3D建模必需懂的几个要点

数字3D建模是掌握3D打印技术的必修课之一。然而，仅仅只会简单使用3D建模软件是不够的，如果忽略了3D模型的可打印性，打印就很容易失败。近日针对这个问题，3D打印在线服务平台i .Materialise特意发布了一份全面的指南，指出了几个常见且重要的部分。下面，南极熊小编就将它分享给各位熊友。


· 水密性和流形

一个可3D打印的模型必须具有水密性，也就是说模型不能有漏洞，形象一点来说就是如果这个模型内部有水，那么绝对不必须流不出来才能打印。否则就说明模型有漏洞，必须补上才能打印。下面的立方体就很明显不具备水密性：

· 壁厚和体积

这条不难理解。壁厚就是模型内外表面之间的距离，必须设定为以打印头直径为基准一定范围以内才能打印，同时还会影响模型最后的强度。而体积则不言而喻，超出打印机范围必然无法打印。

许多可视化的3D模型只具有表面的视觉效果，不具有壁厚，但3D打印机必须要获得壁厚信息才能打印，因为最后要做出来的是3D实体。因此，如果要成功打印，为模型设定壁厚和体积是必不可少的步骤。3D模型的最小壁厚因打印材料和设计的结构不同而不同。


· 自动交叉/内部交叠/自交叉表面

仅从外表判断一个3D模型是否为可打印的是不准确的。有的3D模型从表面看适合3D打印，而内部存在的交叉结构可能使打印失败。下图是3D模型的二维剖面图，由于存在交叉问题，左边的模型在转变成3D模型之后是无法打印的，因为它的内部会形成极薄的壁。而右图中的交叉区域使用布尔运算对重叠的结构进行了合并，在打印时可避免出现此类问题。

· 反面/反转法线/表面取向

3D模型容易出现的另一个问题是反面（Reversed Faces）现象。大多数3D建模软件可以识别表面的内部和外部，以确定模型的体积。而反面现象或者反转法线的意思是3D模型表面的方向错了，模型的表面本应面向打印对象的内部，结果却面向了外部。在打印之前应检查文件，确保所有的法线朝向正确的方向。


· 小细节/浮雕或雕刻文字

3D模型中的微小细节，例如首饰模型表面的浮雕或文字，它们需要有足够大的尺寸，不然无法出现在打印对象上。3D模型最小细节的准确尺寸取决于打印材料。


· 空腔和出口

如果3D模型中包含了空腔结构，那么在设计需要考虑到空腔结构中残留的打印材料是否可以清除。对于这种情况，通常的做法是在设计时预留出口，这样才能在打印完成后让空腔中的材料“流”出来。这个问题在采用光固化（SLA）、选择性激光熔融（SLM）、选择性激光烧结（SLS）这样的3D打印技术时尤其需要注意。

· 文件分辨率和文件尺寸

3D打印最常见文件格式是STL，该文件实质是采用许多细小的空间三角形面来还原CAD 模型。大多数3D建模软件都具有STL 文件转换格式的功能，并且可设置所需的分辨率。在下图中的三个模型，从左到右分辨率依次降低。

在大多数3D建模软件中，当导出一个STL文件时，软件会要求定义导出模型的公差。这个数据反映的是模型原有形态和STL网格之间的最大距离。i.Materialise建议选择的合适数值为0.01毫米。如果小于这个数，打印文件就会变大，从而明显增加切片时间，同时3D打印机也无法打印出这个水平的细节，而如果大于这个数，打印对象的表面三角形状就肉眼可见了，表面质量会严重降低。对于从CAD/CAM软件中输出STL文件的精度指标，应结合CAD模型的复杂程度以及3D打印对象的精度要求综合考虑。

来源：3D科学谷