一個vox檔案中可能一次包含了好幾個零件,但不是所有零件都要在一次列印中全部印出,例如在前篇中做出了茶几與板凳,只想先列印茶几就能用框選工具框住板凳按Delet鍵刪掉,被框選住的每個voxel都會出現白色邊線,框選空白處就能取消當前的選取。
接著就要將模型導出成Cura切片軟體能接受的檔案,Cura能接受的檔案有STL、OBJ 與 PLY,而MagicaVoxel只能導出OBJ 與 PLY兩種,但OBJ檔會將模型拆分出3個檔案,沒必要不會特別去使用他,故選擇導出PLY檔,按下右下的ply按鈕,將模型導出為.ply檔備用。
Cura安裝與簡介
如同電腦其實看不懂類打的程式語言,只會按照編譯好的機器語言執行命令,3D列印機也看不懂你的模型裡面畫甚麼,就要由Cura切片軟體軟體負責翻譯的動作。
進入Cura官網https://ultimaker.com/software/ultimaker-cura,點選下載並選擇適合作業系統的版本,逐步按下確認完成安裝程序。
初次使用Cura會有例行性的問答及要求登入帳號,快速掠過即可也不須登入帳號,最重要的環節是選擇機器,先點選add a non-network printer,Cura幾乎羅列了市面上所有廠牌型號的3D列印,我所使用的3D列印機是創想三維Crality3D的CR-10 Smart,找到並點選對應廠牌型號的機器,Cura就會載入開機器的所有參數數據,後續的流程也可快速掠過。
習慣中文介面的使用者,可如上圖開啟設定介面,並在語言處選擇正體字,此設定需要重新開啟軟體後才會生效。
未使用過任何3D列印機,或者想要找到C/P值更高的3D列印機,可以參考我所使用的CR-10 Smart,購買連結http://ipoemaker.com/6001010。
載入模型
完成前述設定後,可以看見軟體畫面如圖呈現,中間的藍框與灰面表示列印機的可列印範圍與底板,右側的區塊為最常用的參數設定,Cura實際能調整的參數當然遠不止這些,但作為初學者瞭解這幾項就很夠用了,接著點選左上的資料夾圖示,載入先前從MagicaVxoel導出的PLY檔,但載入模型的大小與方向不一定是我們想要的,還需要進一步調整。
在串聯兩個3D相關軟體時,尺寸的問題尤為重要,尤其3D列印是要將數位模型拉到現實世界,還需要考慮到實際大小,在MagicaVoxel中一般習慣將一個voxel的大小視為1mm³一立方毫米,10個voxel的長度才有1cm,例如範例茶几的桌面就是2cm*2cm大小。
而Cura裡的灰色底板其實是由粗網格與細網格組成,粗網格一格1cm、細網格一格1mm,但從模型載入Cura的畫面看來桌子明顯太大了,那麼要如何調整才能讓一個voxel,進入到Cura中就是一個細網格,列印出來的體積剛好就是1mm³呢?
縮放、旋轉、移動
首先,要讓一個voxel剛剛好是1mm³,必須將縮放比例設定為1000%,先確定好基準的比例是1000%,之後想修改voxel的真實大小也能自由調整,例如想讓一個voxel的寬度是2mm、體積是8mm³,就將體積設為2000%,依此類推。
旋轉模式下,拖曳圓圈將模型轉到適合的角度,每次旋轉完模型都會自動降落貼齊平面;而在移動模式下,直接拖動模型就能調整位置,軟體在載入模型時,預設就會將其擺放在底板正中央,因此通常不會需要調整位置。
支撐、附著
設定好模型列印的位置、大小及角度之後,可以調整視角從下往上觀察模型,模型本身的顏色都是黃色,不會因為你在建模時有塗顏色而有所不同,如果出現紅色表示這個部分是懸空的,只要模型有任何部分出現懸空,就需要將列印設定中的支撐勾選起來,而淺藍色的部分表示這塊面積與底板完全貼合,貼合的面積大一點在列印時較穩定,如果貼合面積太小可以勾選附著,以增加列印的穩定性 ,以免列一到一半失敗。
兩個功能勾選完成後,可點選切片讓軟體計算列印時路徑,有經過切片才能夠存出gcode檔,Cura最重要的任務就是要將STL、OBJ、PLY等模型檔,轉程列印機能識別的gcode檔,選擇預覽可查看模擬的列印結果,模型上出現許多不同顏色,每種顏色都有不同的意義。
目前要先認識的是淺藍色,半透明的部分是支撐節結構、不透明的是附著結構,這兩種都不是屬於模型本身的形狀,都是為了能順利列印而附加的輔助結構,列印完成後可自行拆除,最後就能將計算出的gcode檔存進隨身碟或SD卡,放進機器進行列印。
列印完成,結果我所使用的列印角度並不是先前示範的角度,而是直接將桌面貼合底板,為甚麼呢?
跨領域-自然
那麼甚麼樣的角度最適合列印呢,一般來說需要考慮的有兩個方向,減少耗材、加強結構,如果輔助材料多,除了消耗的線材多,列印的時間也會拉長,而列印出來的零件通常也不是擺好看的,可能會需要用在某些地方承受很多的力,例如列印的是板手等工具,又或者本次的主題"傢俱"也是需要很耐重的。
找到最佳的列印角度通常需要大量經驗的累積,與其沒有系統性的亂印浪費材料,不如與自然科的課程搭配,設計實驗找出最佳列印角度,測試在相同的模型下,以不同的角度列印,各會需要印多長時間、拆下來的輔助材料重量多少、模型能承受多大的力不會斷裂等等,都是很棒的實驗主題。