如何为3D打印修复STL文件 - Meshmixer, Blender

Roy Hill 24-10-2023
Roy Hill

当你遇到有错误的文件或设计时,在3D打印中修复STL文件是一项有价值的技能。 这些通常是模型本身的孔或缝隙,相交的边缘,或称为非人字形边缘的东西。

有两种主要的方法可以修复破损的STL文件。 第一种方法是在CAD软件中修复所有模型的设计缺陷,然后再将其导出为STL格式。

第二种修复方法需要你使用STL文件修复软件来检查和修复模型中的任何缺陷。

这是关于如何修复STL文件以实现最佳3D打印的基本答案,但还有更多的信息是你想知道的。 因此,继续阅读下去,了解正确修复STL文件的细节。

然而,在我们进一步讨论之前,让我们快速看一下STL文件的构建模块。

    什么是STL文件?

    STL是标准细分语言或立体光刻的缩写,是一种用于描述三维物体表面几何形状的文件格式。 值得注意的是,它不包含关于模型的颜色、纹理或其他属性的任何信息。

    它是你在CAD软件中建模后将你的3D对象转换成的文件格式。 然后你可以将STL文件发送到切片机中,为打印做准备。

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    STL文件使用一种叫做 "镶嵌 "的原理来存储3D模型的信息。

    镶嵌法包括在模型表面铺设一系列相互连接的三角形的网格。 每个三角形至少共享两个顶点的邻近三角形。

    铺设在模型表面的网格与表面本身的形状近似。

    因此,为了描述三维模型,STL文件存储了网格中三角形顶点的坐标。 它还包含每个三角形的法向量,定义了三角形的方向。

    切片机接收STL文件,并使用这些信息将模型的表面描述给3D打印机进行打印。

    注意:STL文件使用的三角形数量决定了网格的精度。 如果要提高精度,你需要更多的三角形数量,导致更大的STL文件。

    什么是3D打印中的STL错误?

    三维打印中的STL文件错误是由于模型中的故障或由于CAD模型的不良导出而产生的问题。

    这些错误会严重影响CAD模型的可打印性,如果在切片时没有发现这些错误,往往会导致打印失败,导致时间和资源的浪费。

    STL错误有多种形式。 让我们看看一些比较常见的错误。

    倒三角

    在STL文件中,网格中的三角形的法向量应该总是指向外侧。 因此,当法向量指向内侧或其他方向时,我们就有一个翻转的或倒置的三角形。

    倒三角错误使切片机和3D打印机混淆。 在这种情况下,它们都不知道表面的正确方向。

    因此,3D打印机不知道该把材料放在哪里。

    这导致在为打印模型做准备时出现切片和打印错误。

    表面孔

    三维模型打印的主要要求之一是 "不漏水"。 要使STL三维模型不漏水,三角形网格必须形成一个封闭的体积。

    当一个模型有表面孔洞时,意味着网格中存在空隙。 一种描述方法是,网格中的一些三角形与相邻的三角形不共享两个顶点,导致了孔洞的出现。

    因此,STL模型不是一个封闭的水密体积,打印机将无法正确打印。

    二维表面

    通常情况下,这种错误是由于使用3D建模工具,如雕刻机和扫描仪造成的。 使用这些工具时,模型可能在电脑屏幕上准确显示,但在现实中没有任何深度。

    因此,切片机和3D打印机无法理解和打印2D表面。 所以,你必须在将这些模型导出为STL格式之前,通过挤压它们并赋予它们深度来修复它们。

    浮动表面

    在创建三维模型时,可能会有一些特殊的功能或添加物,STL设计者可能想尝试一下。 这些功能可能不会进入最终模型,但它们可能保留在STL文件中。

    如果这些 "被遗忘 "的特征没有附在模型的主体上,那么它们很有可能会使切片机和3D打印机都感到困惑。

    你必须去除这些特征并清理模型,以便将物体无缝地切片和打印。

    重叠/相交的面孔

    为了使STL文件可以打印,你必须把它渲染成一个单一的实体物体。 然而,有时在一个三维模型中实现这一点并不容易。

    通常情况下,在组装3D模型时,特定的面或特征可能会重叠。 这在屏幕上可能看起来不错,但它会使3D打印机感到困惑。

    当这些特征发生碰撞或重叠时,3D打印机打印头的路径就会收到指令,在相同的区域上经过两次。 不幸的是,这常常导致打印错误。

    非歧管和坏边

    当两个或更多的主体共享同一边缘时,就会出现非人字形边缘。 当模型在其主体内部有一个内表面时,也会出现这种情况。

    这些坏的边缘和内表面会使切片机混淆,甚至造成多余的印刷路径。

    膨胀的STL文件(过度定义的网格)。

    正如你在前面所记得的,网格的精度取决于网格中使用的三角形数量。 但是,如果它有太多的三角形,网格会变得过度精细化,导致STL文件臃肿。

    臃肿的STL文件由于其大尺寸,对大多数切片机和在线打印服务来说是一种挑战。

    此外,虽然过度细化的网格可以捕捉到模型的最微小的细节,但大多数3D打印机的精度不足以打印出这些细节。

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    因此,在创建一个网格时,你必须在打印机的准确性和能力之间取得微妙的平衡。

    如何修复一个需要修复的STL文件?

    现在我们已经看到了STL文件可能出错的一些情况,是时候说些好消息了。 你可以修复所有这些错误,并成功打印STL文件。

    根据STL文件中的错误有多大,你可以对这些文件进行编辑和修补,使它们能够令人满意地进行切片和打印。

    有两种主要的方法可以修复损坏的STL文件。 它们是:

    • 在导出STL之前,在本地CAD程序中修复模型。
    • 用STL修复软件修复模型。

    固定CAD文件中的模型

    在原生CAD程序中修复模型是一个相对更直接的选择。 此外,大多数现代3D建模应用程序都有一些功能,你可以在将其导出为STL格式之前,用来检查和修复这些错误。

    因此,利用这些功能,设计师可以充分优化模型,以确保切片和打印顺利进行。

    用STL修复软件修复模型

    在某些情况下,用户可能无法接触到原始的CAD文件或3D建模软件。 这使得他们更难分析、修改和修复设计。

    幸运的是,有一些修复STL文件的应用程序,而不需要CAD文件。 这些STL修复文件包含许多工具,你可以用它们来检测和修复STL文件中的这些错误,而且速度相对较快。

    你可以使用STL修复软件做的事情的例子包括;

    1. 自动检测和修复STL文件中的错误。
    2. 在文件中手动编辑网格的三角形。
    3. 重新计算和优化网格大小,以获得最佳的分辨率和定义。
    4. 填充孔和挤压二维表面。
    5. 删除浮动表面
    6. 解决非边界和坏边的问题。
    7. 重新计算网格以解决交叉点。
    8. 将倒置的三角形翻转回正常方向。

    在下一节中,我们将研究一些做这件事的最佳软件。

    修复破损STL文件的最佳软件

    市场上有几个修复STL文件的应用程序,每个都提供了不同的功能,有助于恢复和优化STL文件用于3D打印。

    我汇编了一份现有的一些最好的清单。 让我们来看看它们

    三维建设者

    价格: 免费 窗户 顺利

    3D Builder是微软提供的一个3D建模工具,用于设计、构建和编辑3D模型。

    这个软件的一个重要好处是,它是免费的,很容易获得,而且不需要太多的计算能力。 如果你没有发现它预装在你的PC上,你总是可以在微软应用商店得到它。

    尽管3D Builder没有一些更先进的3D建模软件的功能,但它仍能很好地保持自己的地位。

    这种简单的设计闪耀的领域之一是为打印准备3D模型。 使用3D Builder的一套工具,你可以导入、清理和导出3D模型到STL文件,以便打印。

    然而,我们特别感兴趣的领域是3D Builder的STL文件修复功能。 因此,让我们看看它是如何工作的。

    如何使用3D Builder修复STL文件

    步骤1: 安装并启动3D Builder软件。

    第2步: 将破碎的STL文件导入到工作区。

    • 从侧面菜单或显示屏幕上,点击" 打开> 加载对象 ."
    • 从你的电脑中选择破碎的STL文件。
    • 一旦模型出现在工作区,点击" 进口模型 "从顶部的菜单中。

    第3步: 修复3D模型。

    • 导入模型后,3D Builder会自动检查其是否有错误。
    • 如果它有任何错误,你应该看到模型周围有一个红圈。 蓝圈意味着模型没有错误。
    • 要修复错误,请点击左下方的弹出窗口,上面写着、 "一个或多个对象定义无效。 点击这里进行修复。"
    • Viola,你的模型已经固定,你已经准备好打印了。

    第4步: 确保你将修复后的模型保存为STL文件,而不是微软的3MF格式。

    正如我们所看到的,3D Builder是你可以用来修复损坏的STL文件的最直接的工具。 然而,在某些情况下,它所提供的修复功能可能是不够的。

    让我们来看看现有的一些更强大的软件。

    网状混合器

    价格: 免费 Windows, macOS 中型

    Meshmixer是一个来自业界大佬Autodesk的网格编辑应用程序。 它在功能上比3D Builder这样的基本程序有了非常明显的提升。

    Meshmixer结合了一个直观的、用户友好的界面和一整套网格编辑和分析功能。 这种结合使它成为一个多功能而又强大的工具,用于准备打印的三维模型。

    Meshmixer还配备了一整套修复STL文件的工具。 其中一些工具包括:

    • 汽车维修
    • 补孔和架桥
    • 三维雕刻
    • 自动表面对齐
    • 网格平滑、调整大小和优化
    • 将二维平面转换为三维平面,等等。

    因此,让我们来看看你如何使用这些工具来修复你的STL文件。

    如何用Meshmixer修复你的STL文件

    步骤1: 安装该软件并启动应用程序。

    第2步: 导入破碎的模型。

    • 点击" + "的标志在欢迎页上。
    • 使用出现的菜单选择你想从PC上修复的STL文件。

    第3步: 分析和修复模型

    • 在左侧面板上,点击" 分析> 检查员。 "
    • 该软件将扫描并自动突出所有粉红色的错误。
    • 你可以选择每个错误,并分别修复它们。
    • 你也可以使用" 汽车维修所有 "选项来一次修复所有的选项。

    第4步: 保存最终文件。

    除了分析和检查功能外,Meshmixer还有一些工具,如" 选择 ," "做实"。 "编辑" 你使用这些工具来重塑、编辑和改造网格,使其符合你的要求。

    要了解更多关于Meshmixer软件的信息,你可以关注YouTube上的这个有用的教程。

    搅拌器

    价格: 免费 Windows, MacOS 困难

    Blender是许多3D艺术家都熟悉的一个软件。 它是免费的开源软件,提供一整套3D建模工具,包括;建模、索具、动画等。

    它的一个鲜为人知的特点是它的STL修复能力。 由于有一个独特的附加功能,称为 网格:3D打印机工具箱 在这里,用户可以相对容易地操作和修复STL文件。

    让我们来看看这是如何运作的。

    如何使用Blender修复STL文件

    步骤1: 启用 网格:3D打印工具箱 .

    • 启动Blender软件
    • 转到" 文件> 用户首选项> 附加组件 ".
    • 在搜索栏中,输入 "Mesh: 3D打印"。
    • 一旦它出现,点击旁边的小方框就可以激活它。

    第2步: 导入STL文件。

    • 转到" 文件> 导入> STL ."
    • 在你的电脑上浏览你要修复的STL文件并选择它。

    第3步: 修复STL文件。

    • 在左边的侧栏,你应该看到 打印3D
    • 点击它,你会看到有多种修复STL网格的选项。

    第4步: 保存并导出STL网格。

    另外,Blender还提供了一个强大的工具,用于在编辑模式下操作网格。 在编辑模式下,你有比3D打印工具箱更大的自由度来编辑网格。

    你可以通过以下步骤使用它:

    步骤1: 选择你要编辑的对象或区域,然后点击键盘上的Tab键,进入编辑模式。

    第2步 :在下部工具栏上,你应该看到网格模式选项。 点击它。

    第3步: 在弹出的菜单上,你会看到各种工具,用于修改和编辑网格的各个区域,例如:、 "边缘 , "面"、"顶点 ,"等等。

    在这个名单上的所有工具中,Blender可以说提供了最大的网格编辑功能。 通过它,你不仅可以修复STL文件,而且还可以大大改变结构。

    然而,当涉及到网格修复时,它落后于其他人,因为它没有提供任何一键修复所有选项。 而且,Blender的工具有些复杂,需要相当的专业知识才能使用。

    荣誉奖:

    蝵蝏蝏

    价格: 付费 窗户

    Netfabb是Autodesk公司的另一个工具,你可以用它来操作、编辑和修复STL文件和网格。 比较这两个程序是很诱人的,但Netfabb比Meshmixer要先进得多。

    Netfabb是一款先进的制造软件,主要侧重于为增材制造工艺优化和创建高质量的三维模型。 因此,它更受企业和专业人士的欢迎,而不是一般的爱好者。

    它包含各种工具,不仅用于修复和准备3D模型,而且还用于:

    • 模拟生产过程
    • 拓扑结构优化
    • 有限元分析
    • 可定制的刀具路径生成
    • 可靠性分析
    • 失效分析,等等。

    所有这些使它成为修复和准备STL文件和3D模型的终极软件。

    然而,正如我前面所说,它不适合普通的爱好者。 它可能非常复杂,难以掌握,而且订阅费用从240美元/年开始,对于个人用户来说,它不是最经济的选择。

    如何简化& 减少STL文件的大小?

    为了简化和减少STL文件,你需要做的就是重新计算和优化网格。 为了减小文件大小,你需要减少网格中的三角形或多边形的数量。

    然而,在简化网格的时候,你必须要小心,如果你大量减少三角形的数量,你可能会失去模型的一些较小的特征,甚至是模型的分辨率。

    有几种方法可以使用各种STL修复软件来减少STL文件。 让我们来看看它们。

    如何用3D Builder减少STL文件的大小

    步骤1: 导入文件。

    第2步: 点击进入 "编辑" 在顶部的工具条上。

    第3步: 在出现的菜单中,点击 "简单化"。

    第4步: 使用出现的滑块来选择你想要的优化水平。

    注意:正如我前面所说的,要注意不要过度优化模型而失去其更多的细节。

    第5步: 一旦你达到一个可接受的网格分辨率,点击 "减少面孔"。

    第6步: 保存模型。

    注意:减少文件大小可能会给STL文件带来一些问题,所以你可能需要再次修复它。

    如何用Meshmixer减少STL文件的大小

    步骤1: 将模型导入Meshmixer中

    第2步: 点击侧边栏上的 "选择 "工具。

    第3步: 双击该模型以选择它。

    第4步: 在侧边栏上,点击 "编辑>减少" 或Shift + R。

    第5步: 在出现的菜单中,你可以使用以下选项减少文件的大小,包括 "百分比" , "三角区预算" , "最大偏差"。

    如何用Blender减少STL文件的大小

    步骤1: 将模型导入Blender。

    第2步: 在右侧边栏,点击扳手图标,打开工具。

    第3步: 在弹出的菜单中,点击" 添加修改器> Decimate" 提到decimate工具。

    decimate工具显示多边形计数。

    第4步: 要降低文件大小,请在比例框中输入你想减少文件的比例。

    例如,如果要将多边形数量减少到原始大小的70%,则在方框中填入0.7。

    第5步: 保存模型。

    好了,这就是你需要知道的关于修复STL文件的全部内容。 我希望这个指南能帮助你解决所有STL文件的麻烦。

    祝您好运,祝您印刷愉快!!!!

    Roy Hill

    Roy Hill is a passionate 3D printing enthusiast and technology guru with a wealth of knowledge on all things related to 3D printing. With over 10 years of experience in the field, Roy has mastered the art of 3D designing and printing, and has become an expert in the latest 3D printing trends and technologies.Roy holds a degree in mechanical engineering from the University of California, Los Angeles (UCLA), and has worked for several reputable companies in the field of 3D printing, including MakerBot and Formlabs. He has also collaborated with various businesses and individuals to create custom 3D printed products that have revolutionized their industries.Aside from his passion for 3D printing, Roy is an avid traveler and an outdoor enthusiast. He enjoys spending time in nature, hiking, and camping with his family. In his spare time, he also mentors young engineers and shares his wealth of knowledge on 3D printing through various platforms, including his popular blog, 3D Printerly 3D Printing.