主题:【原创】说说 3D 打印那点事 ( 补完) -- kernelh
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家园 先说说3d打印能打印什么模型吧

之前有童鞋认为3d打印作用有限,理由之一是因为模型是一点点堆积起来,下面不能空,所以一个中空的球就处理不了了。就先从这个话题开始吧。

当前很火的开源3D FDM打印,起源于英国bath大学的一个教授启动的reprap项目(bath大学外行可能不知道,内行都知道它是机械领域的顶级牛B学校) http://www.reprap.org 这个网站上包含有3d FDM打印的所有资料,但是因为开源的缘故,没人统筹,网站导航结构很混乱,找东西基本靠搜,新手很容易就摸不着头脑。。。

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外链图片需谨慎,可能会被源头改

reprap的标志象一个水滴,下面是半圆,上面是个45度的等边三角。这个标志可是大有含义,其实这代表了3d堆积打印的特点,所谓45度原则。 一个像外倾斜的面不能超过45度,否则上面就塌下来了,这跟搭房子摞砖是一个道理,假如你用正方形的砖块盖房子,上面一块砖的中心(重心)不能放在下面一块砖的边界之外,不然砖就倒了,如果这块砖的高度是长度的一半,中心刚好在边界上,一层层搭起来最后就是一个45度的斜面。 看到这里,数学好的同学肯定看出来了,不对,砖块只能放一块,再加一块就整体倒了。这个道理没错,但实际上3d打印是融化材料挤出来的,因为材料是软的,只有最上面一层打印需要考虑这个问题,下面的层都已经冷却固化粘合起来了,加上材料本身很轻,靠粘合力完全撑的住,因此考虑45度就够了。有了这个45度原则,就可以理解reprap的那个标志,我们打印不了一个空的球了,一个大的垂直孔都也不行,因为圆形的最上面一部分违反了45度原则,所以只能把所有的洞变成那种水滴的形状,这个靠软件倒是可以自动改。

如此说来,3d打印不是很受限?非也! 回到盖房子,其实不管什么房顶,要封顶时都会碰到这个45度问题,人家是怎么搞的?很简单,两面的墙竖起来以后,在上面架一根横梁就行了,3D打印里管这个叫bridge,架桥嘛,谁都懂,但用融化的材料怎么架桥呢?贴张图就明白了,打印头拖着丝飞快的从一头跑到另外一头搭上,这个桥就架起来了。

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有了架桥的方案,小的孔只要打成六边形的近似就好了,最上面的一边架桥。但架桥的问题是,跨度大了不行,桥会塌,那怎么办? 简单,中间造桥墩嘛。 这个在3d打印里叫支撑,就是用一个很松散的结构做个类似桥墩功能的支点,把桥架起来,等打印完了,材料都固化了,再手工把支持拆掉,高级的3d打印机用2个打印头,另外一种水溶性材料做支撑部分,打好模型泡在水里吧支撑融化了就好了。当然了,这个支撑也可以通过规则让软件自动生成出来了,比如下面这张图。

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好了,有了支撑,应当可以理解3d打印什么样复杂结构的模型都能打印出来了吧。

通宝推:铁手,代码ABC,史文恭,咪铛,
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