印對象上。3D模型最小細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確尺寸取決于打印材料。


· 空腔和出口

如果3D模型中包含了空腔結(jié)構(gòu)，那么在設(shè)計需要考慮到空腔結(jié)構(gòu)中殘留的打印材料是否可以清除。對于這種情況，通常的做法是在設(shè)計時預(yù)留出口，這樣才能在打印完成后讓空腔中的材料“流”出來。這個問題在采用光固化（SLA）、選擇性激光熔融（SLM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）這樣的3D打印技術(shù)時尤其需要注意。

· 文件分辨率和文件尺寸

3D打印最常見文件格式是STL，該文件實質(zhì)是采用許多細(xì)小的空間三角形面來還原CAD 模型。大多數(shù)3D建模軟件都具有STL 文件轉(zhuǎn)換格式的功能，并且可設(shè)置所需的分辨率。在下圖中的三個模型，從左到右分辨率依次降低。

在大多數(shù)3D建模軟件中，當(dāng)導(dǎo)出一個STL文件時，軟件會要求定義導(dǎo)出模型的公差。這個數(shù)據(jù)反映的是模型原有形態(tài)和STL網(wǎng)格之間的最大距離。i.Materialise建議選擇的合適數(shù)值為0.01毫米。如果小于這個數(shù)，打印文件就會變大，從而明顯增加切片時間，同時3D打印機也無法打印出這個水平的細(xì)節(jié)，而如果大于這個數(shù)，打印對象的表面三角形狀就肉眼可見了，表面質(zhì)量會嚴(yán)重降低。對于從CAD/CAM軟件中輸出STL文件的精度指標(biāo)，應(yīng)結(jié)合CAD模型的復(fù)雜程度以及3D打印對象的精度要求綜合考慮。

來源：3D科學(xué)谷