3D打印之桥式打法

3D打印中,打印支撑一般费时费料。对于一些模型,其实用桥式打法(Bridging)取代支撑,就可以达到同样的效果,而且省料省时省事。

什么时候用桥式打法?

顾名思义,就是对于类似下面桥梁的结构。梁虽然悬空,但梁下可以不用支撑。

图:适用于桥式打法的结构

复杂一点的例子,Thingiverse上的这个魔方由3个相同的部件构成,打印时是按照右边紫色/橙色的方向放置的,不需要支撑。

图:魔方及其部件

本文后面还有其它的例子,比如墙上的窗户或者镂空的孔。

桥式打法的过程

当然是直接飞线过去。下面是两个例子。

图:魔方桥式打印过程
图:立面上六边形孔的打印过程

桥式打法中的问题

典型的问题就是塌陷。如下面两个例子所示(照片是将物件放倒了拍的,但打印时是立着的)。

图:墙上的“窗”及缺陷(打印时是立着的)
图:墙上的六边形孔及缺陷(打印时是立着的)

问题分析

从前面六边形孔的打印过程的图中,看到“梁”的底面的填充率似乎不是100%。实际上是这样吗?让我们在切片软件(Simplify3D)中看看打印头的路径。

图:桥梁底面的打印路径

上图中可以看到桥梁底面和填充层的差别。这说明,桥梁底面确实是底面的打法。

但是,折线式的填充打法,即使填充100%,对于悬空的梁仍然是不稳定的。

桥式打法的优化

最理想的打法是在打印“桥梁”底面时,所有的线都是直线飞跃“桥墩”的。这样能对桥梁底面提供最高强度的支撑。

增大外圈数

一种办法是加大外圈数。如下图所示,飞跃“桥墩”的直线由4根变成了6根。

图:加大外圈数

但当物件厚度不够时,设置的外圈数不一定能生效。比如下图中,设置的外圈数是5;但对于中间的那个图,理论上应该可以飞8条直线,但实际上只飞了6条直线。

图:外圈数为5时的圆柱形桥梁的打印路径

同心圆填充

前面的六边形孔在设置外圈为4时,也只能飞6根线。如果同时还设置同心圆填充,则可以飞满8根线(对于当前的厚度,最多8根线)。

图:同心圆填充

两者的差别

两种方案哪个好?——不能一概而论。物件形状/厚度不同,或填充率设置不同,都有可能导致不同的结果。下面是一个方形桥梁结构的打印路径。

图:外圈数2,同心圆填充
图:外圈数5,直线填充

上面的两种设置中,虽然都是10根飞线构成桥梁底面,但可以看到后者更好。因为后者的10根线是全部从桥墩上跨越的;而前者,中间的4根线由于没有落在“桥墩”上,并不能提供支撑,反而是负担。

结语

对于有桥梁桥墩式的结构(包括窗、立面上的多边形孔等),我们可以用桥式打法来避免使用支撑。要点是让飞线直接跨越“桥墩”,但两端要附着在“桥墩”上。使用的手段包括增大外圈数,使用同心圆填充等。具体效果可能取决于模型形状甚至软件算法,所以在不确定时可以先在切片软件中预览路径。

顺便说一句,如果不想让桥梁相关的设置应用到整个模型上,可以酌情使用分区间设置(不同的层高/范围使用不同的设置)

下图是优化设置后的测试模型成品。

图:圆柱形及方形桥式结构成品

至于桥梁的最大跨度,取决于材料,层高/线宽,打印速度等多种因素。对于最常用的0.2mm层高的PLA,常规设置下,实测20~30mm是问题不大的。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,589评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,615评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 165,933评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,976评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,999评论 6 393
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,775评论 1 307
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,474评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,359评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,854评论 1 317
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,007评论 3 338
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,146评论 1 351
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,826评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,484评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,029评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,153评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,420评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,107评论 2 356

推荐阅读更多精彩内容