创想智造3D打印手板模型加工

标题: 3D打印人偶诞生手记点赞吐槽任性由你 [打印本页]

作者: iCAx开思网 时间: 2015-3-9 09:40
标题: 3D打印人偶诞生手记点赞吐槽任性由你
大家也许还记得，我们之前报道过的《西班牙女插画师与她的唯美风3D打印玩偶》，西班牙设计师Sonia Verdu精研于雕塑、设计和模型，并且分享了一套女机器人玩偶的3D数字文件到互联网上，这个玩偶的名字叫做Robotica。身为广大网友中的一员，笔者尝试着把Robotica 3D打印出来，拼装成型，并且记录了下来。

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3D打印人偶诞生手记点赞吐槽任性由你！

●从陌生到熟识一个好设计很重要

Robotica一共有18个零件，需要把每一个零件3D打印出来，再用橡皮筋串连，看起来有点复杂。并且看到这样一个模型，大家也许会和我有同样的疑问：这能3D打印出来吗？

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Robotica 3D数字模型效果

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一共有18个.STL数字文件

我们在往期的评测中，也和大家探讨过什么样的3D模型容易打印，什么样的3D模型难以打印。比如前几天笔者尝试的海盗帆船，有大面积的悬空结构，以及倾斜度大的斜拉缆绳。3D打印的过程中，船体部分打印的很好，但是船帆和缆绳的部分就打印失败了。

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帆船的缆绳细而且悬空难以打印

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红色部分是大量的悬空结构

悬空结构是FDM 3D打印机的一个弱项。有一种解决办法是使用双喷头机器和水溶性材料PVA，为悬空部分增加足够的支撑结构，并且支撑用PVA材料来打印。这个办法实现的难易程度，笔者还没有动手尝试过，不能妄下论断。

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使用水溶性PVA材料做支撑的效果

注意力回到Robotica上。我们发现对于Robotica的所有零件，Sonia在设计之初就考虑到3D打印的难易程度，把大部分零件都设计成直立的3D数字模型，与FDM 3D打印自下而上一层层打印的过程一致。

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Robotica大腿（左）和上身（右）

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Robotica小臂（左）和小腿（右）

而另外一些底面积小、顶部大的部位，在底部加少许支撑结构，使模型在3D打印过程中更加牢固。这种支撑是手工加上去的，而不是3D打印切片软件自动添加的松散支撑。

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Robotica腹部（左，倒过来的）和面部（右）注意底部的三角型支撑

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Robotica髋关节（左）和帽子（右）同样是底部的三角支撑来加固

事实证明，这种好的设计让我们在3D打印Robotica的过程中，并没有遇到太多麻烦。并且支撑结构与模型的表面接触面积很小，去除后不会在表面留下粗糙不平的坑洼。我们说，一个好的设计对于3D打印来说，至关重要。

作者: iCAx开思网 时间: 2015-3-9 09:41
●3D打印过程我们一定有更快的办法

第一次尝试3D打印拼装人偶，为了稳妥起见，笔者把Robotica零件一个一个切片，再逐个打印出来。那么打印这样一套零件，需要花费多长时间？笔者前前后后，花了大约三天。别急着用“我X，这么久”，我们一定有更快的办法。

首先，我们要明确一点——纯3D打印的耗时，与3D打印机的哪些参数有关？首先是层厚，0.1mm比0.2mm用时要长，因为0.1mm时的分层数量更多。

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弘瑞MR300 3D打印软件Cura参数设置

外壳厚度。外壳越厚，消耗材料越多，打印用时越长。

还有填充率，也就是3D打印模型内部的密度。填充率越高，密度越大，消耗材料越多，用时约长。

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填充密度是影响3D打印速度的重要因素

另一项是打印速度，也就是喷头在挤出材料的过程中在X/Y平面上的移动速度；打印速度越高，喷头移动越快，用时越短。

支撑和底托。增加支撑和底托，增加了打印的结构，用时也加长了。

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底托和支撑结构增加了3D打印消耗的材料

空载速度，也就是喷头没有挤出材料时在X/Y平面上的移动速度；空载速度越高，喷头移动越快，用时越短。

笔者使用弘瑞MR300 3D打印机，在0.2mm层厚、0.8mm外壳厚度、20%填充率、60mm/s打印速度的配置下完成打印。Robotica的设计者Sonia的打印参数是这样的：0.1mm层厚、1.2mm外壳厚度、15%填充率、40mm/s的打印速度。提供给各位网友做个参考。

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在0.2mm层厚、0.8mm外壳厚度、20%填充率、60mm/s打印速度的参数下完成每一个部件的打印

另外，我们需要知道在零件打印启动时，有一个喷头和平台预热时间；在打印结束后，有一个平台下降时间，在依次打印多个模型的情况下都延长了总共的用时。而在保证3D打印模型质量的前提下，将多个模型文件排列在平台上同时打印，可以减少预热、平台回落的次数，减少用时。

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一次排列多个.STL文件可以减少3D打印结束后重新开始的空闲时间

在诸如弘瑞MR300这一类平台面积较大的3D打印机上，可以一次排列4个Robotica部件打印，用的时间更少。

作者: iCAx开思网 时间: 2015-3-9 09:42
●手工拼装耐心换到喜悦

经历三天3D打印完成，剩下的活儿交给剪刀、镊子、橡皮筋头绳和扎线带。

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剩下的全是手艺活儿

在膝关节和肘关节部位，穿过橡皮筋需要镊子的帮助，而大腿和胸腔则需要硬一些的扎线带牵引橡皮筋穿过。

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橡皮筋在Robotica内部的位置摘自Sonia个人页面

串联人偶的全身，一共需要用到4根长度合适的橡皮筋。笔者使用的橡皮筋，长度为43厘米左右，从胸腔到膝关节的串联长度略短，使用两根橡皮筋连起来才完成了两条腿的安装。

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43厘米长的橡皮筋头绳还是略短

另外需要注意的一点是，Robotica的上臂、髋关节、大腿、膝关节、小腿是区分左右的，从3D打印出来的部件图案和结构上可以看出细微差别，详见下图。

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Robotica上臂、髋关节、大腿、膝关节、小腿的左右区分摘自Sonia个人页面

至于左右手的分别，额，就不用多说什么了吧。

拼装的过程中，使橡皮筋尽量紧绷为宜。另外根据拼装后完成的结果来看，建议各位网友使用和打印材料颜色相近的橡皮筋，视觉效果更好。

整个拼装过程不花费太多时间，只是需要一点点耐心，换来的是扮演“造物者”的喜悦。想必这种喜悦，大家小的时候上手工课，或者玩拼装模型，都曾体会到。

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Robotica拼装完成

而最值得一提的是Robotica的手部细节，经由弘瑞MR300打印出来，表现得栩栩如生。

作者: iCAx开思网 时间: 2015-3-9 09:44
●Robotica人偶只看图不说话

Robotica人偶的千姿百态。
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作者: iCAx开思网 时间: 2015-3-9 09:46
●国外网友神作大赏

在Sonia Verdu的个人页面上，有很多国外网友3D打印了Robotica并且晒出来。我们来看看他们的神作。

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Sonia Verdu早期的3D打印玩偶作品

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Sonia Verdu的其它3D打印玩偶作品

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国外网友神作

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国外网友神作

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国外网友神作

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国外网友神作

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国外网友神作后期上色

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国外网友神作

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国外网友神作

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国外网友神作

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国外网友神作

有3D打印机的朋友，不妨下载一套Robotica模型尝试制作一下。插画师Sonia在三维设计上的经验和天分，相信会给大家制作带来很大便利。

3D打印技术用来辅助制作人偶模型、手办的应用，不仅仅限于本文所展示的Robotica人偶。如果你有专业级的3D打印机，经过后期的抛光、打磨和上色，完全可以制作出更加精美可人的模型。并且我们相信，有少数3D打印发烧友在这条路上已经走出了很远。

欢迎大家在评论中留言讨论。

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