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3D 打印几何限制

2021-11-25 阅读 1559

本文讨论在确定3D模型是否适合3D打印时必须考虑的尺寸和几何限制。这些注意事项适用于所有想要3D打印CAD设计的人,从基本机械部件到复杂的建筑构件。


物理尺寸


下表总结了最常见3D打印过程的典型构建尺寸。需要注意的是,对于打印较大的零件,通常需要使用工业打印机,这会增加总体成本。另一种选择是,零件可以分为2个或多个零件,这些零件可以单独打印并在以后组装。




最小壁厚


建筑师或游戏设计师通常会在3D模型中生成厚度无限小的元素(头发、斗篷、帆等)。薄特征不可能进行3D打印,除非它们大于每种技术的最小可打印特征尺寸。


下表总结了最常见3D打印技术的建议最小壁厚。请注意,在某些情况下,如SLA/DLP,可以打印较小的功能,但应在咨询机器操作员后,根据具体情况进行评估。




水密性


用于3D打印的每个3D模型都应该是完全多方面的(水密的):每个边都应该恰好连接到2个多边形,并且模型必须不包含孔。


非流形的模型可能会被生成3D打印机(切片器)指令的软件误解。非流形3D模型可能会导致不一致的图层、孔洞或其他错误,从而使对象无法打印。




非流形问题通常在建模阶段不可见。检查模型是否可打印的最简单方法是使用分析软件,如Netfabb或Meshmixer。这些程序检测将在3D打印阶段导致问题的模型特征,并提供修复选项(不影响模型的整体几何图形)。


曲面


多数CAD建模软件,如Solidworks和Fusion360,都使用非均匀有理基样条曲线(NURBS)来显示3D模型的曲面。将模型导出为STL文件格式以进行三维打印时,使用足够数量的多边形来表示其曲面非常重要。这将确保零件采用3D打印,外观光滑。


如果导出的3D模型中多边形太少,则连接单个多边形的边通常会在最终的3D打印零件中可见。这种效果在大型模型中更为显著,其中多边形在曲面上更为可见。


如果导出的3D模型包含太多多边形,则其文件大小将不必要地大,导致难以处理,并且会影响打印零件的最终质量,因为微小细节无法进行三维打印。


幸运的是,大多数建模软件使用预设导出具有足够数量多边形的3D模型,从而生成平滑的3D打印零件。如果需要更高的多边形计数,可以相应地调整导出设置。


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