输了掀桌子 发表于 2025-3-4 05:50

3D打印实操心得(2)——三维模型的合格标准

切片软件对三维模型的要求
      由于切片软件要根据截取到的三维模型截面进行数据处理,它对三维模型的状态就会有一些要求。只要符合了这些特殊的要求,三维模型才能正常的被3D打印机制作出来。闭合壳体
       首先三维模型要是一个闭合的壳体。因为切片软件在处理STL文件时,每个切片软件获取到的三维模型截面轮廓,都应该为闭合线段。切片软件会根据这些截面轮廓,生成对应的轮廓路径,这些轮廓路径在打印时形成了切片的外皮,最后会体现出三维模型的外形。而在轮廓路径的内部,切片软件还要计算出填充路径。3D打印机会把被轮廓路径围出的空间填实,这样实物模型及有了外形,也有了一定的结构强度。因此为了确保能获取闭合线段,三维模型就必须是闭合壳体。   

       所以当三维模型上有三角面片丢失,这时就出现了壳体未闭合的情况,而缺少三角面片的位置被称为坏边。在切片软件中某些功能如果处理了未闭合壳体时,处理结果会出现错误,不能得到理想结果,甚至丢失过多三角面片。而且在切片的时候,在坏边处的三维模型截面轮廓会是一个开放线段,如果内部的填充区域无法正常计算,就会导致打印失败。但大部分未闭合壳体的切片也能进行打印,那是因为在切片过程中,软件能自动连接上开放轮廓的两端,让它们成为闭合线段。而三角面片丢失严重时,修复开放线段的处理结果会出现错误,导致3D打印机制作出不能使用的实物模型,甚至机器无法正常运行。正确法向
      STL文件用三角面片存储三维模型的形状特征,每个三角面片由三个顶点、三条边线和一条法线构成。而闭合壳体的正确法向状态在Magics软件中应该是:外部为正法向(用灰色表示),内部是反法向(用红色表示),这样的壳体也可以称为正壳体。

      由于壳体的法向状态会影响切片软件对填充区域的计算。所以当三维模型是正壳体时,它的内部均为反法向,所以截面轮廓内部也是反法向。这种情况下,切片软件就能在轮廓路径包围的区域内生成填充路径。
      有正就有反,反壳体出现外反内正的情况,即使截面轮廓闭合,轮廓内也无法填充。甚至会因为切片软件在执行了某些计算后,导致反壳体丢失。

      不仅如此,同一个三维模型里还可以存在多个壳体。当一个三维模型中只有正壳体时,可以称它为实心模型。但是如果三维模型中既有正壳体又有反壳体,并且正壳体包裹了一个或者多个负壳体时,就可以称它为空心模型。
      空心模型的截面会形成的类似于“回”字的拓扑图案。当一条轮廓路径包围另一条轮廓路径时,切片软件会判断两个轮廓间的法向,对截面区域选择性填充。这样会制作出内部有空腔的实物模型,由于空腔是一个密闭空间,内部会有残留物,所以在后期通过破坏实物模型表面来清理内部,当然也可以在处理三维模型时,先进行开孔,然后再切片。


      通过上面的例子可以看出:三维模型至少要满足壳体闭合和法向正确这两个最基础的条件,才能让3D打印机正常的制作出一个实物模型。


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