能模仿打印表面紋理的新FDM 3D打印技術

1/1/2018

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最近有科研人員開發出一款新FDM 3D打印技術，能模仿打印出各種表面紋理，究竟這種新技術是怎樣的呢？

日本工程師Haruki Takahashi和Homei Miyashita設計了一種3D打印技術，通過增加和減少打印過程中擠出的材料份量來控制打印層厚。這種技術可以在一般的FDM 3D打印機上打印模仿表面紋理的薄片。

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雖然一般3D打印機能打印複雜的紋理圖案，但如果打印的紋理圖案太小，打印出來的一層層效果會很明顯，導致紋理打印效果不好。而兩位研究人員開發的新3D打印技術使3D打印機能在同一層中改變不同的層厚（現時打印技術只可在同一層中使用一個層後設定）。

這種新技術不用建立新CAD軟件，而是依靠修改gCode檔案。研究人員把Gcode內的固定的擠出厚度設定改為可以浮動的厚度參數，這樣，3D打印機就能按指示逐漸增加厚度來擠出物料，一開始時打印的厚度很細之後便會變得越來越厚。

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使用這種新3D打印技術去打印紋理的優點是避免了所謂的階梯效果，即打印時會有一條條橫紋出現。兩位研究人員說這新技術的應用可以很廣泛。由於3D打印出來的塑膠薄片可以很容易地被激光切割，所以這些薄片可以用作各種產品表面上作裝飾。

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運用算式來繪製3D打印模型的OpenSCAD 3D建模軟件？

30/12/2017

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image credit: OpenSCAD

3D建模軟件一般都是讓用家以繪畫的方式把3D打印模型建立起來，但這個OpenSCAD 3D建模軟件就利用輸入運算程式來畫3D模型。這種畫3D模型的方式有什麼好處呢？

首先，對於某些視覺化感官或立體空間比較差的人來講，利用一般3D建模軟件中的繪圖功能會比較複雜，他們覺得利用繪圖形式來把3D模型圖像化出來感到有困難。相反，他們可能會覺得透過OpenSCAD寫程式碼或公式來把某個圖形呈現出來會更容易。

image credit: OpenSCAD

另一方面，某些複雜的3D打印模型形狀如果單靠用繪圖形式來建立的話會十分困難。如果這個3D形狀本身能夠以一條數學公式來改變尺寸或形狀的話，後者的繪製方式會更有效率。

image credit: OpenSCAD

另外，由於公式中可加入不同的可變數（variables），所以只要在這些可變數中輸入不同的數值，用家所建立的3D打印模型就可以立刻改變。用家甚至可以設定可變數之間不同的關係，只要改變一個值的時候，其他的可變數也會隨之改變。而這種功能在一般3D建模軟件中是不能實行的。

雖然對於大部分人來講利用繪圖的方式來建立3D打印模型是一個比較直觀或簡單的方法，但某些情況下可能寫一條公式來建立一個3D模型會更為適合。

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STL格式3D檔案中有什麼常見錯誤呢？

27/12/2017

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STL格式最常用的3D打印檔案格式，但有時候打開檔案時或切片的過程中，會發現檔案有錯誒，那麼究竟STL檔案中有什麼常見錯誤呢？

導出來的STL有問題可能會導致打印出來的模型穿崩，分辨率差或其他幾何形狀不准確。以下就是一些常見的STL檔案錯誤：

邊界的邊緣
如果STL 中的3D模型某些邊緣連接一起形成一個洞，這基本上意味著模型有孔，並意味著模型不是封閉式的。不過，現時很多切片軟件能夠處理這種STL檔案錯誤。但是，很難預測到切片軟件把模型處理後打印出來的效果會是怎樣。所以還是放進切片軟件前，先用一些免費軟件例如meshmixer 檢查及修理一下。

相交的面
這個STL檔案錯誤是當兩個面相互碰撞時，就會形成相交的面（如下圖）。當不同的面相交時，軟件無法識別哪些地方是模型的內部，哪些是外部，因此出現錯誤。要修復這個STL檔案錯誤的話，只要將所有模型變成將實體並合併在一起，然後再導出STL就不會發生問題了。

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Non-manifold邊緣
Non-manifold邊緣錯誤是當兩個以上的面連接到相同的邊緣時，就會形成Non-manifold邊緣（如下圖）。這個STL檔案錯誤在切片過程中很少會導致任何問題，但應該盡量避免這種手法，因為打印出來的效果可能會跟模型設計者的原意不一樣。

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快10倍的新FDM 3D打印技術?

25/12/2017

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image credit：Mechanosynthesis Group

最近有研究人員發展出一款新的FDM 3D打印技術,能打印快10倍,究竟這是怎麼樣的技術呢?

麻省理工學院的工程師開發出了一種用激光作輔助的FDM 3D打印技術，這種3D打印技術能讓打印速度比一般的快10倍左右，而打印噴頭使用激光和新型機械結構來增加打印物料流速。

FDM 3D打印機通常不會使用激光，但這新的FDM 3D打印技術就利用激光快速加熱並熔化打印材料，代替一般3D打印機噴頭的熱端方式來熔化打印物料。另外，新的噴頭機械結構亦使用於新打印技術中。激光和新型噴頭機械結構都令打印物料流量大大提高，從而令FDM 3D打印機打印速度提高十倍。

研究人員說用激光來溶化打印物料會比使用標準FDM打印頭的傳導加熱更快，更能徹底地溶化打印物料。利用新的FDM 3D打印技術能令一個小時的打印工作可以縮短到五到十分鐘，使FDM 3D打印成為一種更可行的大量生產產品的技術。

不過這種新FDM 3D打印技術還有一些東西需要解決，就是打印3D模型新的一層（layer）時，先前打印的一層還來不及冷卻和硬化，所以研究人員在冷卻系統上有待改善。

以下片段就示範了利用新FDM打印技術打印：

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能讓工程師即時線上合作3d建模的軟體

23/12/2017

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image credit：LEDAS

不想將3D檔案傳來傳去可以怎麼辦呢？這個LEDAS軟體就可以讓各成員即時在線上合作3d建模，究竟這軟體怎運作呢？

來自俄羅斯的LEDAS 公司發布了一個可根據客人要求而定制的線上3d建模平台軟體LCP。這LCP 3d建模平台軟體通過瀏覽器界面提供實時3d建模。

image credit：LEDAS

這線上3d建模軟體像Google 現時文書Apps 一樣，可讓用戶在瀏覽器中實時互相修改或更新3D模型。 LCP用戶可以使用STEP（用於MCAD建模），IFC（用於建築和施工數據）或STL（用於3D打印）等多種常見格式來查看3D數據。

LEDAS公司的Nikolay Snytnikov表示說很多他們的客戶都希望能在線上3d建模平台軟件總進行多人3D模型編輯，因此他們決定在LCP加入多人協作功能。

image credit：LEDAS

另一方面， LCP線上雲端3d建模平台可讓用戶進行客製化的配置，用戶可以通過修改LCP的源代碼來自行自定義新功能。假如用戶不懂修改源代碼，LEDAS也會提供軟件客製化的服務。而用家如果不希望使用公眾式的雲端，LEDAS的軟件也可讓用戶安裝到他們私人的雲端中。

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怎樣的3D打印技巧可以節省打印成本？

20/12/2017

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如果你有一部3D打印機而關心3D打印成本的話，那麼其實有一些3D打印技巧可以節省打印成本的。究竟是什麼呢？

首先可以嘗試把3D模型變成空心來打印去節省打印成本，當然空心打印的話，要確保空心後那個模型不需要加或不需要加太多支撐，不然也會浪費很多打印物料。將3D模型變成空心除了可以先在3D建模軟件製作外，亦可以用在3D打印機本身的切片軟件中設定模型內部填充物料的密度。另外，如果你只有STL格式的3D模型檔案的話，亦可以使用Meshmixer把模型變成空心。只要使用Meshmixer中的Hollow功能就可以自由地設定把3D模型空心後它的壁厚是多少。

除了空心的形式3D打印外，亦可以嘗試減少使用支撐物料的可能性去節省成本。要將減少使用支撐打印物料的成本，只要把設計模型時，把模型傾斜的地方保持在 45度或以內，就不要加任何支撐。另外，亦可以嘗試把整體模型以分件的形式來打印去避免使用支撐。有時候分件後及將分件3D模型以某個角度擺放在打印平台上打印話，可以大大減少使用支撐物料，從而減少成本。

以某個角度擺放在打印平台上打印話，可以大大減少使用支撐物料，image source：pinterest

一般的3D切片軟件都會顯示出打印所需多少打印物料，所以可以嘗試使用以上方法去節省3D打印用料成本，然後透過切片軟件看看可以節省多少。

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不需要電子零件就可WIFI 通信的新3D打印物件

18/12/2017

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image source：Paul G. Allen School

近日，華盛頓大學的研究人員開發出一款新型3D打印物件和收集來自新型3D打印物件的WIFI數據的感應器，這些新3D打印模型不需要電子零件就可以直接連結WIFI通信。

這些新型3D打印物件使用一種反向散射技術讓打印物件與感應器交換信息，利用天線通過反射WiFi路由器或其他電子設備發射出來的無線電信號來作傳輸。那些天線安嵌入在3D打印物品中，而那些天線也是利用混入銅料的打印物料3D打印出來。

研究人員可以將這些非電子新型3D打印物件轉換為WiFi可連接的物件，例如一個洗衣清潔劑盒蓋了用於檢測您什麼時候用完清潔劑，有或者打印一個無電池的控制器來控制音樂音量等等。

image source：Paul G. Allen School

這些新型3D打印物件使用物理運動來傳輸信息。例如3D打印物件中的齒輪和彈簧通過按動按鈕或移動滑塊等動作來啟動傳輸數據，而這些機械動作的變化能產生不同數據。

研究人員Shyam Gollakota解釋說，例如當你從清潔劑瓶中倒出清潔劑時，齒輪轉動的速度能表示出有多少清潔劑流出來，而這個齒輪轉動的動作就能產生無線數據並被感應器接收到。

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3D打印技術之3D模型擺放的方向對3D打印過程有什麼影響？

13/12/2017

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大家知不知道3D模型擺放的方向會影響3D打印效果呢？了解到當中3D打印技術原理能改善打印質素。今次會講一下有什麼影響。

image credit：3dhubs

首先，3D模型擺放的方向會影響到物件的打印出來的質素，當中的3D打印技術原理是如果豎著打印一個中間有一個洞的圓柱體，利用FDM打印機打印時將會以圓形橫切面的方式一層層由底部打印到頂部，最終打印到一個相對光滑外表的圓柱體。但如果橫著打印的話，這個圓柱體將會以矩形橫切面的形式一層層由底打印到頂部。而圓柱體第一層接觸到打印平台的表面將是平坦的，因為那是打印物料被打印出來的第一層。所以將部件擺放不同的方向，打印質量會有顯著差異。

第二就是打印所需時間，當中的3D打印技術原理是豎著擺放圓柱體要打印的層數會比橫著擺放的圓柱體要打印的層數多很多，所以在打印時間上會有明顯的差異。所以打印時可以考慮擺放哪個方向從而節省打印所需時間。

另外就是擺放方向會影響到時候需要加上支撐物料作承托，有時候只要將3D模型擺放的方向改一改，模型就會沒有凌空的部分，從而不需要加上支撐物料，這對打印所需時間或打印出來的品質，和打印要用多少物料都會有影響。

image source：3dbeginners.com

第四是打印出來的物件的堅固性，尤其是當打印一些功能部件時，要考慮3D模型擺放的方向，這是因為打印紋理的方向與受力的方向會有關係。

了解到以上不同情況的3D打印技術原理後，就會能夠預料及改善到打印成品的質素。

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能讓學生快速上手的專業3D建模軟件SelfCAD

12/12/2017

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現在市面上有很多專業3D建模軟件，雖然功能十分強大，但一般都是針對工程師或設計師等專業行業，所以對於學生甚至一般大眾來講未免太難掌握，而最近推出的SelfCAD 3D建模軟件就針對了這一點提供了一個多功能及容易學習使用的3D建模平台。那麼這軟件有什麼特別呢？

image source：SelfCAD

由於3D打印能讓學生快捷地把他們的創意變成實物，所以越來越多學生對3D建模越來越有興趣。不過有礙於市面上的3D建模軟件太複雜，所以真正適合學生使用的3D建模軟件很少。雖然大家可能會想起另外一個超易用的TinkerCad 3D建模軟件，但由於它所提供的功能過分簡單，所以建模上有很多限制。因此，學校在有時會在3D建模軟件選擇上比較困難。

而最近推出的SelfCAD就針對了這些問題。它的功能豐富而且能讓學生，甚至一般大眾都快速上手。使用SelfCAD 3D建模軟件的時候，學生不需要強大的幾何或數學知識，便能輕易操作并建立不同3D模型，例如SelfCAD能讓學生輕易地直接修改3D模型表面的形狀而無需輸入太多的建模數據，有或者透過畫出簡單的2D線圖便能製作3D模型等等。

image source：SelfCAD

以下視頻就教導怎樣輕易製作3D模型：

另一方面，SelfCAD 3D建模軟件也有一個以雕塑的形式來製作3D模型的功能，這功能的好處是能讓學生輕易地製作從簡單到複雜的有機形狀的3D模型。

image source：SelfCAD

SelfCAD本身是一個雲端式的3D建模軟件，所以不用下載就能直接使用。而它的官方網站上本身已有很多視頻教導如何使用SelfCAD這個3D建模軟件。有興趣的話大家可以到他們的網站看看。

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11/12/2017

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以往3D打印技術未成熟，好多設計師的概念的實踐不到，但現在技術已成熟很多，有設計師就利用了3D打印技術製作了很多以往無可能製作到的家品

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著名荷蘭設計師Joris Laarman最近在美國首次推出了一個新的3D打印家品設計展覽。這次展覽主題為“Joris Laarman實驗室：數字時代的設計”（Design in the Digital Age），這次展覽會展出以電腦運算出來製作的3D打印家品。設計師Joris Laarman希望這次展覽為觀眾展示新的未來主義的視點。