3D打印建模必知,3D打印模型结构设计注意事项

发表于 2016-10-23 16:44:19 显示全部楼层 0 6192

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当我们在做一个用于展示或动画,游戏的3D模型设计时,我们只注重模型的视觉效果,基本上不需要考虑真实性。绝大多数的场景和物体仅仅包含了可见的网格,物体不需要是相互连接着的,我们可以忽略掉物理世界。

但我们已经发现到了,其实3D模型在用于3D打印机上会有很多的不同!下面教您识别怎么样的模型是具备3D打印条件的,以及建模过程中需要注意的事项。

1. 物体模型必须为封闭的

也可以通俗的说是“不漏水的”(Watertight)。有时要检查出你的模型是否存在这样的问题有些困难。如果你不能够发现此问题,可以借助一些软件。比如3ds Max的STL检测(STL Check)功能,Meshmixer的自动检测边界功能。一些模型修复软件当然是能做的,比如Magics,Netfabb等。如下图,左边的模型是封闭的,右边的模型不封闭,我们可以看到红色的边界。
2016-10-23_16-36-05.jpg


2. 物体需要厚度

CG行业的模型通常都是以面片的形式存在的,但是现实中的模型不存零厚度,我们一定要给模型增加厚度。
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3.物体模型必须为流形(manifold)

流形(manifold)的完整定义请参考数学定义。对于我们简单来看,如果一个网格数据中存在多个面共享一条边,那么它就是非流形的(non-manifold)。请看如下的例子:
2016-10-23_16-37-46.jpg

两个立方体只有一条共同的边,此边为四个面共享。

4. 正确的法线方向

模型中所有的面法线需要指向一个正确的方向。如果你的模型中包含了错误的法线方向,我们的打印机就不能够判断出是模型的内部还是外部。
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5. 物体模型的最大尺寸

物体模型最大尺寸是根据3D打印机可打印的最大尺寸而定。当模型超过3D打印机的最大尺寸,模型就不能完整地被打印出来。在Cura软件中,当模型的尺寸超过了设置机器的尺寸时,模型就显示灰色。物体模型最大尺寸根据您使用的机器而定。

6.  物体模型的最小厚度

打印机的喷嘴直径是一定的,打印模型的壁厚考虑到打印机能打印的最小壁厚。不然,会出现失败或者错误的模型。一般最小厚度为2mm,根据不同的3D打印机而发生变化。
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7. 45度法则

记住45度法则。任何超过45度的突出物都需要额外的支撑材料或是高明的建模技巧来完成模型打印,而3D打印的支撑结构比较难做。添加支撑又耗费材料,又难处理,而且处理之后会破坏模型的美观。

8. 设计打印底座
用于3D打印的模型最好底面是平坦的,这样既能增加模型的稳定性,又不需要增加支撑。可以直接用平面截取底座获得平坦的底面,或者添加个性化的底座。

9. 预留容差度

对于需要组合的模型,我们需要特别注意预留容差度。要找到正确的度可能会有些困难,一般解决办法是在需要紧密接合的地方预留0.8mm的宽度;给较宽松的地方预留1.5mm的宽度。但是这并不是绝对的,还得深入了解你的打印机性能。
2016-10-23_16-39-01.jpg


下面我们介绍几个可以检查模型是否有错误的软件。

NetFabb:
该免费软件可以编辑STL文件。它可以用来打开STL并显示模型中存在的一些错误信息。其中包含的针对STL的基本功能: 分析,缩放,测量,修复。

Magics:
可以按照你想象的效果来精确修复和操作STL文件。在众多本地应用程序中,有效修复STL或模型问题,使用Magics是相当有效率的。许多需要在本地应用程序处理的任务可以在Magics上更快的实现。这个程序主要为使用光固化机(SLA)的工程师设计,他们已经开始整合一些很有意思的建议,来帮助修复建筑文件中出现的问题,如“收缩表皮”问题。Magics可以修复漏孔和坏边,联合两个布尔型的固体,倒置三角形的法线,创建壳结构或有其他特点的固体。虽然应用程序很优秀,但是想变得高效仍然需要一个渐进的学习过程。

因为3D打印设计模型与“传统的”数字媒体制作的模型有许多的不同,如果你在制作模型的时候记住这些限制约束,其实它做起来并不难。希望此使用本说明为你提供一个好的开端!

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