Виправлення STL-файлів у 3D-друку - цінна навичка, яку варто опанувати, коли ви стикаєтеся з файлами або конструкціями, що містять помилки. Зазвичай це отвори або прогалини в самій моделі, ребра, що перетинаються, або щось, що називається непересічними ребрами.

Існує два основних способи відновлення пошкодженого STL-файлу. Перший полягає у виправленні всіх недоліків дизайну моделі в CAD-програмі перед експортом у STL-формат.

Друге виправлення вимагає використання програми для виправлення STL-файлів, щоб перевірити і виправити будь-які дефекти в моделі.

Це основна відповідь на питання про те, як відновити STL-файли для оптимального 3D-друку, але є ще багато інформації, яку ви захочете дізнатися. Отже, продовжуйте читати далі, щоб дізнатися подробиці про те, як правильно відновити ваші STL-файли.

Однак, перш ніж ми підемо далі, давайте швидко розглянемо складові частини STL-файлів.

Що таке STL-файли?

STL, що розшифровується як Standard Tessellation Language або Stereolithography, - це формат файлів, який використовується для опису геометрії поверхні 3D-об'єкта. Важливо зазначити, що він не містить жодної інформації про колір, текстуру або інші атрибути моделі.

Це формат файлу, в який ви перетворюєте свої 3D-об'єкти після їх моделювання в CAD-програмі. Потім ви можете надіслати STL-файл на різак, щоб підготувати його до друку.

STL-файли зберігають інформацію про 3D-модель, використовуючи принцип, який називається "Тесселяція".

Тесселяція передбачає викладення серії взаємопов'язаних трикутників у вигляді сітки на поверхні моделі. Кожен трикутник має щонайменше дві спільні вершини з сусідніми трикутниками.

Сітка, викладена на поверхні моделі, максимально наближена до форми самої поверхні.

Отже, для опису 3D-моделі в STL-файлі зберігаються координати вершин трикутників у сітці, а також вектор нормалі для кожного трикутника, який визначає напрямок трикутника.

Нарізувач бере STL-файл і використовує цю інформацію для опису поверхні моделі на 3D-принтері для друку.

Примітка: Кількість трикутників у STL-файлі визначає точність сіті. Для більшої точності вам знадобиться більша кількість трикутників, що призведе до більшого розміру STL-файлу.

Що таке STL-помилки в 3D-друку?

Помилки STL-файлів у 3D-друку виникають через помилки в моделі або проблеми, пов'язані з поганим експортом CAD-моделі.

Ці помилки можуть серйозно вплинути на можливість друку CAD-моделі. Якщо їх не виправити під час нарізки, вони часто призводять до невдалого друку, що призводить до марної трати часу і ресурсів.

Помилки STL бувають різних форм. Давайте розглянемо деякі з найпоширеніших.

Перевернутий трикутник

У STL-файлі нормальні вектори на трикутниках у сітці завжди повинні бути спрямовані назовні. Таким чином, ми маємо перевернутий або інвертований трикутник, коли нормальний вектор спрямований всередину або в будь-якому іншому напрямку.

Помилка перевернутого трикутника збиває з пантелику різак і 3D-принтер. У цій ситуації вони обидва не знають правильної орієнтації поверхні.

В результаті 3D-принтер не знає, куди вкладати матеріал.

Це призводить до помилок нарізки та друку, коли настає час підготовки моделі до друку.

Поверхневі отвори

Однією з основних вимог, що висуваються до 3D-моделі для друку, є її "водонепроникність". Щоб STL 3D-модель була водонепроникною, трикутна сітка повинна утворювати замкнутий об'єм.

Коли модель має поверхневі отвори, це означає, що в сітці є розриви. Один із способів описати це полягає в тому, що деякі трикутники в сітці не мають двох спільних вершин із сусідніми трикутниками, що призводить до утворення отвору.

Таким чином, модель STL не є закритим водонепроникним об'ємом, і принтер не надрукує її коректно.

2D поверхні

Зазвичай ця помилка виникає через використання інструментів 3D-моделювання, таких як скульптори та сканери. При використанні цих інструментів модель може точно відображатися на екрані комп'ютера, але вона не має глибини в реальності.

Як наслідок, слайсери та 3D-принтери не можуть зрозуміти і надрукувати 2D-поверхні. Тому вам доведеться виправити ці моделі, видавлюючи їх і надаючи їм глибину, перш ніж експортувати їх у формат STL.

Плаваючі поверхні

При створенні 3D-моделі можуть виникнути певні особливості або доповнення, які STL-дизайнер хотів би випробувати. Ці особливості можуть не потрапити в остаточну модель, але вони можуть залишитися в STL-файлі.

Якщо ці "забуті" функції не прикріплені до основної частини моделі, існує велика ймовірність того, що вони можуть переплутати і слайсер, і 3D-принтер.

Ви повинні видалити ці функції і очистити модель, щоб розрізати і надрукувати об'єкт без проблем.

Грані, що накладаються/перетинаються

Щоб STL-файл можна було надрукувати, ви повинні відрендерити його як один суцільний об'єкт. Однак іноді це нелегко зробити в 3D-моделі.

Часто під час складання 3D-моделі окремі деталі можуть накладатися одна на одну. На екрані це може виглядати нормально, але це збиває з пантелику 3D-принтер.

Коли ці функції стикаються або перекриваються, друкуюча головка 3D-принтера отримує вказівки двічі проходити над одними й тими самими ділянками. На жаль, це часто призводить до помилок друку.

Неманіфольдні та погані кромки

Небагатовимірні ребра виникають, коли два або більше тіл мають однакові ребра. Вони також з'являються, коли моделі мають внутрішню поверхню всередині свого основного тіла.

Погані краї та внутрішні поверхні можуть заплутати різак і навіть спричинити зайві траєкторії друку.

Роздутий STL-файл (надмірно визначена сітка)

Як ви пам'ятаєте, точність сіті залежить від кількості трикутників, що використовуються в ній. Однак, якщо в ній занадто багато трикутників, сіть може стати надмірно деталізованою, що призведе до роздуття STL-файлу.

Роздуті STL-файли є складним завданням для більшості слайсерів та онлайн-сервісів друку через їхні великі розміри.

Крім того, хоча надто точна сітка відображає навіть найдрібніші деталі моделі, більшість 3D-принтерів недостатньо точні, щоб роздрукувати ці деталі.

Таким чином, при створенні сітки необхідно дотримуватися тонкого балансу між точністю і можливостями принтера.

Як виправити STL-файл, який потребує відновлення?

Тепер, коли ми розглянули деякі помилки, які можуть виникнути у файлі STL, настав час для хороших новин. Ви можете виправити всі ці помилки і успішно надрукувати STL-файл.

Залежно від того, наскільки великими є помилки у файлі STL, ви можете відредагувати і виправити ці файли так, щоб їх можна було задовільно розрізати і друкувати.

Існує два основних способи відновлення пошкодженого STL-файлу:

• Виправлення моделі в рідній CAD програмі перед експортом в STL.
• Виправлення моделі за допомогою програмного забезпечення для ремонту STL.

Фіксація моделі в CAD-файлі

Виправлення моделі у рідній CAD-програмі є відносно простішим варіантом. Крім того, більшість сучасних програм для 3D-моделювання мають функції, за допомогою яких можна перевірити і виправити ці помилки перед експортом у STL-формат.

Отже, використовуючи ці функції, дизайнери можуть адекватно оптимізувати моделі, щоб нарізка та друк проходили без проблем.

Виправлення моделі за допомогою програмного забезпечення STL Repair

У деяких випадках користувачі можуть не мати доступу до оригінального CAD-файлу або програмного забезпечення для 3D-моделювання. Це ускладнює аналіз, модифікацію та виправлення проекту.

На щастя, існують програми для виправлення STL-файлів без використання CAD-файлу. Ці файли для виправлення STL містять багато інструментів, за допомогою яких можна відносно швидко виявити і виправити ці помилки в STL-файлах.

Приклади того, що можна зробити за допомогою STL repair software, включають наступне;

1. Автоматичне виявлення та виправлення помилок у файлі STL.
2. Ручне редагування трикутників сіті у файлі.
3. Перерахунок та оптимізація розміру сітки для найкращої роздільної здатності та чіткості.
4. Заповнення отворів та екструзія 2D поверхонь.
5. Видалення плаваючих поверхонь
6. Вирішення небагатогранних і поганих ребер.
7. Перерахунок сіті для вирішення перетинів.
8. Перевертаємо перевернуті трикутники назад у нормальному напрямку.

У наступному розділі ми розглянемо деякі з найкращих програм для цього.

Найкраще програмне забезпечення для відновлення пошкоджених STL файлів

На ринку існує кілька програм для відновлення STL-файлів. Кожна з них пропонує різні функції, корисні для відновлення та оптимізації STL-файлів для 3D-друку.

Я склав список найкращих з них. Давайте подивимось на них

3D-конструктор

Ціна: Безкоштовно Windows Легко.

Першим у моєму списку є Microsoft 3D Builder. 3D Builder - це інструмент тривимірного моделювання від Microsoft для проектування, побудови та редагування тривимірних моделей.

Однією з важливих переваг цього програмного забезпечення є те, що воно безкоштовне, легкодоступне і не вимагає великих обчислювальних потужностей. Якщо ви не знайшли його попередньо встановленим на вашому комп'ютері, ви завжди можете завантажити його в магазині додатків Microsoft.

Все в цій програмі орієнтоване на початківців у сфері 3D-друку. Хоча 3D Builder не має функціональності деяких більш просунутих програм для 3D-моделювання, він все ще досить добре справляється зі своїми завданнями.

Однією з областей, де ця проста конструкція може бути використана, є підготовка 3D-моделей до друку. Використовуючи набір інструментів 3D Builder, ви можете імпортувати, очищати та експортувати 3D-моделі в STL-файли для подальшої підготовки до друку.

Однак нас цікавить саме функція відновлення STL-файлів у 3D Builder. Отже, давайте подивимося, як це працює.

Як відновити STL-файл за допомогою 3D Builder

Крок перший: Встановіть і запустіть програму 3D Builder.

Крок другий: Імпортуйте пошкоджений STL-файл до робочої області.

• У бічному меню або на екрані дисплея натисніть " Відкрити> Завантажити об'єкт ."
• Виберіть пошкоджений STL-файл на вашому комп'ютері.
• Коли модель з'явиться на робочому полі, натисніть " Модель імпорту " у верхньому меню.

Крок 3: Виправте 3D-модель.

• Після імпорту моделі 3D-конструктор автоматично перевіряє її на наявність помилок.
• Якщо в ній є помилки, ви побачите червоне кільце навколо моделі. Синє кільце означає, що модель не містить помилок.
• Щоб виправити помилки, натисніть на спливаюче вікно внизу ліворуч з написом, "Один або кілька об'єктів визначено невірно. Натисніть тут, щоб виправити".
• Віоло, ваш макет зафіксовано, і ви готові до друку.

Крок четвертий: Переконайтеся, що ви зберегли відремонтовану модель у форматі STL, а не у форматі Microsoft 3MF.

Як ми вже бачили, 3D Builder - це найпростіший інструмент для відновлення пошкодженого STL-файлу. Однак, в деяких випадках його функціональних можливостей може бути недостатньо.

Давайте розглянемо деякі з найпотужніших доступних програм.

Meshmixer

Ціна: Безкоштовно Windows, macOS Середній

Meshmixer - це програма для редагування сіток від "великих хлопців" індустрії, компанії Autodesk. Це дуже помітний крок вперед у функціональності порівняно з базовими програмами, такими як 3D Builder.

Meshmixer поєднує в собі інтуїтивно зрозумілий, зручний інтерфейс з повним набором функцій редагування та аналізу сітей. Таке поєднання робить його універсальним і водночас потужним інструментом для підготовки 3D-моделей до друку.

Meshmixer також постачається з повним набором інструментів для відновлення STL-файлів. Деякі з цих інструментів включають

• Авторемонт
• Заповнення та перекриття отворів
• 3D-ліплення
• Автоматичне вирівнювання поверхні
• Згладжування, зміна розміру та оптимізація сітки
• Перетворення 2D-поверхонь у 3D-поверхні тощо.

Отже, давайте розглянемо, як можна використовувати ці інструменти для виправлення вашого STL-файлу.

Як відновити STL-файл за допомогою Meshmixer

Крок перший: Встановіть програмне забезпечення та запустіть додаток.

Крок другий: Імпортуйте розбиту модель.

• Натисніть на кнопку " + " на вітальній сторінці.
• Виберіть STL-файл, який потрібно виправити, на вашому комп'ютері за допомогою меню, що з'явиться.

Крок 3: Проаналізуйте та виправте модель

• На лівій панелі натисніть на " Аналіз "Інспектор". "
• Програма просканує і автоматично виділить всі помилки рожевим кольором.
• Ви можете вибрати кожну помилку і виправити їх окремо.
• Ви також можете скористатися кнопкою " Авторемонт все ", щоб виправити всі параметри одразу.

Крок четвертий: Збережіть кінцевий файл.

Окрім функцій аналізу та інспектора, Meshmixer також має такі інструменти, як " Виберіть ," "Make Solid". і "Редагувати" для роботи з сітками. За допомогою цих інструментів ви можете змінювати форму, редагувати та модифікувати сітку на свій розсуд.

Щоб дізнатися більше про програмне забезпечення Meshmixer, ви можете переглянути цей корисний посібник на YouTube.

Блендер

Ціна: Безкоштовно Windows, MacOS Жорстко.

Blender - це програма, з якою знайомі багато 3D-художників. Це безкоштовне програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом, яке надає повний набір інструментів для 3D-моделювання, що включає в себе моделювання, рихтування, анімацію тощо.

Однією з менш відомих функцій є можливість ремонту STL. Завдяки унікальному доповненню під назвою Mesh: набір інструментів для 3D-принтера користувачі можуть відносно легко маніпулювати та відновлювати STL-файли.

Давайте подивимося, як це працює.

Як відновити STL-файл у Blender'і за допомогою Blender'а

Крок перший: Увімкніть опцію Mesh: інструментарій для 3D-друку .

• Запустіть програму Blender
• Перейдіть до " Файл> Налаштування користувача> Доповнення ".
• У рядку пошуку введіть "Mesh: 3D-друк".
• Як тільки він з'явиться, натисніть на маленьку клітинку поруч, щоб активувати його.

Крок другий: Імпортуйте файл STL.

• Перейдіть до " Файл> Імпорт> STL ."
• Знайдіть STL-файл, який потрібно відновити, на вашому комп'ютері та виберіть його.

Крок 3: Відновіть файл STL.

• На лівій бічній панелі ви повинні побачити Print3D
• Натисніть на нього, і ви побачите різні варіанти відновлення сітки STL.

Крок четвертий: Збережіть та експортуйте сіть STL.

Крім того, Blender також надає потужний інструмент для маніпулювання сітками в режимі редагування. У режимі редагування ви маєте більше свободи для редагування сітки, ніж в інструментарії 3D-друку.

Скористатися ним можна за допомогою наступних кроків:

Крок перший: Виберіть об'єкт або область, яку ви хочете редагувати, а потім натисніть клавішу Tab на клавіатурі, щоб увійти в режим редагування.

Крок 2 На нижній панелі інструментів ви побачите опцію "Режим сітки". Клацніть на ній.

Крок 3: У меню, що з'явиться, ви побачите різноманітні інструменти для модифікації та редагування різних областей сіті, наприклад "Краї , "Обличчя", "Вершини і т.д., і т.п.

З усіх інструментів у цьому списку, Blender, мабуть, пропонує найбільшу функціональність редагування сіті. З його допомогою ви можете не тільки виправити STL-файл, але й суттєво змінити його структуру.

Однак, коли справа доходить до ремонту сіті, він відстає від інших, оскільки не пропонує виправлення всіх параметрів одним клацанням миші. Крім того, інструменти Blender'а дещо заплутані і вимагають значних навичок для використання.

Почесна відзнака:

Netfabb

Ціна: Оплачено Windows Високий

Netfabb - це ще один інструмент від Autodesk, який можна використовувати для маніпулювання, редагування та відновлення STL-файлів і сітей. Є спокуса порівняти ці дві програми, але Netfabb набагато більш просунутий, ніж Meshmixer.

Netfabb - це передове виробниче програмне забезпечення, яке зосереджене в основному на оптимізації та створенні високоякісних 3D-моделей для процесів адитивного виробництва. Як результат, воно є більш популярним серед бізнесу та професіоналів, ніж серед пересічних аматорів.

Він містить різноманітні інструменти не лише для ремонту та підготовки 3D-моделей, а й для..:

• Моделювання виробничого процесу
• Оптимізація топології
• Аналіз скінченних елементів
• Настроювана генерація траєкторії інструменту
• Аналіз надійності
• Аналіз відмов тощо.

Все це робить його ідеальним програмним забезпеченням для відновлення та підготовки STL-файлів і 3D-моделей.

Однак, як я вже казав раніше, це не для пересічного любителя. Він може бути дуже складним для освоєння, і з підпискою від 240 доларів на рік, це не найефективніший варіант для індивідуальних користувачів.

Як спростити та зменшити розмір STL-файлу?

Щоб спростити і зменшити розмір STL-файлу, все, що вам потрібно зробити, це перерахувати і оптимізувати сіть. Щоб зменшити розмір файлу, вам знадобиться менша кількість трикутників або полігонів у сітці.

Однак, ви повинні бути обережними при спрощенні сіті. Ви можете втратити деякі більш дрібні особливості моделі і навіть роздільну здатність моделі, якщо зменшите кількість трикутників на значну величину.

Існує декілька способів зменшити STL-файл за допомогою різних програм для відновлення STL. Давайте розглянемо їх.

Як зменшити розмір STL-файлу за допомогою 3D Builder

Крок перший: Імпортуйте файл.

Крок другий: Натисніть на "Редагувати" на верхній панелі інструментів.

Крок 3: У меню, що з'явиться, натисніть на "Спростити".

Крок четвертий: За допомогою повзунка, що з'явиться, виберіть потрібний рівень оптимізації.

Примітка: Як я вже казав раніше, будьте обережні, щоб не надто оптимізувати модель і не втратити її найдрібніші деталі.

Крок п'ятий: Коли ви досягнете прийнятної роздільної здатності сіті, натисніть на "Зменшити обличчя".

Крок шостий: Збережи модель.

Зауваження: Зменшення розміру файлу може спричинити деякі проблеми з файлом STL, тому, можливо, вам доведеться відремонтувати його знову.

Як зменшити розмір STL-файлу за допомогою Meshmixer

Крок перший: Імпортуйте модель у Meshmixer

Крок другий: Натисніть на інструмент "Виділити" на бічній панелі.

Крок 3: Двічі клацніть на моделі, щоб вибрати її.

Крок четвертий: На бічній панелі натисніть на "Редагувати> Зменшити" або Shift + R.

Крок п'ятий: У меню, що з'явиться, ви можете зменшити розмір файлу за допомогою таких опцій "Відсоток" , "Трикутний бюджет" , "Максимальне відхилення".

Як зменшити розмір STL-файлу за допомогою Blender'а

Крок перший: Імпортуйте модель у Blender.

Крок другий: На правій бічній панелі натисніть на іконку гайкового ключа, щоб відкрити інструменти.

Крок 3: У спливаючому меню натисніть на " Додати модифікатор> Decimate" щоб підняти інструменти для знищення.

Інструмент "Дециметр" показує кількість полігонів.

Крок четвертий: Щоб зменшити розмір файлу, введіть співвідношення, в якому ви хочете зменшити файл, у відповідне поле.

Наприклад, щоб зменшити кількість полігонів до 70% від початкового розміру, покладіть у клітинку 0.7.

Крок п'ятий: Збережи модель.

Що ж, це все, що вам потрібно знати про відновлення STL-файлу. Сподіваюся, цей посібник допоможе вам у вирішенні всіх проблем з STL-файлами.

Успіхів вам і щасливого друку!!!