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SLS 3D打印模型定向的8个规则

SLS 3D打印模型定向的8个规则

  • 分类:售后支持
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  • 发布时间:2023-04-14 15:23
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3D打印使得创造传统制造工艺无法实现的形状成为可能。但为了获得最佳效果,仅仅加载模型并开始3D打印是不够的。正确的零件方向是成功的关键。虽然更改模型的方向通常会被跳过,但它对最终零件的机械特性、质量和表面光洁度有着重要的影响。

从本文中,您将了解到:

  • 为什么打印方向在SLS(但不仅仅是)3D打印技术中至关重要?

  • 零件方向如何影响强度、质量和精度?

  • 如何通过改变零件的方向来实现更好的3D打印效果?

我们在这里关注的是SLS 3D打印技术,一些提示适用于其他流行的添加制造方法。一篇名为“增材制造设计中零件定位的考虑”,查了一下Paderborn大学的Guido Adam为AM准备的55个设计规则的目录。他们发现其中55%的人直接或间接地依赖于方向。这比在FDM或SLM的情况下要好,在这种情况下,甚至70%的规则都取决于方向,但仍然有很多需要考虑的问题,同时在3D打印床上定位您的模型。

 

无论我们说的是FDM(或FFF)、SLA还是SLS 3D打印,打印输出都是通过添加连续的层来创建的。3D打印的形状通常是层间最弱的。由于其各向异性特征,这在FDM技术中尤其明显,但是即使是像SLS这样的几乎各向同性的技术也必须处理这个问题。3D打印中如何处理层间薄弱?

获取更强的部分

规则一

将模型扭转45度O 分别在X轴和Y轴上,以实现各个方向的最佳强度。

这个规律对于所有的增材制造技术都是通用的,但是在SLS中最容易实现。改变方向,我们建议的方式也适用于FDM或SLA,但在这些情况下,您可能需要添加许多支撑结构,而在SLS 3D打印技术中,未烧结的粉末充当了天然的支撑,因此您不必担心耗时的后处理。说到时间——有些扭曲的零件需要更多的3D打印时间,尤其是平面零件。想象一个100 x 10 x 10毫米的长方体。如果是平面印刷(在长边上),它将只有57-133层,这取决于你选择的精度,但如果是扭曲的,则为45O只有在Y中,你会得到371层甚至870层,这将需要更长的时间来打印。

 

SLS 3D打印中的平面

我们倾向于选择3D打印技术,尤其是SLS,来制造传统制造工艺无法制造的零件,或者用老方法做太复杂或太昂贵。但是当涉及到简单、平坦的表面时,用3D打印机会变得更加困难。由于数控机器完美地切割了扁平尼龙长方体的边缘,当我们3D打印相同的形状时,它开始翘曲和弯曲。为什么会这样?

原因有几个,但大部分和温度有关。最明显的一种情况是,当你在模型冷却之前过快取出模型时。印刷零件与环境之间的巨大温差可能会导致收缩。在SLS技术中可以很容易地避免这种情况,因为打印机软件会监控冷却部件的温度,并防止您在打印温度对操作人员和部件本身都安全之前打开盖子。但是,一些大而平的部分还是会弯曲。原因是3D打印过程中热量的集中。当你打印一个立体的、长方体形状的平面,并且有完美的重叠层时,会有太多的热量集中,打印出来的东西会弯曲。

 

通常,烧结表面比周围环境更热。圆柱模型没有这一点,因为它们冷却均匀,而长方体有先冷却的角。

 

请记住,重力仍然在起作用,即使未烧结的粉末对打印的模型来说是相当坚固的支撑,它的下部也可能会稍微熔化。

 

您也可以通过在平面上添加肋条来解决这个问题,但前提是这不会改变3D打印元素的目标属性和用途。

 

规则二

为防止翘曲或弯曲,不要水平放置平面。将它们扭转45度o以实现不同表面的层不会彼此完全重叠。

 

 

让你的模型居中

均匀的热量分布是SLS 3D打印最重要的成功因素。最理想的是在3D打印床的中间。

规则三

为了获得最佳打印质量,请从打印台的底部中心开始放置您的模型。将下一个模型均匀地添加到印刷室的边缘和上方

 

平均分配模型

保持零件靠近,但彼此不要太近,这是最有效的SLS 3D打印的最佳实践。4-6毫米的间隙效果最佳。您也可以将较小的物体放在较大的物体中,体验未烧结粉末的自支撑特性。均匀放置零件时,请记住每层都有相似的印刷区域。

为了获得最佳的印刷品质,相邻层之间的横截面积的差异应该尽可能小。

p(n-1)–p(n)-> 0

p(n)–p(n+1)-> 0

 

规则四

均匀分布模型,模型之间留有4-6毫米的间隙。将较小的零件放在较大的零件内,以提高效率。

 

光滑的表面

前面几段提到的打印输出下部的轻微熔化是一个缺点,但对于那些需要光滑表面的人来说可能是一个优点。在SLS 3D打印中,尤其是尼龙PA12相当光滑,但底部总是最光滑的。所以,如果你需要这样的特征,把你的模型朝向按钮。

规则五

模型的底部将具有最平滑的特征。从底部设置您最关心其平滑度的曲面。

 

尖锐边缘

为了获得最清晰的边缘或细节,请将它们朝向3D打印室的顶部。

规则六

模型的上部将具有最清晰和最详细的边缘。

 

尺寸精度

为了获得圆孔等元件的最佳精度,请将它们与印刷台平行放置。研究还表明,准确性还与其他因素有关。一篇名为“研究SLS参数对尺寸精度的影响“由维沙尔·夏尔马和夏兰吉·辛格证明,床温从173上升到176oc反映在更好地表示维度。另一个因素是层厚。层越厚,精度越低。如果3D打印零件彼此之间的距离过窄,也会降低精度。

 

规则7

如果可能,将孔、通道和开口平行于Z轴放置,以获得最佳质量。

 

活动件

SLS 3D打印技术经常被选择,因为它可以生产具有内部几何形状或移动几何形状的零件。为了一次打印零件并获得最佳效果,您应该在元件之间设计至少0.2毫米的功能间隙。对于这么小的间隙(初学SLS的用户甚至应该考虑0,5 mm),方位可能也是至关重要的。如果可能,将移动部件放置在与Z轴平行的位置。

 

规则八

为了实现移动部件的最佳质量,设计一个0.2-0.5mm的功能间隙,并使模型平行于Z轴模型的旋转轴平行于Z轴。

 

结论

遵循这些SLS 3D打印方向规则将获得更好的打印质量、更坚固的零件、更锐利的边缘和最光滑的表面。以正确的方式定位模型是更广泛体验的一部分,包括改变3D打印机参数或应用附加制造的设计规则。所有这些结合起来将使你成为3D打印专家。

 

源文摘自:Sinterit

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iReal 2E三维扫描人像注意事项
iReal 2E三维扫描器作为一款入门级专业彩色三维扫描器,在人像与人体三维扫描上有着广泛的应用。iReal 2E采用红外结构光,对人体安全无害,它独特的无光扫描模式能在人眼不可见的情况下采集到完整的高精度人体三维数据;此外,580 mm x 550 mm的超大幅面给了扫描者非常自由的操作空间,新手友好,快速上手。 今天主要从九个方面为大家介绍关于人像扫描的注意事项。 一、扫描环境 在扫描人体时,如果需要彩色模型,建议在室内柔光环境下扫描,且被扫部位处于受光均匀的状态,这样贴图效果会更好。要尽量避免在明暗不均环境下或是在强光下扫描(比如阳光直射),这样可以避贴图出现过曝或是亮暗不均的情况;如果只需要单色白模,可以在室内或者室外扫描,需要注意的是,在室外扫描时,如果受到强光照射,会影响出点量和点云质量。 二、模特穿着 关于被扫模特的着装的类型,需要尽量避免薄裙、蕾丝等类型,因为人在站立的过程中容易晃动,轻薄的衣服容易也会随之晃动,会让数据产生较多错层,增加了后期修复的工作量。相比之下,牛仔裤就会比较好扫描。 至于衣服材质,尽量避免吸光、反光材质,比如黑色皮革,这类材质出点少,可能会导致扫描数据不全或是拼接不流畅;我们比较推荐的是牛仔、棉或者亚麻类材质。 衣服的颜色则需要视情况而定。如果需要彩色模型,尽量不要选择纯色、浅色的衣服,以免因为光环境的不均匀,让模型贴图的色差更明显。我们推荐颜色图案较为丰富的衣物,例如下图。 关于配饰,被扫人尽量不要佩戴任何首饰,包括耳环、手表、手链等,这类物品小巧精致、结构复杂,且一般是反光、透光材质,无法扫描完整,会给后期修复工作增加麻烦。如果真的需要这些配饰,可以考虑在后期建模时加上。 三、模特发型 平顺、厚实的发型容易扫描,尽量避免太过毛躁、蓬松、离散的发型,这些发型在扫描时不容易出点,可能会导致扫描数据不全或是拼接不流畅。如果想要头发不毛糙,可以在扫描前用清水归拢一下头发。 长发可以统一梳到背部,或者编麻花辫;短发推荐正常梳理至紧贴头皮。关于发色,iReal 2E可以适应各种发色扫描。 四、扫描姿势 以扫描全身为例,扫描时间约3-4分钟,需要被扫描人在扫描过程中,躯干和四肢尽量保持不动,这样的话,直立模式就会比较好扫。如果客户需要扫描特定姿势,比如A-Pose或T-Pose,或者特殊设计的姿势,最好有对应的支架可以支撑两个手臂,尽量保持扫描过程中不动,尽量避免因为手位移产生的错层。如果特定姿势难以保持,只能分段扫描,保存点云工程档再拼接。参考下图。 A-pose T-pose 五、站位准备 工作人员在扫描前需要让被扫人员站到距离计算机1.5 m左右的距离,且工作人员与被扫人与计算机之间成90度夹角,这样做方便在扫描时,让工作人员更好的看到计算机荧幕;被扫人最好目视前方,眼睛一直看一个地方,直到扫描结束;不要与周围人交谈;表情不能变化;选择自己舒适且能保持的动作,尽量避免晃动。 六、参数设置 扫描全身人像/半身像时,可以用第一个默认模式-人像模式即可。如果不需要颜色,可以选择第三个推荐模式-无光模式,会自动关闭补光灯,扫描体验更加舒适,记得把头发增强勾选上。 分辨率选择:全身扫描一般建议最小分辨率选择0.7 mm(分辨率越小,数据量越大,如果是全身扫描,选择分辨率0.5 mm,则需要至少64 G存储器),半身扫描最小分辨率可以选择0.5 mm,如果人体局部扫描,要更高细节,最小分辨率可以选择0.2 mm; 小贴士:人像模式默认分辨率是0.7 mm,如果你想要局部部位有更高的细节还原,可以在扫描的过程中对着有细节的部位进行局部精扫,比如脸部,尽量将距离控制在50 cm以内,然后平稳扫描,这样你将获得脸部更为精细的全身三维模型。 您也可以根据个人需求,自定义扫描模,点击加号,新建一个扫描模式。需要注意一下场景选为人像,因为我们应用了非刚性拟合算法,可以自动剔除一部分错层。其他根据个人需求设置即可。 七、扫描路径 一般扫描顺序是胸前→脸部→下巴→头发→胸前→背部→背部下肢→前面下肢→胸前。脸部尽量只扫描一次,不要多次扫描,以免造成错层;头发如果顶部够不到,可以在安全情况下,踩凳子扫描;在从胸前过渡到背后时,尽量离得远一些,方便拼接;下肢裤子会容易有褶皱,注意从下往上扫,将褶皱下方也扫描到。扫描时尽量一手握住扫描器,一手拿着线缆,避免扫描时,线缆碰触到被扫人衣物,造成形变。 八、扫描距离 对于有细节的部位,比如脸部、手部,扫描距离近一些(40-50 cm),细节会更好。对于比较平坦的部位(比如背部、腿部、背部),几何特征比较少,需要尽量远距离扫描(60-70 cm),增大扫描幅面,靠其他部位的特征进行辅助拼接。 九、扫描手法 这两个黑白相机共同视野才能出点,所以在扫描过程中需要变换角度,才能将数据扫描完整。比如扫描下巴的时候,需要将扫描器横着才能把下巴数据扫全。在扫描过程中,尽量把握好扫描速度,太快了数据会比较噪,慢了则扫描时间过长,人体晃动可能会导致数据错层概率增加。所以需要不断练习手法,找到适中的速度和手法,获取比较完整的数据。   源文摘自:  
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