主题:【原创】说说 3D 打印那点事 ( 补完) -- kernelh

大河奔流 导读 复 65 阅 129733

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2012-09-17 01:27:30
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kernelh
kernelh`20940`/bbsIMG/face/0000.gif`70`532`1067`18242`正四品下:通议大夫|壮武将军`2007-12-02 21:41:36`
3D打印的需要知道什么 69

周末睡了两天觉,今天休息完上工了,大概看了一下回帖。大家关心的问题包括材料安全,打印精度,能用来干什么,还有想自己DIY的求攻略。

先回答最简单的问题,材料安全。3D打印用的最多的就是各种塑料,因为最后是从打印头(一个小孔)里面挤出来并且堆积起来的,对材料的热塑性,稳定性,膨胀率都有一定要求,应当不是什么塑料都能拿来用。这方面我不是专家,说不出个一二。 用的最多的刚好就是后面有个回帖提到的三种, ABS, PLA, PMMA。 ABS是所谓工程塑料,加热挤出的时候会有一点气味,也许会影响健康? 但冷却了以后问题不大,我自己闻不出味道,大量的玩具都是用ABS造的。PLA应当是最安全的,本身就是用粮食造的,并且号称生物可降解。PLA比ABS的另外一个优势是膨胀率小,可以打印比较大的零件。ABS因为冷却收缩大尺寸时容易变形,PLA就没这个问题。 PLA不如ABS的地方是强度低,相对使用温度范围窄,成本也高一些,大约贵出30%。 PMMA一般是做光纤的厂顺便出一点,不知为什么比PLA和ABS都贵很多,所以用的最少,我自己没用过,也不好评价。这些材料都存在纯度和质量相关的问题,我用过的比较贵的abs原料味道小,便宜的味道大,差别很明显,估计是厂家生产原料的纯净度不一样。 如果想给小孩玩,用PLA就好了,应当没啥安全问题。

精度是个十分复杂的问题,3d打印的精度包括三个轴的运动精度,和打印头挤出材料的精度,可以类比喷墨打印机,精度也受到机械精度,和打印头喷出来的墨滴大小的影响。原则上机械运动的精度很容易做到很高,但打印头挤出材料的精度相对就不容易做到太高,目前用的最多的打印头大概孔径在0.3-0.4mm,对应打印精度应当在孔径的1半0.15-0.2mm(一层的高度)左右,很多3d打印机的标称值是机械精度,很容易标到0.05mm甚至更低,但实际上做不到那么好。这个精度问题,以后谈到打印机的构造时再谈。

最后说说这一次想说的重点,要用3d打印机涉及到的软硬件,前面的贴子简单说了一下,现在展开讲一讲。

要打印一个3d模型,大概需要的软件和硬件有这么几项:

1. 首先需要有一个3d模型,获得模型有以下几个渠道,

a. 最简单就是直接去网上下载,比如makerbot厂家支持的网站

http://thingiverse.com 就是个模型分享网站,上面的各种东西有很多了。今天最热的是iphone5 :-)

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b. 自己画, 这里有两大类玩法各不一样,一种是做动画,人物造型的人喜欢用的3d软件,比如3dmax,maya, 一类是机械设计,零件制造领域用的cad软件 pro-e一类. 前者主要靠手,后者用到很多数学。但归根结底,最后的模型导出通用交换格式的文件stl就行了

以下在网上抄来的:STL文件的起源

美国3D Systems公司于1987年制定了STL (STereoLithography)文件格式,它以小三角面片为基本单位,离散地近似描述三维实体模型的表面.STL 文件最初应用于快速成形(Rapid Prototyping ,RP)领域 ,并迅速成为RP领域事实上的工业标准;同时,STL 文件也在快速成形之外的各种需要三维实体模型的领域中获得了广泛的应用.

c 用三维扫描仪扫描, 这个最麻烦,因为3维扫描仪生成的原始数据是点云图,要生成可用的模型需要很多后期工作。很多人想摆个摊,在街上用3d扫描仪和3d打印机直接做人偶赚钱,有这个心思恐怕得收收心, 因为不管扫描的后期处理,还是3d打印都很慢,街头小摊怕是没人等的起。

2. 拿到模型了,需要有个计算机上的软件处理这个模型,包括摆正坐标到合适的位置。管理和打印机的通讯等,这个软件类似一个集成环境。开源的有好几种。比较著名的如makerbot的replicatorG,reprap推荐的pronterface

处理模型的计算机软件replicatorG 的界面

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真正干活的,是根据模型生成3d打印轨迹的算法引擎,这个叫slice engine。影响3d打印结果好坏的其实是这个slice engine的算法。 用的最多的开源slice engine 是skeinforge。非常坑爹的是,这个软件是插件结构,有好几百个参数,初学者遇上没有不被搞晕的。。。

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这是其中比较关键的一项插件的设置,类似插件有二十几个

3 软件生成了3d打印的轨迹,可以通过usb和3d打印机通讯,传输数据。3d打印机自带的主控接受指令,控制电机和加热机构运转生成模型。 开源打印机基本上都是基于一个开源硬件系统ardiuno开发的,cpu板是现成的,除此之外就是一些电机驱动,加热控制电路,本身并不复杂。

这是一个开源的打印机控制板,上面的接口主板 下面是ardiuno板,其实需要的硬件电路就这么一点。

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这类硬件需要的firmware 也大概只要几十k的容量。有各种开源的固件可用,不过大部分需要自己配置调整。reprap网站上http://www.reprap.org/wiki/Firmware 就列出了很多种固件。

看到这还没被吓到,觉的很简单的同学,可以考虑DIY了。 下次说说3D打印机的硬件结构。


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关键词(Tags): #3D打印(大圆)通宝推:铁手,发了胖的罗密欧,原味酸奶,东土如来,史文恭,
最后于2012-09-17 01:38:42改,共1次;
2012-09-17 01:27:30

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