Naprawa plików STL w Druku 3D to cenna umiejętność, którą warto opanować, gdy natkniemy się na pliki lub projekty posiadające błędy. Są to zazwyczaj dziury lub braki w samym modelu, przecinające się krawędzie lub coś, co nazywa się non-manifold edges.

Istnieją dwa główne sposoby na naprawę uszkodzonego pliku STL. Pierwsza opcja polega na naprawieniu wszystkich wad konstrukcyjnych modelu w oprogramowaniu CAD przed wyeksportowaniem go do formatu STL.

Druga poprawka wymaga użycia oprogramowania do naprawy plików STL, aby sprawdzić i naprawić wszelkie defekty w modelu.

To jest podstawowa odpowiedź na temat tego, jak naprawić pliki STL dla optymalnego druku 3D, ale jest więcej informacji, które będziesz chciał wiedzieć. Więc czytaj dalej, aby poznać szczegóły, aby poprawnie naprawić swoje pliki STL.

Zanim jednak przejdziemy dalej, przyjrzyjmy się szybko elementom konstrukcyjnym plików STL.

Czym są pliki STL?

STL, który jest skrótem od Standard Tessellation Language lub Stereolithography, jest formatem pliku używanym do opisywania geometrii powierzchni obiektu 3D. Należy pamiętać, że nie zawiera on żadnych informacji o kolorze, teksturze czy innych atrybutach modelu.

Jest to format pliku, na który konwertujesz swoje obiekty 3D po wymodelowaniu ich w programie CAD. Następnie możesz wysłać plik STL do slicera, aby przygotować go do druku.

Pliki STL przechowują informacje o modelu 3D wykorzystując zasadę zwaną "Tesselacją".

Tesselacja polega na ułożeniu serii połączonych ze sobą trójkątów w siatkę na powierzchni modelu. Każdy trójkąt ma co najmniej dwa wierzchołki sąsiednich trójkątów.

Siatka ułożona na powierzchni modelu ściśle przybliża kształt samej powierzchni.

Stąd, aby opisać model 3D, plik STL przechowuje współrzędne wierzchołków trójkątów w siatce. Zawiera również wektor normalny dla każdego trójkąta, który określa kierunek trójkąta.

Slicer pobiera plik STL i używa tych informacji do opisania powierzchni modelu do drukarki 3D w celu wydruku.

Uwaga: Liczba trójkątów w pliku STL określa dokładność siatki. Dla większej dokładności potrzebna jest większa liczba trójkątów, co skutkuje większym plikiem STL.

Czym są błędy STL w druku 3D?

Błędy pliku STL w druku 3D występują z powodu błędów w modelu lub problemów wynikających ze złego eksportu modelu CAD.

Błędy te mogą poważnie wpłynąć na drukowalność modelu CAD. Jeśli nie zostaną wychwycone podczas krojenia, często powodują nieudane wydruki, co prowadzi do straty czasu i zasobów.

Błędy STL występują w różnych formach, przyjrzyjmy się kilku bardziej powszechnym.

Odwrócony trójkąt

W pliku STL wektory normalne na trójkątach w siatce powinny zawsze wskazywać na zewnątrz. Mamy więc odwrócony lub odwrócony trójkąt, gdy wektor normalny wskazuje do wewnątrz lub w jakimkolwiek innym kierunku.

Błąd odwróconego trójkąta wprowadza w błąd slicera i drukarkę 3D. W tej sytuacji oba te urządzenia nie znają prawidłowej orientacji powierzchni.

W efekcie drukarka 3D nie wie, gdzie zdeponować materiał.

Powoduje to błędy w krojeniu i drukowaniu, gdy nadchodzi czas przygotowania modelu do druku.

Otwory powierzchniowe

Jednym z podstawowych wymogów stawianych przed modelem 3D do druku jest jego "wodoszczelność". Aby model 3D w formacie STL był wodoszczelny, trójkątna siatka musi tworzyć zamkniętą objętość.

Kiedy model ma dziury powierzchniowe, oznacza to, że w siatce są luki. Jednym ze sposobów opisania tego jest to, że niektóre trójkąty w siatce nie mają dwóch wierzchołków wspólnych z sąsiednimi trójkątami, co powoduje powstanie dziury.

Model STL nie jest więc zamkniętą wodoszczelną objętością i drukarka nie wydrukuje go poprawnie.

Powierzchnie 2D

Zazwyczaj błąd ten wynika z używania narzędzi do modelowania 3D, takich jak rzeźby i skanery. Podczas używania tych narzędzi model może być wyświetlany dokładnie na ekranie komputera, ale w rzeczywistości nie ma żadnej głębi.

W efekcie Slicery i drukarki 3D nie są w stanie zrozumieć i wydrukować powierzchni 2D. Trzeba więc naprawić te modele poprzez wytłaczanie i nadanie im głębi przed wyeksportowaniem ich do formatu STL.

Powierzchnie pływające

Podczas tworzenia modelu 3D mogą pojawić się szczególne cechy lub dodatki, które projektant STL chciał wypróbować. Te cechy mogą nie trafić do ostatecznego modelu, ale mogą pozostać w pliku STL.

Jeśli te "zapomniane" cechy nie są dołączone do głównej bryły modelu, istnieje duża szansa, że mogą zmylić zarówno slicera jak i drukarkę 3D.

Musisz usunąć te cechy i oczyścić model, aby bezproblemowo pokroić i wydrukować obiekt.

Nakładające się/przenikające się twarze

Aby plik STL można było wydrukować, należy go wyrenderować jako pojedynczy obiekt bryłowy. Czasami jednak osiągnięcie tego w modelu 3D nie jest łatwe.

Często zdarza się, że podczas składania modelu 3D, określone powierzchnie lub cechy mogą na siebie nachodzić. Na ekranie może się to wydawać w porządku, ale w drukarce 3D jest to mylące.

Kiedy te cechy kolidują lub nakładają się na siebie, ścieżka głowicy drukującej drukarki 3D otrzymuje instrukcje, aby przejść przez te same obszary dwukrotnie. Niestety, często prowadzi to do błędów w druku.

Nieforemność i złe krawędzie

Krawędzie nieforemne występują, gdy dwie lub więcej brył ma tę samą krawędź. Pojawiają się również, gdy modele mają wewnętrzną powierzchnię wewnątrz swojej głównej bryły.

Te złe krawędzie i wewnętrzne powierzchnie mogą zmylić slicera, a nawet spowodować nadmiarowe ścieżki druku.

Rozdęty plik STL (nadmiernie zdefiniowana siatka)

Jak pamiętasz z wcześniejszych rozważań, dokładność siatki zależy od liczby trójkątów użytych w siatce. Jeśli jednak ma ona zbyt wiele trójkątów, siatka może stać się nadmiernie dopracowana, co prowadzi do rozdęcia pliku STL.

Rozdęte pliki STL stanowią wyzwanie dla większości slicerów i usług druku online ze względu na ich duże rozmiary.

Co więcej, choć nadmiernie dopracowana siatka oddaje nawet najdrobniejsze szczegóły modelu, większość drukarek 3D nie jest wystarczająco dokładna, aby wydrukować te detale.

Tworząc siatkę, trzeba więc zachować delikatną równowagę między dokładnością a możliwościami drukarki.

Jak naprawić plik STL, który wymaga naprawy?

Teraz, gdy widzieliśmy już kilka rzeczy, które mogą pójść nie tak z plikiem STL, nadszedł czas na dobrą wiadomość. Możesz naprawić wszystkie te błędy i wydrukować plik STL z powodzeniem.

W zależności od tego, jak rozległe są błędy w pliku STL, można edytować i łatać te pliki, aby można było je zadowalająco kroić i drukować.

Istnieją dwa główne sposoby naprawy uszkodzonego pliku STL, są to:

• Poprawianie modelu w natywnym programie CAD przed eksportem do STL.
• Naprawa modelu za pomocą oprogramowania do naprawy STL.

Poprawianie modelu w pliku CAD

Naprawa modelu w natywnym programie CAD jest stosunkowo bardziej prostą opcją. Ponadto większość nowoczesnych aplikacji do modelowania 3D posiada funkcje, których można użyć do sprawdzenia i naprawienia tych błędów przed wyeksportowaniem ich do formatu STL.

Tak więc, korzystając z tych funkcji, projektanci mogą odpowiednio zoptymalizować modele, aby krojenie i drukowanie przebiegało bezproblemowo.

Naprawianie modelu za pomocą oprogramowania do naprawy STL

W niektórych przypadkach użytkownicy mogą nie mieć dostępu do oryginalnego pliku CAD lub oprogramowania do modelowania 3D, co utrudnia im analizę, modyfikację i naprawę projektu.

Na szczęście istnieją aplikacje do naprawiania plików STL bez konieczności posiadania pliku CAD. Te pliki naprawcze STL zawierają wiele narzędzi, które można wykorzystać do wykrycia i naprawienia tych błędów w plikach STL stosunkowo szybko.

Przykłady rzeczy, które można zrobić za pomocą oprogramowania do naprawy STL to;

1. Autodetekcja i naprawa błędów w pliku STL.
2. Ręczna edycja trójkątów siatki w pliku.
3. Ponowne obliczenie i optymalizacja rozmiaru siatki dla najlepszej rozdzielczości i definicji.
4. Wypełnianie otworów i wytłaczanie powierzchni 2D.
5. Usuwanie powierzchni pływających
6. Rozwiązywanie problemów z nieforemnością i złymi krawędziami.
7. Ponowne obliczenie siatki w celu rozwiązania problemu przecięć.
8. Odwrócenie odwróconych trójkątów z powrotem do normalnego kierunku.

W następnej sekcji przyjrzymy się niektórym najlepszym programom do tego celu.

Najlepsze oprogramowanie do naprawy uszkodzonych plików STL

Na rynku istnieje kilka aplikacji służących do naprawy plików STL. Każda z nich oferuje inne funkcje pomocne w przywracaniu i optymalizacji plików STL do druku 3D.

Zebrałem listę kilku najlepszych z nich, przyjrzyjmy się im.

Budowniczy 3D

Cena: Bezpłatnie Windows Easy

Pierwszym na mojej liście jest Microsoft 3D Builder. 3D Builder to narzędzie do modelowania 3D dostarczone przez Microsoft, służące do projektowania, budowania i edycji modeli 3D.

Jedną z istotnych zalet tego oprogramowania jest to, że jest ono darmowe, łatwo dostępne i nie wymaga dużej mocy obliczeniowej. Jeśli nie znajdziesz go preinstalowanego na swoim komputerze, zawsze możesz go zdobyć w sklepie z aplikacjami Microsoftu.

Wszystko w tej aplikacji jest ukierunkowane na początkujących użytkowników druku 3D. Chociaż 3D Builder nie posiada funkcjonalności niektórych bardziej zaawansowanych programów do modelowania 3D, wciąż trzyma się całkiem dobrze.

Jednym z obszarów, w którym ta prosta konstrukcja błyszczy jest przygotowanie modeli 3D do druku. Korzystając z zestawu narzędzi 3D Buildera, możesz importować, oczyszczać i eksportować modele 3D do plików STL do druku.

Nas jednak szczególnie interesuje funkcja naprawy plików STL w 3D Builderze. Przyjrzyjmy się więc jak to działa.

Jak naprawić plik STL przy użyciu Konstruktora 3D

Krok 1: Zainstaluj i uruchom oprogramowanie 3D Builder.

Krok 2: Zaimportuj uszkodzony plik STL do obszaru roboczego.

• W menu bocznym lub na ekranie wyświetlacza kliknij " Otwórz> Załaduj obiekt ."
• Wybierz uszkodzony plik STL z komputera.
• Gdy model pojawi się w obszarze roboczym, kliknij " Model importowy " z górnego menu.

Krok 3: Naprawić model 3D.

• Po zaimportowaniu modelu, 3D Builder automatycznie sprawdza go pod kątem błędów.
• Jeśli ma jakieś błędy, powinieneś zobaczyć czerwoną obwódkę wokół modelu. Niebieska obwódka oznacza, że model nie ma błędów.
• Aby naprawić błędy, kliknij na wyskakujące okienko w lewym dolnym rogu, które mówi, "Jeden lub więcej obiektów jest nieprawidłowo zdefiniowanych, kliknij tutaj, aby naprawić".
• Viola, twój model jest naprawiony i jesteś gotowy do drukowania.

Krok 4: Upewnij się, że naprawiony model zapisujesz w pliku STL zamiast w formacie 3MF Microsoftu.

Jak widzieliśmy, 3D Builder jest najprostszym narzędziem, którego możesz użyć do naprawy uszkodzonego pliku STL. Jednak w niektórych przypadkach funkcjonalność naprawy, którą zapewnia, może nie wystarczyć.

Przyjrzyjmy się niektórym z potężniejszych dostępnych programów.

Meshmixer

Cena: Bezpłatnie Windows, macOS Medium

Meshmixer to aplikacja do edycji siatki od dużych chłopców z branży, Autodesku. Jest to bardzo zauważalny krok naprzód w funkcjonalności w stosunku do podstawowych programów takich jak 3D Builder.

Meshmixer łączy w sobie intuicyjny, przyjazny dla użytkownika interfejs z pełnym pakietem funkcji edycji i analizy siatki. To połączenie czyni go wszechstronnym, a zarazem potężnym narzędziem do przygotowania modeli 3D do druku.

Meshmixer posiada również pełen zestaw narzędzi do naprawy plików STL. Niektóre z tych narzędzi to:

• Autonaprawa
• Wypełnianie otworów i mostkowanie
• Rzeźbienie 3D
• Automatyczne wyrównywanie powierzchni
• Wygładzanie, zmiana rozmiaru i optymalizacja siatki
• Konwersja powierzchni 2D na powierzchnie 3D itp.

Przyjrzyjmy się więc, jak można wykorzystać te narzędzia do naprawy pliku STL.

Jak naprawić swój plik STL za pomocą Meshmixera

Krok 1: Zainstaluj oprogramowanie i uruchom aplikację.

Krok 2: Zaimportuj uszkodzony model.

• Kliknij na " + " na stronie powitalnej.
• Wybierz plik STL, który chcesz naprawić z komputera, korzystając z menu, które się pojawi.

Krok 3: Przeanalizuj i napraw model

• W lewym panelu kliknij na " Analiza> Inspektor. "
• Oprogramowanie przeskanuje i automatycznie podświetli wszystkie błędy na różowo.
• Możesz wybrać każdy błąd i naprawić je osobno.
• Możesz również użyć " Auto naprawa wszystko " opcja, aby naprawić wszystkie opcje jednocześnie.

Krok 4: Zapisz ostateczny plik.

Oprócz funkcji Analysis i Inspector, Meshmixer posiada również narzędzia takie jak " Wybierz ," "Make Solid," oraz "Edycja" do pracy z siatkami. Używasz tych narzędzi do zmiany kształtu, edycji i przemodelowania siatki do swoich potrzeb.

Aby dowiedzieć się więcej o oprogramowaniu Meshmixer, możesz prześledzić ten pomocny samouczek na YouTube.

Blender

Cena: Bezpłatnie Windows, MacOS Hard

Blender jest oprogramowaniem znanym wielu artystom 3D. Jest to darmowe oprogramowanie open-source, które zapewnia pełny zestaw narzędzi do modelowania 3D, które obejmują; modelowanie, rigging, animację, itp.

Jedną z mniej znanych funkcji jest możliwość naprawy STL. Dzięki unikalnemu dodatkowi o nazwie Siatka: Zestaw narzędzi do drukarki 3D , użytkownicy mogą manipulować i naprawiać pliki STL ze względną łatwością.

Przyjrzyjmy się, jak to działa.

Jak naprawić plik STL w Blenderze

Krok 1: Włączenie Siatka: Zestaw narzędzi do druku 3D .

• Uruchom oprogramowanie Blender
• Przejdź do " Plik> Preferencje użytkownika> Dodatki ".
• W pasku wyszukiwania wpisz "Mesh: druk 3D".
• Gdy się pojawi, kliknij małe pole obok, aby go aktywować.

Krok 2: Importuj plik STL.

• Przejdź do " Plik> Import> STL ."
• Wyszukaj na swoim komputerze plik STL, który chcesz naprawić i wybierz go.

Krok 3: Naprawić plik STL.

• Na lewym pasku bocznym powinieneś zobaczyć Print3D
• Kliknij na nią, a zobaczysz różne opcje naprawy siatki STL.

Krok 4: Zapisz i wyeksportuj siatkę STL.

Alternatywnie, Blender dostarcza również solidne narzędzie do manipulacji siatkami w trybie edycji. Masz większą swobodę w edycji siatki niż w przyborniku do druku 3D w trybie edycji.

Możesz go użyć poprzez następujące kroki:

Krok 1: Zaznacz obiekt lub obszar, który chcesz edytować, a następnie kliknij klawisz Tab na klawiaturze, aby wejść w tryb edycji.

Krok 2 : Na dolnym pasku narzędziowym powinieneś zobaczyć opcję Tryb siatki, kliknij na nią.

Krok 3: W menu, które wyskoczy, zobaczysz wiele narzędzi do modyfikacji i edycji różnych obszarów siatki, np, "Krawędzie , "Faces", "Vertices ," itp.

Ze wszystkich narzędzi na tej liście, Blender oferuje prawdopodobnie największą funkcjonalność w zakresie edycji siatki. Za jego pomocą można nie tylko naprawić plik STL, ale także znacząco zmienić jego strukturę.

Jednak jeśli chodzi o naprawę siatki, pozostaje w tyle za innymi, ponieważ nie oferuje żadnych opcji naprawiania wszystkiego jednym kliknięciem. Ponadto narzędzia Blendera są nieco zagmatwane i wymagają sporej wiedzy, aby z nich korzystać.

Wyróżnienie:

Netfabb

Cena: Płatne Windows High

Netfabb to kolejne narzędzie firmy Autodesk, które można wykorzystać do manipulacji, edycji i naprawy plików STL i siatek. Kuszące jest porównanie tych dwóch programów, ale Netfabb jest znacznie bardziej zaawansowany niż Meshmixer.

Netfabb to zaawansowane oprogramowanie produkcyjne, które skupia się głównie na optymalizacji i tworzeniu wysokiej jakości modeli 3D na potrzeby procesów wytwarzania addytywnego. Dzięki temu jest bardziej popularne wśród firm i profesjonalistów niż przeciętnych hobbystów.

Zawiera różne narzędzia nie tylko do naprawy i przygotowania modeli 3D, ale także:

• Symulacja procesu produkcji
• Optymalizacja topologii
• Analiza elementów skończonych
• Dostosowywane generowanie ścieżki narzędzia
• Analiza niezawodności
• Analiza uszkodzeń, itp.

Wszystko to sprawia, że jest to najlepsze oprogramowanie do naprawy i przygotowania plików STL i modeli 3D.

Jednak, jak już wspomniałem, nie jest to rozwiązanie dla przeciętnego hobbysty. Może być bardzo skomplikowane do opanowania, a przy abonamencie zaczynającym się od 240$/rok, nie jest to najbardziej opłacalna opcja dla użytkowników indywidualnych.

Jak uprościć & zmniejszyć rozmiar pliku STL?

Aby uprościć i zmniejszyć plik STL, wystarczy ponownie obliczyć i zoptymalizować siatkę. Aby uzyskać mniejszy rozmiar pliku, będziesz potrzebował mniejszej liczby trójkątów lub wielokątów w siatce.

Trzeba jednak uważać przy upraszczaniu siatki. Można stracić niektóre bardziej drobne cechy modelu, a nawet rozdzielczość modelu, jeśli zmniejszymy liczbę trójkątów o znaczną wartość.

Istnieje kilka sposobów na zmniejszenie pliku STL przy użyciu różnych programów do naprawy STL. Przyjrzyjmy się im.

Jak zmniejszyć rozmiar pliku STL za pomocą 3D Buildera?

Krok 1: Importuj plik.

Krok 2: Kliknij na "Edycja" w górnym pasku narzędzi.

Krok 3: W wyświetlonym menu kliknij na "Uprościć".

Krok 4: Użyj suwaka, który się pojawi, aby wybrać poziom optymalizacji, który chcesz.

Uwaga: Jak już mówiłem wcześniej, uważaj, aby nie przeoptymalizować modelu i nie stracić jego drobnych szczegółów.

Krok 5: Po osiągnięciu akceptowalnej rozdzielczości siatki, kliknij na "Redukcja twarzy".

Krok 6: Zapisz model.

Uwaga: Zmniejszenie rozmiaru pliku może wprowadzić pewne problemy do pliku STL, więc może być konieczna jego ponowna naprawa.

Jak zmniejszyć rozmiar pliku STL za pomocą Meshmixera

Krok 1: Importuj model do Meshmixer

Krok 2: Kliknij narzędzie "Wybierz" na pasku bocznym.

Krok 3: Kliknij dwukrotnie na model, aby go zaznaczyć.

Krok 4: Na pasku bocznym kliknij na "Edit> Reduce" lub Shift + R.

Krok 5: W wyświetlonym menu można zmniejszyć rozmiar pliku, korzystając z opcji m.in. "Procent" , "Budżet trójkąta" , "Max. odchylenie".

Jak zmniejszyć rozmiar pliku STL w Blenderze

Krok 1: Zaimportuj model do Blendera.

Krok 2: Na prawym pasku bocznym kliknij ikonę klucza, aby otworzyć narzędzia.

Krok 3: W menu podręcznym kliknij na " Dodaj modyfikator> Decimate" by przywołać narzędzia do decymacji.

Narzędzie decimate wyświetla liczbę wielokątów.

Krok 4: Aby zmniejszyć rozmiar pliku, wprowadź w polu współczynnik, o który chcesz zmniejszyć plik.

Na przykład, aby zmniejszyć liczbę wielokątów do 70% ich oryginalnego rozmiaru, umieść w polu 0,7.

Krok 5: Zapisz model.

To wszystko, co musisz wiedzieć o naprawie pliku STL. Mam nadzieję, że ten przewodnik pomoże Ci we wszystkich problemach z plikiem STL.

Powodzenia i szczęśliwego Drukarza!!!