近日,一位名為“etinaude”的技術(shù)人員在Reddit社區(qū)上分享了一種在3D打印過(guò)程中對(duì)非平面表面進(jìn)行“熨燙”的創(chuàng)新方法。此外,這位“熱心”的工程師還公開(kāi)了該技術(shù)的開(kāi)源代碼,并附上了一份詳細(xì)的操作說(shuō)明。
https://github.com/etinaude/Non-planar-ironing
在FDM(熔融沉積制造)3D打印領(lǐng)域,熨燙技術(shù)是一項(xiàng)相對(duì)較新的工藝,最近幾年才開(kāi)始流行。其工作原理是通過(guò)加熱的噴嘴在已打印完成的平面表面上滑動(dòng),而不再擠出材料,從而實(shí)現(xiàn)表面的光滑處理。噴嘴產(chǎn)生的熱量類似于熨斗的效果,使打印表面更加平整光滑。目前,這項(xiàng)功能已在常見(jiàn)的3D打印切片軟件中得到應(yīng)用,包括UltiMaker Cura、PrusaSlicer、BambuStudio、OrcaSlicer等。
不過(guò),這項(xiàng)技術(shù)目前僅適用于平面表面,無(wú)法處理曲面或有角度的表面。
針對(duì)如何平滑處理傾斜或曲面表面,現(xiàn)有的方案較為有限,且效果不佳。比如,可以使用“自適應(yīng)層厚度”技術(shù),根據(jù)曲面的高度逐漸減少每一層的厚度,盡管這種方法能夠改善一定程度的表面平滑度,但代價(jià)是顯著增加打印時(shí)間。另外一種方式是調(diào)整打印方向,以盡可能使表面更加平滑,但這種方法的效果仍然有限。
除此之外,目前唯一有效的方式是通過(guò)后處理工藝,比如手工打磨或使用機(jī)械振動(dòng)設(shè)備或者化學(xué)液體來(lái)拋光表面,然而這些方法往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力,有時(shí)候還會(huì)把模型弄壞。
如今,這位技術(shù)人員提出了一種全新的方法,能夠直接打印出平滑的斜面和曲面。他們的方法巧妙地結(jié)合了熨燙技術(shù)與非平面3D打印工藝。
那么,什么是“非平面”3D打印?
傳統(tǒng)的FDM 3D打印是基于“平面”概念,即每一層都是二維平面,然后這些平面層層堆疊形成物體。而非平面3D打印則是一種通過(guò)彎曲層的方式直接打印出三維表面的方法。
非平面3D打印技術(shù)具有較高的難度,同時(shí)也面臨一個(gè)關(guān)鍵限制:擠出角度不能超過(guò)噴嘴的操作范圍。在平面打印中,噴嘴通常保持在0度,但如果在非平面打印中超出了噴嘴允許的角度,噴嘴就會(huì)撞到已經(jīng)打印出的模型,導(dǎo)致打印失敗。
盡管如此,絕大多數(shù)FDM 3D打印機(jī)在一定程度上都能實(shí)現(xiàn)非平面3D打印。
該新方法是,在打印物體的平面部分后,采用非平面刀具路徑對(duì)表面進(jìn)行處理,從而實(shí)現(xiàn)更加光滑的曲面效果。
他們的實(shí)驗(yàn)基于常見(jiàn)的桌面級(jí)3D打印機(jī),并使用了典型的PLA材料。經(jīng)過(guò)大量的調(diào)試、專用軟件開(kāi)發(fā)和反復(fù)測(cè)試,最終成功實(shí)現(xiàn)了非平面熨燙技術(shù)。
從他們的示例打印中可以直觀地看到效果。左邊是一個(gè)常見(jiàn)的傾斜表面,帶有明顯的階梯狀條紋;中間是使用非平面打印工藝處理后的表面;而右邊的樣品則是在非平面打印基礎(chǔ)上進(jìn)一步采用熨燙技術(shù)處理的表面,可以看到右側(cè)表面極其光滑。
值得一提的是,如果你對(duì)此感興趣,可以在GitHub上下載代碼進(jìn)行測(cè)試和改進(jìn)。
這是工程師在總結(jié)時(shí)表示:
“非平面熨燙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常令人鼓舞;它可以在入門級(jí)的材料擠出式3D打印機(jī)上實(shí)現(xiàn),且無(wú)需額外成本。如果這一技術(shù)被集成到現(xiàn)有的切片軟件中,必將大幅提升3D打印機(jī)的實(shí)用性和吸引力。”
預(yù)計(jì)不久之后,目前主流的切片軟件將會(huì)逐步集成這一功能,屆時(shí),更多用戶將能夠利用這項(xiàng)突破性的技術(shù),輕松實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的3D打印效果。
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