[轉貼]一名高二學生關于FDM 3D打印機降低打印紋路以及精度和速度的個人思路拓展

相信大家用的最多的3D打印技術就是熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling,FDM）技術了吧！這種技術擁有著耗材價格便宜且便于更換，工藝簡單，操作環境整潔等優點，所以無論是三角洲，還是RepRap，都應用的這種技術。

但是，這種技術還有著一些缺點，其中一項，就是打印的東西會有一層一層的紋路，從而影響精度和視覺效果。

就我所獲得的信息來看，由于FDM打印機的結構特性決定了這種紋路不可能被避免，只能被縮小直到無法察覺。而目前處理的方式無非兩種：減小層高和溶劑后期處理。但是前者的代價是每提高一倍精度（這里指紋路的不可見度），就要多付出一倍的時間，這對本來速度就不高的3D打印來說，無疑是雪上加霜；后者的確可以很有效的去除紋路，但是用溶劑溶解掉多余的部分這個過程不僅增加了工作量，還十分復雜，一旦操作不當就會毀掉整個模型，最后，這樣做還會使模型喪失一部分細節。

那么，有沒有什么特殊的方法既能提高模型表面光滑程度，又能盡量減少制作模型所需的時間呢?嗯，這就是我接下來要說的。

不知大家有沒有發現，我們需要的模型一般只是要求外殼光滑，而內部支撐結構并不需要多精細，只要有足夠的強度足矣。而目前來看，現有切片軟件都只能針對整個模型進行整體切片，想要讓外殼變得精細只能減小整體層高，但由于外殼只占整體的一小部分，所以大多數時候打印機都把時間浪費在了高精度且大面積的內部支撐上。

為了更加生動形象，我舉個例子。如下圖，假設這是某個要打印的模型的一層，紅色的部分代表這個模型的外殼，藍色的部分代表內部支撐結構。不難看出，外殼只占一小部分，如果能減少藍色部分的打印時間，那么整個打印過程將大大縮短。

那么，如何縮短呢？我設想的方法很簡單，甚至有點簡單粗暴，這個方法就是對外殼切片時使用的層高和對內部支撐切片時所用的層高分別設置。

如圖所示，還是紅色代表外殼藍色代表內部結構，在此處外殼使用原來一半的層高后，內部并未改變而繼續使用原來的層高，打印時，由于外殼層高的降低，模型將具有更細致的外觀和質感，而由于內部并未改變，打印時所需的時間將遠遠小于原來的兩倍時間，從而達到速度精度兼備的目的。

同樣，在這個設計中，外殼層高可以被設計的更?。▽τ诂F有打印機來說，有些可以達到0.05mm），而內部支撐層高可以被設計的更大（層高設置為打印機噴頭直徑也是可以的，原來本人所在的工作室為了生產效率就采用了這個層高（0.4mm），反正是原型不給外人看就不管了，并且結構強度并未受到影響，反而可能因為分層更少更不容易從橫向斷裂）

而具體的打印步驟如上所示，先打印外殼后打印內部以防撞車。不過這樣也有可能導致外殼分的過細時內部結構使外殼變形。不過沒關系，換個順序不就好啦~

但這里還會有一個問題，如果外殼最后和內部對不上，也會導致“撞車”，打印內部或者外殼時，剮蹭到外殼或者內部，從而影響打印效果，如下圖：

額，至于這個，強制設定內部層高必須是外殼層高的倍數不就好啦~

嗯，初步想法就是這樣，可是我還是欲求不滿（劃掉），想要得到更好的效果，怎么辦呢？于是除了精度以外，我找到了另一個可以調節的東西——速度。

一般來說，打印不怎么需要細節的模型時，可以加速打印節省時間，而打印精細的模型時，為了防止打印機機件慣性和抖動，就需要適當降低速度來取得更好的效果。那么，按照剛才的思想，打印外殼時降低速度，打印內部時提高速度，不是也是可行的嗎！

也許你會覺得加速這東西不太靠譜，不過事實上，就我們工作室自己造的打印機都能以300%的速度打印并且質量不錯來說，只要機器好，根本不是事~

最后，還有為工業設計準備的想法。一般來說，3D打印出來的部件如果想要應用于機械結構，就得有一定的細致程度來減小各部件的摩擦，但這部分一般來說并不大，而且，對于咱們來說，3D打印機有很多時候都是直接造零件用的，那么速度也是很關鍵的一點。所以，如下圖，我又想出了新的點子

假設上圖是一個齒輪的縱剖面，外殼中紅色部分是齒輪的受力部分，綠色為不受力部分，藍色為齒輪的內部支撐。在這個例子中，可以將紅色部分層高設置成最低，以減小摩擦，綠色部分因為不受力層高其次，藍色部分則以強度最高的層高打印，這樣就能讓這個齒輪無論是可靠性，還是制造效率都成倍提高。

綜上所述，這項技術可以應用于制造高精度模型手辦啦，拿來就能用且方便生產的非標件啦，還有最最重要的節約時間上啦什么的，嗯，應該是可以造福廣大3D打印機愛好者們啦~

嗯，這基本就是我的所有想法了，下面該給這個想法，啊不，這個技術起一個高大上的名字啦~我的命名是

Multi-Precision&Speed-Level Anti-Aliasing，MPSLAA 多級精度速度抗鋸齒技術

好啦，萬事俱備，只欠東風~接下來就是實現這個東西了。

我的想法是從切片軟件入手，創造一種新的切片方式。然而都到了這一步就不簡單了（我的東風呢嗚嗚嗚~）。本人暫時不具備編寫這個程序的條件或者時間，這也是我寫這篇文章的目的。如果這個想法真的有用，我希望大家能多多為我指點迷津，更重要的，有能力的話

請嘗試著把我的想法變成現實，我不圖什么回報也不認為能靠這個得到什么物質回報，所以只要大家因此獲益，我就很開心了~嗯，如果這個想法實現了我希望最好能無私的貢獻出來造福大家，真是這樣的話，就真的太好了~

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來源：果殼  原文作者：SteveHawking  本文部分內容源于網絡,如有不妥之處,請聯系我們處理.

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