3D打印建模小技巧分享

3D建模是掌握3D打印技术的必修课。然而，仅仅是会使用3D建模软件是不够的，如果忽略了3D模型的可打印性，可能会导致打印失败。针对这个问题，3D打印在线服务平台i .Materialise 专门准备了一份建模小贴士，科学谷菌特分享给各位创客及3D打印的爱好者们。

水密性和流形（Watertight/Manifold）

一个可3D打印的模型需要具有水密性，也就是说模型的表面不能有孔隙。形象一点来描述水密性就是如果把水倒进这个模型里，水会不会流出来？如果水会流出来，则说明表面有孔，设计师需要“堵住”这个孔。

下面这个3D模型就是一个不具备水密性的模型：

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壁厚和体积（Wall Thickness and Volume）

设计师需要为3D模型的每个表面设定壁厚。什么是壁厚？壁厚是模型内外表面之间的距离，最小壁厚直接决定了打印物品的强度，甚至决定这个模型能不能打印。

3d-model-with-wall-thickness

许多可视化的3D模型只具有表面的视觉效果，而不具有壁厚，然而3D打印机需要打印对象的壁厚信息。因此，如果要成功的打印出3D模型，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（Auto Intersections/Internal Overlapping/Self-Intersecting Surfaces）

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。

3d-model-with-intersecting-surfaces

反面/反转法线/表面取向（Reversed Faces/Inverted Normals/Surface Orientation）

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（Small Details and Embossed/Engraved Text）

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（Hollowing and Escape Holes）

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出来。通常在这种情况下，需要在设计时留好出口，这样才能在打印完成后让空腔中的材料“流”出来。尤其在采用SLA、SLM、SLS 这样的打印技术时需要注意这个问题。

hollow-3d-model

文件分辨率和文件尺寸（File Resolution and File Size）

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。

3d-model-file-resolution

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容差。容差反映出模型原有的形态和STL网格之间的最大距离。i.Materialise建议选择0.01毫米作为一个合适的输出值。如果导出的容差小于0.01毫米，则不仅会让打印文件变大，带来切片处理时间的显著增加，3D打印机也无法打印出这个水平的细节。i.Materialise还建议，当输出的容差大于0.01毫米时，打印对象将可以看出三角形状，使表面质量受到影响。3D科学谷认为，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进行综合考虑*。