切片軟件Cura Type A使3D打印填充物變得可預(yù)見(jiàn)

看起來(lái)當(dāng)下的3D打印行業(yè)似乎有點(diǎn)不盡如人意：曾經(jīng)的明星企業(yè)MakerBot正處于困難境地，3D Systems和Stratasys公司的股價(jià)只是他們2014年高峰時(shí)的一小部分。但是從另一個(gè)角度看，這反而是3D打印領(lǐng)域經(jīng)歷的最好一年：3D打印機(jī)現(xiàn)在又好又便宜，還有各種不同的3D打印材料不斷涌現(xiàn)，打印有用的物品而不只是塑料飾品變得越來(lái)越常見(jiàn)。

但是，在這中間，有一個(gè)領(lǐng)域仍然沒(méi)有太大進(jìn)展，這就是3D打印軟件。比如切片，就是將一個(gè)3D數(shù)字對(duì)象轉(zhuǎn)化成一種G代碼文件的過(guò)程，基本上與以前相比沒(méi)什么變化；雙擠出仍然是一片混亂；打印床自動(dòng)床調(diào)平依然處于起步階段。而最被嚴(yán)重忽視的是填充。很明顯，沒(méi)有人希望3D打印一個(gè)完全實(shí)心的塑料飾品，最重要的是表面，100%的填充只是浪費(fèi)材料。不同的切片機(jī)會(huì)通過(guò)不同的方式填充打印件內(nèi)部，通常是正方形、三角形或六邊形網(wǎng)格。

雖然這些最流行的填充3D打印物體的方法會(huì)稍微增加打印件的強(qiáng)度并且對(duì)打印件的頂層起支撐作用，但它們并不是理想的解決方案。成品的期望強(qiáng)度從來(lái)沒(méi)被考慮到，填充網(wǎng)格的間距完全是任意的。你只能設(shè)置填充的百分比，但是告訴切片軟件用10mm間距來(lái)打造內(nèi)部支撐網(wǎng)格是不可能的。

Type A Machines試圖改變這一切，隨著他們切片軟件Cura Type A公共測(cè)試版的發(fā)布，如今3D打印部件的填充也是3D的了，填充物的尺寸也變得可以預(yù)見(jiàn)，從而為更結(jié)實(shí)、更好看的3D打印部件打開了大門。

從Type A發(fā)布的新聞資料和白皮書中可以看到，這種新型的“填充”并不是通常意義上的填充，或許稱之為“內(nèi)部結(jié)構(gòu)”更恰當(dāng)些，其填充物之間有適當(dāng)?shù)某叽�，不同于傳統(tǒng)上一層層堆積的正方形或三角形網(wǎng)格，它是一個(gè)真正的填充結(jié)構(gòu)。

目前，填充是按照指定百分比在切片軟件上生成的，零填充意味著一個(gè)中空的物體，而100%填充是一個(gè)完全實(shí)心的部件。這兩種情況是很容易的，但別的情況意味著切片軟件必須通過(guò)鑲嵌網(wǎng)格用線材填充上，一般為矩形、三角形或六邊形。實(shí)際上，通過(guò)目前的切片軟件，這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的尺寸是隨機(jī)的。用20%填充度來(lái)打印一個(gè)物體可能意味著5mm或2mm間隔的正方形網(wǎng)格。告訴切片軟件用間隔10mm的正方形網(wǎng)格來(lái)填充物體是不可能的。

Type A Machine最近發(fā)布的切片軟件Cura軟件改變了這一切，它可以讓設(shè)計(jì)師為填充的行和列之間設(shè)置一個(gè)精確的距離。通過(guò)明確填充的絕對(duì)尺寸，使得較強(qiáng)的部分反而使用了較少的填充。

絕對(duì)尺寸只是Type A Machine最新發(fā)布Cura的一個(gè)特征，更令人興奮的是3D內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研發(fā)。不同于一層層堆疊正方形、三角形或六邊形，Type A Machine的Cura采用立方結(jié)構(gòu)的填充，雖然填充物每一層看起來(lái)就像一系列三角形和不規(guī)則六邊形，但當(dāng)它們被集合到一個(gè)3D打印物品，這種填充就形成了真正的3D結(jié)構(gòu)。

和這類結(jié)構(gòu)最接近的比較就像石墨與金剛石之間的差異，這兩種材料都是由相同的元素——碳構(gòu)成。石墨的物理結(jié)構(gòu)是很合理的，石墨烯的單原子層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一種相對(duì)較弱的材料。另一方面，金剛石具有真實(shí)的3D結(jié)構(gòu)，是人類已知的最堅(jiān)硬的材料之一。雖然為3D打印物體的填充添加3D結(jié)構(gòu)不會(huì)讓物體更結(jié)實(shí)，但它將大大減少分層，并且在所有三個(gè)維度上更能耐受壓力。

Type A Machines已經(jīng)做了一些偉大的工作，這意味著一個(gè)全新版本Cura切片軟件的問(wèn)世。除了LulzBot版和原始的版本，Type A Machine版本的Cura似乎代表著是把3D物體轉(zhuǎn)化為打印部件的正確方向。


編譯自Hackaday