必看!3D打印模型数字3D建模注意事项,一次建模直接上机打印

很多首次接触3D打印的客户都会遇到自己的3D模型问题较多,无法直接上机打印,甚至出现3D模型需要重建现象,这归咎于大家对于3D打印模型的一些建模基础知识不了解,今日魔猴网总结了一些3D建模技巧,希望对大家有所帮助。


水密性和形(Watertight/Manifold)

一个可打印的模型表面一定不能有孔。您可以问自己这个问题:如果我把水倒进我的模型里,它会流出来吗?如果是这样的话,那么您需要找到这些孔,并堵住它们。有时这个过程也称为“创建一个流形模型”


下面的设计是一个非水密的模型。您可以清楚地看到,在它的表面有一个很大的裂缝。



壁厚和体积(Wall Thickness and Volume)

您的3D模型每一个表面都要指定一个壁厚,这一点很重要。注意!当您使用3D建模软件时,它有可能被设计成没有壁厚的宝马。许多可视化的3D模型(即用于游戏的3D模型)只具有表面的视觉效果,而不具有壁厚。



然而,3D打印机需要您提供所打印对象的壁厚信息,除非您想打印一个完全实心的模型。因此,要将一个3D模型变成一个真正的3D打印件,壁厚和体积信息是必要的。


壁厚是模型的一个表面和它相对的表面之间的距离。许多3D打印时出现的问题都可以追溯到壁厚问题。3D打印的最小壁厚主要取决于您选择的材料。


自动交叉/内部交叠/自交叉表面(Auto Intersections/Internal Overlapping/Self-Intersecting Surfaces)

 

当一个模型从表面看很适合3D打印时,模型的交叉问题可能使它无法打印,或者误导3D打印机从而不能打印出您想要物品。因此,您的设计中的交叉处和外壁会让3D打印过程变得困难。这就是为什么需要首先在一个2D空间考虑您的模型。

 

在下面的案例中,左边的模型一旦转化为3D对象将是无法打印的,因为它会在对象内部形成极薄的壁。然而,右边的模型不会出现打印问题,因为它的内部没有这样的壁。在大多数情况下,实施布尔运算是有必要的,它有助于合并一些重叠的元素。



反面/反转法线/表面取向(Reversed Faces/Inverted Normals/Surface Orientation)

3D模型容易出现的另一个问题是所谓的反面(Reversed Faces)现象。大多数3D建模程序可以识别表面的内部和外部,以确定模型的体积。一个反面或者反转法线则意味着您的模型表面朝向了错误的方向(通常这意味着它的表面面向了对象的内部,而不是外部)。仔细检查您的文件,确保所有的法线朝向正确的方向,这一点很重要。


法线错误


成组模型(Grouped Models)


不幸的是,所谓的成组模型是我们打印失败的常见原因。就像下面这样6个分离的外壳,是无法3D打印出来的。



小的细节/浮雕或雕刻文字(Small Details and Embossed/Engraved Text)

有些细节,或者对象比较细微的装饰件,如浮雕或镌刻文字,需要有足够大尺寸,否则无法出现在打印对象上。3D模型最小细节的准确尺寸取决于您选择的材料。这就是您需要首先仔细阅读您所选择材料的设计指南的原因。


空心和出口(Hollowing and Escape Holes)

一个空心的模型意味着您打印的对象内部不牢固。实心设计不会面临这种问题,它们会更结实,更难以打破(取决于材料),但他们也将更昂贵因为需要使用更多的3D打印材料。


用一个空的模型去打印,得到的物体内部将是空的(理论上)。然而,由于我们的打印机一层一层打印,有些3D打印材料可能被留存您的模型的内部(见下面的图像),尤其是在您使用SLA或者SLS这样的技术时。如果您想避开这一点可以的设计中添加“出口”,以去除多余的材料。



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

3D打印来说,最常见文件格式是STL(它其实是标准三角形语言的简称),这意味着您的设计将在3D空间里转化为三角形。大多数3D建模软件都具有将您的设计转换成STL格式的功能,并且可以让您设置所需的分辨率。这里是一个不同分辨率文件的表示,从极高(左)到极低(右):



在大多数3D建模软件中,当导出一个文件时,您会被要求定义导出模型的容差。这种容差表现为原有的形态和您导出的STL网格之间的最大距离。我们建议选择0.01毫米作为一个合适的输出值。导出的容差小于0.01毫米是没有意义的,因为3D打印机无法打印出这个水平的细节,您的文件将不必要地变得很大。然而,当输出的容差大于0.01毫米,3D打印中的三角形将是可视的。