💇🏼 😊 🤚 3D打印：从CAD模型移至打印对象的快速提示 👩🏽‍🏫 🙅 🥔

主持人的消息：该文章被重新发布，因为由于技术错误而被从出版物中删除。请谅解。谢谢！

三维打印过程的基础（无论是业余爱好还是收入来源）始终是产品的设计。那些习惯了传统技术的人将不得不重组其整个产品设计和制造方法。

项目准备就绪后，将执行许多其他操作：设置模型的方向和其他参数，以确保正确执行打印过程。此外，有必要考虑到大多数3D打印机允许您选择用网格结构填充模型的程度。正确选择此参数可在打印过程中保护对象免受变形和破坏，并节省大量材料并减少制造时间。

最后，影响3D打印过程成功或失败的最后一个因素是模型与表格之间的连接强度。如果在打印过程中将工件与工作台分开，则所有工作都会流到下水道。

在这里，我们将讨论3D打印过程，并提供一些有关在设计阶段使用增材制造功能的简单建议。此外，我们将讨论准备完成的项目以进行打印的方法，并考虑将工件牢固地固定在工作台上的方法。

这些建议主要针对使用熔融沉积技术（FDM）的打印机，但在与其他类型的打印机一起使用时可能会很有用。无论使用哪种方法，通过3D打印获得成品零件的过程基本相同。

我们设计一个物体

任何3D打印都始于设计。如果您自己开发产品，则需要在计算机辅助设计（CAD）系统中构建其3D模型，以使设计师的愿景变为现实。此外，一个对象可以非常简单也可以非常复杂。但是，应避免模型过薄和过小。

西门子提供的3D CAD，价格为49900r（折扣90％），有效期至2020年3月20日。更多详情>>

将文件保存为特殊格式以进行打印

要打印对象，必须将其模型保存为特殊格式的文件-例如STL，它已成为三维打印领域的事实上的标准。以这种格式，模型的表面表示为三角形的网格。简单的表面会分解为少量的三角形。表面越复杂，将需要更多的三角形。如今，其他格式也用于3D打印中，尤其是Microsoft开发的3MF格式。但是最常见的仍然是STL。

CAD系统使以所需格式保存模型变得非常容易：只需运行“另存为”命令。为了提高打印质量，建议以STL格式设置许多保存设置，例如转换公差和平面角度。转换系数越低，角度越好，印刷的零件将越光滑。

在切片器中打开文件

大多数（如果不是全部）3D打印机都带有自己的切片器软件。切片器将加载在CAD系统中创建的STL文件，并将其切成多层，然后创建一个控制程序以使打印机工作。

将模型正确放置在打印空间中

输入打印参数后，必须将一个或多个模型放置在打印机台上。您可以一次在一张桌子上打印许多对象。同时，与打印一个对象相比，时间略有增加，但总的来说还是更少。下面我们提供了选择正确的模型方向的提示。

设定参数

在切片器程序中，用户设置诸如打印速度，材料消耗，喷嘴和桌面温度等参数。大多数切片器为初学者设置了简单的设置。此外，大多数情况下都有高级设置，因此经验丰富的专业人员可以取得最佳效果。高级设置包括填充百分比，支撑材料的数量以及支撑基材或木筏的类型（这是一个很小的薄基底，可保持打印部件的稳定性。在其制造结束时，将除去基材）。确实有无数种选择。具体设置值取决于打印机的品牌。设置它们非常简单。

将控制程序发送到打印机

设置打印参数，桌子上未来对象的位置，它们的方向和质量之后，该启动打印机了。只需单击“打印”按钮，即可在生产过程中找到适合自己的工作。根据设计的复杂程度，该过程需要几分钟到几小时。

我们进行最终处理

最终处理包括从工作台上取下已打印的零件，以及通过熔炼，机械分离或溶解（取决于打印机的设计）来取下支撑材料。零件可能需要打磨或抛光，但总体而言，正确打印的物体从一开始就看起来不错。其他类型的最终处理是将塑料零件放在装有丙酮的容器中以平滑表面粗糙度，粘接（如果结构的尺寸超过3D打印机的尺寸或物体的各个元素必须具有不同的方向），钻孔和喷漆。

3D打印过程

基于设计的3D打印机功能

消除尖角

如果表面的方向发生巨大变化（例如，垂直壁与水平重叠相交），则很难打印这种模型。打印机将构建厚度过大的内表面，从而消耗过多的材料。有两种简单的方法可以防止这种情况：添加倒角以平滑表面或圆角的接缝，以便打印机逐渐开始构建垂直表面。此外，圆角会增加强度，因为断裂通常发生在锐角处。

消除了薄壁和小的几何元素

逐层沉积技术包括通过喷嘴喂入热塑料，并逐层形成可打印的对象。取决于喷嘴的直径和打印头的移动速度，不能使挤出的塑料层的厚度小于某个极限。壁薄的零件过分印刷困难-通常结果是纤维的混乱交织。如果可以打印该部件，则证明它非常脆弱且容易折断。

太厚的墙也是不好的

另一方面，如果壁太厚，则它们会变脆并容易破裂。当使用聚合物以外的材料进行打印时，这一点尤其重要，因为在制造过程中，过厚的厚度会导致零件内部出现应力。即使从塑料打印，太浪费的材料也会浪费在太厚的壁上，而这笔费用很高。

我们消除了大的突出元素

3D打印机允许您创建令人惊叹的形状和表面，但是它们无法直接在空中打印。如果零件上的空隙中有材料，则必须使用其他支撑材料。大多数切片机会自动添加材料，但需要支撑结构的方向和体积。带有单个喷嘴的打印机会形成一系列细列，然后将其折断。结果不是光滑的表面。因此，建议尽可能避免使用较大的悬垂元件，以减少对支撑材料的需求。

如果不可避免要使用此类元素，则可以尝试翻转对象。大多数打印机能够以大约45度的角度打印悬垂元件。在某个高度处，此类元素的边缘可能会稍微下垂。特定打印机的实际功能由反复试验确定。

孔缩小

请记住，零件是由加热的塑料制成的。冷却时，不可避免地会收缩。因此，孔和其他关键的结构元件必须做得更大，以便在收缩后它们的尺寸尽可能地接近所需的尺寸。

但是，如果您需要制作一个公差很小的孔，最好以较小的直径进行打印，然后使用合适的工具进行部署。对于其轴线平行于打印机工作台的孔尤其如此。

我们增加了支持的范围

如果物体和底座之间的接触面积较小，则在打印过程中零件可能会直接从工作台上脱落。为防止这种情况发生，将广泛的底座添加到了安装在打印机工作台上的模型支架上。通常，离桌子越近，需要向支撑物添加的材料越多。还有其他方法可以将零件牢固地安装在桌子上，稍后我们将讨论。

特殊技巧

正确的设计方法使打印变得容易。此外，还有一些特别重要的后处理技术。

垂直排列圆形表面

模型的方向应使用最少量的参考材料。理想情况下，它应放在大而平的桌子上。此外，应放置圆形几何对象，以使圆形面垂直放置。如果从上方看打印机表，我们应该看到该对象的圆形轮廓。在这种情况下，通过形成坚固的圆形结构使零件尽可能对称。

垂直放置空隙和孔

如果模型中有空隙（例如，它是矩形截面的管），建议垂直放置此类空隙以减少支撑材料的体积。如果在水平位置打印管道，则必须为整个内部提供支撑。如果将管道末端放置，则完全不需要支撑。

孔也是如此：要获得具有直轴的孔，最好垂直打印-以一堆环的形式进行，这样可以避免圆孔翘曲或变形为椭圆形孔。

设置打印质量设置

正确选择打印参数-例如STL格式的转换公差和切片器程序的设置-使您可以生产表面质量与切割时质量相匹配的零件。但是，这需要增加打印时间。选择质量参数时，应从对象的目的出发：是成品还是原型？零件是可见的还是隐藏的？
质量参数也会影响零件中孔的形状。在CAD文件中，孔由一组相互倾斜的直线表示。保存的STL文件中的模型质量越高，圆看起来像多边形的次数就越少。

减少层厚度

为了获得最佳质量，尤其是在使用沉积技术时，必须减小层的厚度。确实增加了打印时间，但最终结果值得！

我们优化网格结构的填充

就强度而言，对象不必是实体。像蜜蜂蜂窝一样，打印机可以创建蜂窝填充物，使您可以在强度特性和节省昂贵的聚合物材料之间取得平衡。但是，如果印刷的零件用作强度测试的原型，并且将通过传统方法制造系列产品，并且在暴露于某些类型的机械应力和压力的零件的情况下，则最好采用坚固的设计。

选择材料

印刷成功与否取决于正确的材料选择。材料具有不同的特性。例如，热塑性聚氨酯（TPU）和聚乳酸（PLA）的熔点低于丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）的熔点。另外，选择支撑结构的类型时要考虑材料。对于由聚乳酸酸制成的物体，支撑元件可以由相同的聚乳酸酸制成，因为将它们与最终部件分离非常容易。如果零件是用ABS塑料印刷的，则支撑元件需要用另一种材料制成，在热塑性聚氨酯的细节中，最好不要使用这些元件。

网格填充

实体并非总是3D打印的最佳选择。印刷实心零件具有其优势，但是内部网状结构节省了昂贵的材料和时间。

创建具有给定程度的网格结构填充的对象是三维打印的独特机会。而且，不需要设计这样的结构：这是由切片器程序完成的。通常，仅设置填充百分比即可（越接近100，则对象将变得越牢固）并选择单元格的类型（如果打印机具有此选项）。

除了节省时间和材料之外，内部细胞结构还具有许多其他优点。

网格填充可防止翘曲

单件打印大物体会导致翘曲。随着填充百分比的降低，空气在打印过程中会通过零件，从而提供更均匀的冷却并消除翘曲。

蜂窝状填充不会导致强度损失。

打印单元而不是固体材料不会降低零件的强度。在许多情况下，具有蜂窝结构的零件对于选定的应用领域足够坚固，但同时又更轻且材料强度更低。

功能性决定电池几何形状的选择

大多数切片器支持多种单元格几何形状。最佳选择取决于对象的功能目的。标准的矩形单元格填充简化了打印，而六角形和三角形单元格则增加了强度。波浪填充使物体弯曲或扭曲。

如何选择合适的完成百分比？

通常，物体的强度随填充百分比的增加而增加。大多数打印机的默认填充百分比为20，在某些情况下这是最佳选择，但在另一些情况下，它可能太大或太小。考虑打印件中的机械应力，并增加需要更高强度的区域的填充百分比。如果不需要高强度，则选择最低的填充量。这样可以节省材料并提高打印速度。通常，最佳填充百分比的选择是通过反复试验来完成的。

将工件固定在工作台上的方法

“筏”，“边缘”，“裙”-这些术语听起来很有趣，但它们仅表示将打印的3D零件连接到打印机工作台的三种主要方式。考虑这些方法及其应用中的每一个。

短裙

裙边可在打印开始时在物体周围形成多个环，以确保塑料正常挤出。裙子根本不碰物体。它围绕打印区域，并有助于开始定影过程。制作裙边时，大量热热塑性聚合物会通过喷嘴。因此，打印机准备打印实际零件。这样可确保与桌面的良好粘合以及物体的光滑表面。

边沿

帽檐是连接到主要物体上作为支撑基础的宽阔平坦区域（想象帽子区域）。它与裙子非常相似，但与模型相连。除了裙边的所有优点之外，边缘还可以将制成品的边缘固定在桌子上。

打印时，对象的外部通常比中间冷却得快，这就是边缘被包裹的原因。边缘通过握住边缘来防止这种现象。

筏

筏是一种可拆卸的底座，其形式是位于整个对象（位于筏上）下方的薄网眼平台。要创建木筏，打印机首先要分两三层打印一个平板，然后开始制作物体。

筏板对工作台表面具有出色的附着力，也可以作为印刷的坚实基础。这在制造小型零件以及形状不固定，无法固定在工作台上的零件以及薄壁物体时特别方便。

在大多数情况下，打印后，木筏很容易与零件分开。

如果打印机没有桌面预热功能

如果打印机没有台式加热器，则使用木筏。在这种情况下，过度粘合成为问题。

另一种替代方法是将胶带粘贴在打印机平台上，可能将其边缘向下包裹（这也可以保护平台本身）。您可以使用包装胶带，但通常更昂贵。

如果确实发生翘曲或将物体从桌子上移开，则应在胶带上贴上可溶解的胶棒。这将增强附着力。

了解特定3D打印机的功能，并在准备模型时加以考虑。

三维打印不仅是一门科学，而且是一门艺术。要进行有效的后续3D打印设计，需要对过程有所了解，并考虑其功能和未来对象的用途。这将大大提高打印性能。

在3D打印中使用Solid Edge

并非所有的CAD系统都适合3D打印。

使用的系统功能不应限制设计者。我们的Solid Edge系统配备了针对最新3D打印技术量身定制的设计工具。支持各种3D打印机和3D打印服务。

使用特殊技术为3D打印设计零件达到新的水平

Solid Edge中的生成建模开辟了新的可能性：设计师选择一种特定的材料，为设计决策，允许的载荷，限制和零件的目标质量设置空间，然后系统自动计算所需的几何形状。结果，可以使用3D打印方法获得最复杂的表格。

另外，在构建模型时，提供了三维扫描结果的使用。 Solid Edge成功地将传统的实体模型边界表示（B-Rep）与以三角形网格形式表示的表面结合在一起，从而避免了冗长的变换并避免出现错误。

如果您已经下载了STL文件进行打印，我们独特的同步技术将为在Solid Edge中导入的模型提供快速便捷的编辑，以为进行此过程做好准备。

在自己的打印机上打印或将订单转移到3D打印服务提供商

使用3D打印命令在本地3D打印机上的Solid Edge中打印。模型可以以STL和3MF格式保存，也可以直接发送到Microsoft 3D Builder应用程序。如果您没有自己的3D打印机，或者需要尝试不同的材料和表面处理，则Solid Edge允许您直接将模型发送到基于云的3D打印服务（例如3YOURMIND）。您将立即收到使用各种材料制造零件的价格优惠，并将其直接运送到您的门。

西门子提供的3D CAD，价格为49900r（折扣90％），有效期至2020年3月20日。更多详情>>

3D打印：从CAD模型移至打印对象的快速提示