3D打印基礎

概述

衆所周知，3D打印機並非建築師創造的。事實上，絕大多數3D打印機制造商甚至都不知道本身的機器能夠應用於建築行業。這些層級打印機，也就是人們所說的3D打印機是爲航空、汽車和其餘須要物理輸出或測試、展現其設計的工程行業的設計師創造的。建築師嘗試這個技術的初期，很快便發現他們的文件遠比工程師複雜得多，同時又內含許多錯誤，致使了機器沒法正確解讀文件。

20年後的今天，許多企業已經將3D、CAD軟件整合進了辦公和設計過程之中，3D打印對建築學的支持已經到了一個轉折點。然而仍然有諸多因素限制這種技術的整合，由於既存的可視化設計技術與更多的能夠繪製曲面曲線的軟件已經替代了創建一個有體量的固體。不過這也是個機遇，3D打印技術和支持它的有經驗的團隊正須要可以將這種新興技術的優勢最大化的機會。

經常使用術語

STL格式 - 即.stl，標準三角語言。全部的成型機均可以接收STL文件格式進行打印。當您處處或保存了STL文件以後，全部您設計的表面和曲線都會被取代並轉換成網狀。網格由一系列的三角形組成，表明着您設計原型中的精確幾何含義。這很重要，爲何呢？由於使用STL文件將對構建高質量模型發揮很大做用。不少三角形的面能夠表現流暢的曲線，這須要導出高分辨率的STL文件，如此一來三角形會變得至關的小以致於機器沒法察覺。

水密 - STL文件須要水密後才能夠進行三維打印。水密最好的解釋就是無孔的有體積固體。你可能會感到驚訝，即便你的設計的固體已經建立完成了，頗有可能在模型中仍存在沒有被留意的小孔。

STL錯誤 - 一旦您要導出的STL文件格式的設計文件，每每會報告「錯誤」。這些錯誤並不是發生在階段，而是真實存在於該文件的對象中。像軟件編譯器會檢查編程錯誤同樣，三維打印機或STL瀏覽器一樣能夠檢查STL文件，而後才能進行打印。若是機器在建設模型的過程當中遇到問題文件，就會崩潰並中止建設，由於文件截面已損壞，從而致使在一個失敗的打印。因此，使用一個好的STL文件瀏覽器也是關鍵。

橫截面 - STL文件一旦建立，3D打印機就會將模型切「片」，存爲一系列橫截面的文件。先用相似激光切割機的方法創造截面，而後再組裝。咱們直接處理整個對象，把它們切爲片狀的橫截面。截面將與機器打印的厚度徹底一致。3D打印機的工做就是：不斷地將橫截面層層打印、累積，直到模型完成。

層厚度 - 3D打印工藝都有各自的規格限制，其中最重要的一項就是機器所打印的層的厚度。若是在設計中存在精細到0.001英寸的細節，而打印機的精度只有0.01英寸，那麼你就只能跟精心設計的細節說拜拜了，由於打印機會自動忽略它。因此對於參數化機器，將3D設計調整到適當的規格是很重要的。

模型材料 - 不一樣的3D打印技術使用不一樣的材料來製做截面。塑料、液態樹脂、粉狀物、蠟均可以選擇。

支撐材料 - 每種3D打印技術都會使用支撐材料來支撐模型的表皮。簡單說就是任何打印出來的幾何形體都不是實心的，表皮之下一樣須要支撐材料。全部的3D打印技術都須要支撐材料。ZCorp就是使用模型材料做爲支撐材料，支撐材料的相關費用和模型自己的費用差很少。

常見程序

REVIT - 下載「STL導出插件」將使Revit模型更容易導出爲STL文件格式。 REVIT是固體的建模工具，其中的固體都須要水密處理，並且還會有一些錯誤，在對象更新的過程當中會有一些困難 。這些問題在導出前都很容易被忽視，因此每每在導出不少文件才能最終成功。咱們建議建模時創建兩個，其中一個供工程參考，另外一個爲3D打印單獨準備。

犀牛 - 若是不用固體建模，咱們一般建立線或面來達到須要的視覺效果。這加速了視覺設計的過程，但到了STL文件中它的缺點暴露無遺。然而，咱們也對Rhino文件的快速修復有豐富的經驗，這些技巧會在將來發表。

3DS MAX - 建立STL文件的絕佳工具。問題是3DS MAX中建立的大多數文件只用於視覺表現。將一個視覺表現文件變成一個可供使用的模型文件是個浩大的工程。雖然能夠作到，但理想的策略還是在設計過程當中一直保持對模型的構思，而不是有視覺衝擊力便可。

Sketch Up - 目前沒有可用的STL導出插件。不過我好像最近在ohyeahcad.com 找到了一個。我相信，SketchUp的Pro版本曾經能夠導出STL文件，但後來這個功能被取消了，由於從這個軟件中生成水密的固體存在着太多的問題。無論怎麼樣，咱們的建議是，導出DWG或3ds文件以後再導入3ds Max或犀牛，並從那裏導出STL文件。

Magics - 一個強大的STL的應用，最近發佈了13.0版本，能夠按照你想象的效果來精確修復和操做STL文件。在衆多本地應用程序中，有效修復STL或模型問題，使用Magics是至關有效率的。許多須要在本地應用程序處理的任務能夠在Magics上更快的實現。這個程序主要爲使用光固化機（SLA）的工程師設計，他們已經開始整合一些頗有意思的建議，來幫助修復建築文件中出現的問題，如「收縮表皮」問題。Magics能夠修復漏孔和壞邊，聯合兩個布爾型的固體，倒置三角形的法線，建立殼結構或有其餘特色的固體。雖然應用程序很優秀，可是想變得高效仍然須要一個漸進的學習過程。