1700400213
1700400215
整理设计文件
1700400216
1700400217
打印过程开始于设计文件,像冰山的水下部分一样,还有大量的准备工作需要完成,包括准备设计文件和设置打印机。在我访问ABC成像公司时,约翰告诉我工作量最大(虽然经常不被视作挑战)的是帮客户将设计文件正确地转为可用文件格式。
1700400218
1700400219
设计文件必须可以和3D打印机的内置软件准确交流,打印机的内置软件(或固件)会告诉其机械组件如何操作。为3D打印准备一个完整的设计文件并不是一项简单的工作。
1700400220
1700400221
在ABC成像公司,3D打印过程开始于客户提供的设计文件,大部分客户是建筑师或工程师。大多数行业都倾向于使用专业设计软件,例如很多建筑师使用Sketchup进行设计。Sketchup是一款免费的、易于使用的设计工具,它在教育工作者、建筑师和初级设计师中很流行,工程师们喜欢用高端商用实体建模软件制作设计文件。约翰还经常与地理学家、外科医生或地图制造商合作,这些人的数据来源于光学扫描仪、远程传感器或医学图像。
1700400222
1700400223
3D打印过程中经常出现的挑战是需要弥补大多数设计软件在开发时并未考虑到3D打印所带来的问题,设计文件以各种令人眼花缭乱的文件格式发送过来,各具问题和挑战。在我访问ABC成像公司时,约翰告诉我:“在二维打印时,如果文件制作糟糕或是毫无吸引力,只要点击‘打印’,你仍然可以最终获得打印文档,虽然那并不是你想要的。”
1700400224
1700400225
约翰继续说:“在3D打印中,不是输入糟糕的设计文件就能打印出糟糕的物体,而是你输入糟糕的设计文件,什么都打印不出来。在3D打印中,如果你得到的是糟糕的设计文件,那你最终什么也打印不出来,或是比什么也得不到更糟糕的情况就是浪费了昂贵的原材料。”
1700400226
1700400227
大多数设计文件(特别是那些复杂物体的设计文件)需要专家进行调整优化。“尽管人们谈论很多关于设计软件质量的问题,但设计文件制作者的技术才是核心问题。”约翰说,“一个杂乱的设计文件会拖延进度,因为我需要重做并对其进行修正。”
1700400228
1700400229
1700400230
1700400231
1700400232
图5–9
1700400233
1700400234
注:3D打印世界是复杂的生态系统,它涵盖了软件和硬件的产品(开源代码的)、工具和应用,还包括为个人客户及商业客户提供服务。
1700400235
1700400236
图片来源:Tuan TranPham tuan@tranpham.com | @ ttranpham http://www.linkedin.com/in/ ttranpham
1700400237
1700400238
客户提交了他们的设计文件后,接下来约翰便会将文件转换为3D打印的特殊格式STL(标准镶嵌语言)。STL是一种业内标准的有着几十年历史的文件格式,它是由SL打印的发明者、3D系统公司的创始人查克·赫尔创造的,STL文件格式有点儿类似于PostScript文件格式,PostScript可将计算机文件转换为二维打印机能识别和处理的文件格式。
1700400239
1700400240
约翰说:“我的大部分工作是质量控制,以确保STL文件正确运行。”当今的STL文件格式退回到了人们对3D打印机没什么要求的年代。STL文件的工作并不轻松,它的一生漫长而杰出,但却无法跟上先进打印技术和设计软件的步伐。
1700400241
1700400242
挑战在于STL文件必须将设计的复杂细节转换为直观的数字形式,而这很难传达到3D打印头。例如,工程软件是在机械通过切割制造物体而不是层层堆积制造物体的年代成长起来的。因此,体现着制造血统的工程设计软件仍然在学习如何增材制造而不是切割制造。
1700400243
1700400244
在设计文件转换为STL格式后,STL将设计对象的数字形状“包装”在虚拟的表面之内,我们称之为“网格”,其由成千上万(有时数百万)个连锁多边形组成。表面网格上的每个连锁多边形(常用的是三角形)都携带着物体的形状信息。在设计文件转换中,全部的设计表面包括物体可以接触到空气的任何部分,不是工程师的人可能会对此感到些许困惑。例如,一个物体的表面设计既包括物体的外表面,也包括其空心处的内表面。
1700400245
1700400246
当STL转换完成,新包装的STL文件的虚拟表面必须是防水的,这有点儿类似于给物体涂上一层防水密封剂。一个防水的STL文件的表面网格可以精确而完整地覆盖和捕捉到设计表面的曲线和内部镂空。就像在密封防水麂皮鞋上的孔洞或缝隙一样,STL文件表面网格的缝隙将会在后续过程中引起问题。
1700400247
1700400248
一旦STL准备就绪,连接CAD和CAM的桥梁已经基本完成。即将进行3D打印的物体在完成表面防水网格包装后,还要为其最终阶段做准备:分层制造过程。在此STL文件将完成它的最后一部分工作,打印机固件读取STL文件,将数字网格“切”为虚拟的薄层,这对应着将来3D打印的物理薄层。
1700400249
1700400250
STL文件每个虚拟切片都反映着最终打印物体的一个横截面。还记得沿着咖啡杯底描出轮廓吗?该轮廓就等于STL文件中的一个单独的“薄片”的轮廓,也对应着一个单独的3D打印层。轮廓跟踪完成后,打印机需要进行光栅前后扫描以填满内部轮廓,就像填满着色薄中的所有形状。
1700400251
1700400252
有些3D打印机配备了内置可视化工具,可对CAD与 STL文件间的转换进行双重检验。未来,智能软件将可以确保设计文件打印出设计者的想象中的物体。同时,像约翰一样的专家将引导所有类型的设计文件由数字模型化身为坚固的、吸引人的3D打印模型。约翰说:“一旦设计文件准备就绪,最难的工作接踵而来。”
1700400253
1700400254
如果人们到目前为止所做的全部正确,当设计文件准备好后,打印机将开始自助活动。在打印机深处,微控制器和传感器(类似于纸张打印机的打印驱动)将告诉机器如何操作以确保一切正常。约翰说:“当你点击打印后,打印机可在无人看管的状态下全天候运行。”
1700400255
1700400256
1700400257
1700400258
1700400259
图5–10 将打印好的物体从粉床上拣出并清理
1700400260
1700400261
图片来源:3D Systems
1700400262
[
上一页 ]
[ :1.700400213e+09 ]
[
下一页 ]