如何使用 Meshmixer 和 PreForm 挖空 3D 模型以节省材料和时间

如何挖空 3D 模型以节省材料和时间-Meshmixer 和 PreForm

默认情况下,树脂 3D 打印机可打印出完全致密的部件。如果打印不需要结构强度的功能部件或需要快速制作原型时,挖空 3D 模型是节省大量材料和时间的不错方法。此外,中空部件需要的支撑更少,这意味着打印部件需要清理的接触点随之减少。

以下应用推荐采取中空设计:

  • 艺术品和雕塑

  • 比例模型

  • 早期概念模型

  • 大型模型和多件式装配

使用免费软件创建中空部件有两种方法:MeshmixerPreForm(Formlabs 的免费打印准备软件)。这两种方法都从调整模型方向开始,以便打印。下文中,我们将为您详细介绍准备打印模型的步骤。

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确定模型的打印方向

立体光固化 (SLA) 3D 打印过程中,模型会逐层打印,并随着构建平台沿 Z 轴逐渐向上移动而从液态树脂中抬起。根据您的 3D 打印机,在打印中空物体时,由于激光固化的打印层仍处于液体中,因此打印层内可能会聚集树脂。如需避免这种情况,首先要确定打印模型的正确方向,并有计划地添加排水孔,让树脂流出。

打开模型,按照最佳打印方向进行打印。物体不可见的一侧放置在最接近构建平台的位置处,或者是可以将排水孔放置在不影响部件功能的一侧。尽量避免有多个凹入悬垂结构,以免其内部聚留树脂。

PreForm 模型定向

在 PreForm 中调整模型的方向,使其达到最佳打印效果,同时注意排水孔的可能位置。

如何在 Meshmixer 中挖空模型

第 1 步:挖空 3D 模型

首先,在 Meshmixer 中打开模型。如果这样更容易找到排水孔的正确位置(Edit(编辑)> Transform(变换)),可以使模型方向与 PreForm 中预设的方向保持一致。查找 Meshmixer 的挖空工具(Edit(编辑)> Hollow(挖空)),并根据您对壁厚的偏好调整设置。Meshmixer 将根据您指定的偏移量在模型内部创建一个外壳。

为获得最佳效果应注意的事项:

  • 壁厚直接影响打印的强度。由于中空打印件没有内部结构或支架,外壳太薄会使大型模型变脆。

  • 壁越薄,打印所需的材料就越少,重量也就越轻。如果需要坚固部件,也可以选择在打印后用廉价的环氧树脂或石膏填充模型。

第 2 步:添加排水孔

接下来是生成排水孔。在尽可能靠近构建平台的位置放置一个排水孔,并在首选表面上至少再放置一个。这将有助于在打印部件时排出树脂和空气,并在清洗过程中便于异丙醇 (IPA) 流过。有时,加孔时会破坏平面。为避免这种情况,可使用生成实体(Edit(编辑) > Make Solid(生成实体))功能生成易于操作的网格。需要注意的是,这种方法可能会降低网格的质量,除非您使用滑块来保持质量。

Meshmixer 中的模型

在 Meshmixer 中指定首选设置,并在模型上添加排水孔(显示屏上的红色标记)。

完成后,接受设置并以 STL 格式从 Meshmixer 导出模型。

第 3 步:打印模型

现在就可以准备进行打印了。

如果您使用的是 Formlabs 3D 打印机,但在 Meshmixer 中对部件进行了挖空处理,那么请将修改后的 3D 模型导入 PreForm,并按照之前的步骤调整方向,使排水孔尽可能靠近构建平台。

从这里开始,打印和后处理的方法与任何非中空 SLA 打印相同。

如何在 PreForm 中挖空模型

第 1 步:挖空 3D 模型

在 PreForm 中打开模型,然后在左侧工具栏中选择 Hollow(挖空)。随即将打开设置,可以在其中设置壁厚和内表面细节级别。在选择壁厚时,请记住壁厚会直接影响打印强度。

选择完毕后,单击 Hollow Selected(挖空选中对象),PreForm 将对模型进行挖空处理。

PreForm 中的中空模型

挖空后的模型。调整右侧的滑块查看打印层。

第 2 步:添加排水孔

中空部件会出现杯状结构,因此下一步是添加排水孔,让液态树脂流出模型。在左侧工具栏上选择 Hole(孔),随即弹出菜单,在其中您可以调整孔的半径、填料和深度。更新参数后,将鼠标悬停在部件上,显示排水孔预览,然后单击以添加孔。记住要尽可能靠近构建平台。添加完所有排水孔后,在弹窗中按下 Apply(应用),将其添加到模型中。

专业提示:使用 Automatic Depth Mode(自动深度模式),让 PreForm 自动检测创建孔所需的深度。

应用排水孔后,至少再添加一个排水孔,或者如果有其他位置出现杯状结构,则添加更多排水孔。PreForm 在出现杯状结构时会发出提醒;请在屏幕右侧 Print Validation(打印验证)菜单中的 Cups(杯状结构)下进行切换。

有两个孔的模型

添加排水孔便于液态树脂流出模型。

第 3 步:打印模型

自此,设置、打印和后处理中空部件的步骤与其他 SLA 3D 打印部件相同。

比较:实心模型与中空模型

在 PreForm 中,打印汇总会显示打印所需的树脂量。您可以将中空部件的体积与文件首次导入时的体积进行比较,以查看节省的树脂总量。在我们的示例中,偏移距离为 2mm、层厚为 0.1mm 的模型的结果如下:

初始实心模型中空模型
材料228.90mL51.88mL

实际节省的材料取决于您的具体模型和设置。这些结果根据在 Form 4 中使用 White Resin V5 并设置壁厚为 2mm 进行打印时计算得出。

3D 打印的白色夏洛克半身像

挖空模型节省了 177.02mL 树脂,树脂用量减少了 77%。

了解有关树脂 3D 打印的更多信息

Meshmixer 为编辑 3D 打印 STL 文件提供了丰富的功能。请查看我们面向初学者和高级用户的深入 Meshmixer 教程,其中介绍了 15 个专业技巧。或者,探索纹理、标签和其他 PreForm 功能。

现有丰富的资源便于您详细了解树脂 3D 打印。深入了解我们的 SLA 3D 打印指南,或索取免费样品部件,亲身体验 SLA 的质量。