3D打印实操心得（13）——切片规则和工作原理
3D打印的切片规则和工作原理 之前章节只是介绍了任何在三维模型的数据层面上，通过修改三维模型的模型结构，来解决3D打印机在制作模型时会遇到的问题。从这节开始将会结合切片软件的数据处理规则和3D打印机的机器工作原理，来进一步了解如何制作出一个外形更好的实物模型，和降低打印时的失败风险。实物模型的成型过程主流的3D打印成型方式是，通过逐层堆叠的方式制作模型实体。切片软件会在模型z轴方向上截取出多条轮廓线，然后处理这些轮廓线的数据，为3D打印机生成工作路径。3D打印机的工作结构按照路径运动，把打印材料制作成一层层有厚度的薄片。这些薄片按照制作时的先后顺序堆叠并粘结在一起，最终就能形成一个外形与三维模型相似的实体模型。
所以在对三维模型处理时要考虑到三维模型的打印方式和截面轮廓，用来对三维模型结构的修改，和决定打印前三维模型的摆放角度。3D打印机的成型方式 3D打印机需要通过还原截面形状的方式，实现制作实体模型的目的。为了方便理解，需要按还原切片形状的方式，把普通的3D打印机分为两种类型进行介绍，分别是点成型和面成型。点成型就像是先用笔在纸上画出图案的轮廓线，再将轮廓里的空白区域涂满。而面成型好比是显示器用像素点直接在显示出切片的形状。
点成型里的“点”，不仅指FDM打印里挤出材料的喷嘴，还可以是SLA、SLS等利用能量使材料聚合的激光，甚至还可以指用来切出轮廓的刀具。3D打印机通过控制“点”的运动轨迹来还原切片的图案，在“点”移动的路径上会因为堆积了或者聚合了材料，从而制作出了实体模型。 面成型分为两种，一种DLP、LCD等打印工艺，利用液晶面板显示的图案控制曝光区域形状，使材料聚合形成图案的形状来制作切片，由于省去了点的运动时间，这种方式成型速度相对较快。还有一种object工艺，通过极细的液滴喷嘴，喷出轮廓的图案，然后用uv灯固化液滴，由于液滴极小，所以图形分辨率高，但也导致了每层的间距特别小，虽然能制作高精细度的模型，却制作速度较慢。截面轮廓与切片制作 在选择好了打印方式后，不同打印方式下的切片软件，会对截面轮廓有不同的处理方式，比如大部分Fdm工艺的切片软件，会生成直接控制喷头移动的Gcode文件；Sla工艺的切片软件，则会生成一个包含了轮廓区域和支撑区域的切片文件，然后再由3D打印机上的控制软件，根据切片文件生成激光的移动路径；而DLP、LCD工艺，是将切片直接转换成对应图案的图片，再通过3D打印机按顺序播放图片来制作实体模型。 但是无论是哪中制作方式，在制作过程中都会出现细节丢失的问题。比如在FDM和SLA工艺中，因为喷头和激光，都是一个有半径的圆，所以在计算轮廓路径的时候，切片软件会根据“圆”的半径对轮廓路径进行偏移，来获得“圆”心的运动路径。这种处理方式就会导致模型上一些较小的细节纹理丢失，甚至会导致某些凸起结构因为一些小于“圆”的直径时，在路径补偿后丢失。而DLP和LCD则会因为在当前分辨率下，图案轮廓在显示器上不能清晰的显示出细节，而导致形状丢失。只有重新调整纹理形状和修改结构的大小才能将它们制作出来。
另外各种3D打印工艺都是将三维模型按特定的距离，等距离的截取截面轮廓。所以这截取过程中没被截取到的模型细节也会丢失。尤其是圆弧形的曲面，可能会出现明显的台阶形纹理，比如本文第一幅图中的球。如果需要某处细节较完整的展现出来就要对三维模型的摆放角度进行调整，让图案尽量与底板垂直。
而且在实体模型制作过程中，每层切片都有厚度。所以会出现切片实际厚度大于截面间隔距离的情况。因此一些切片软件会加入z轴补偿功能，使制作的实体模型在z轴方向上的结构尺寸更接近三维模型的设计尺寸。但是z轴补偿的过程中，模型会出现细微的变形，会导致细节丢失。
本节介绍了3D打印的切片规则和工作原理，只需要按照这些规则和原理调整模型就可以保证实体模型外观的视觉效果好，尺寸精准和结构完整。下一节将介绍如何给模型加支撑。
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