Cura / Slicer 的正確用法

假 如 你 有 多 於 一 部 3D 打 印 機 ,那 很 大 機 會 你 已 經 把 其 中 一 部 改 成 使 用 大 nozzle。使 用 大 nozzle 可 以 非 常 有 效 地 縮 短 打 印 時 間 。例 如 我 就 有 一 台 使 用 0.8mm nozzle 的 Core XY,連 著 一 卷 4KG 的 白 色 PLA,可 以 快 速 地 把 設 計 中 的 prototype 打 印 出 來 。

0.8mm nozzle 還 特 別 適 用 於 vase mode,一 層 外 牆 就 已 經 足 夠 堅 固 ,打 印 速 度 只 能 算 是 飛 快 。不 過 可 惜 很 多 模 型 都 不 能 用 vase mode 來 打 印 。今 次 我 就 來 示 範 一 下 cura 的 進 階 用 法 ,令 不 能 用 vase mode 打 印 的 模 型 也 可 以 像 vase mode 一 樣 打 印 出 來 。

今 次 使 用 的 3D 模 型 叫 IKEA Samla Inserts customizable,是 專 門 給 Samla 儲 存 盒 使 用 的 分 隔 內 層 。有 了 它 就 可 以 用 Samla 來 儲 存 大 量 的 小 零 件 。我 就 是 打 算 用 一 個 Samla 22L 的 儲 存 盒 來 儲 存 備 用 的 3D 打 印 機 零 件 。

這 個 3D 模 型 是 customizable 的 ,顧 名 思 義 就 是 可 以 自 行 定 製 的 。定 製 什 麼 呢 ?你 可 以 自 行 設 定 分 多 層 ,每 層 有 多 少 間 隔 ,要 多 少 row 多 少 column 都 可 以 。還 可 以 把 每 一 層 分 割 成 幾 個 來 打 印 ,這 樣 就 不 怕 3D 打 印 機 的 print bed 太 小 。

模 型 的 格 式 並 不 是 最 常 見 的 STL,而 是 一 個 OpenSCAD 檔 案 。OpenSCAD 本 身 亦 是 十 分 神 奇 ,它 並 不 是 像 一 般 CAD 軟 件 那 樣 把 3D 模 型 畫 出 來 ,而 是 通 過 編 寫 程 式 碼 來 把 3D 模 型 生 成 出 來 ,所 以 它 亦 自 認 是 The programmer’s 3D modeller。

OpenSCAD 還 有 一 大 亮 點 ,就 是 完 全 open-sourced 和 免 費 的 ,人 人 都 可 以 用 。我 們 下 載 和 安 裝 好 OpenSCAD 之 後 ,就 可 以 打 開 下 載 回 來 的 *.scad 檔 案 。

在 OpenSCAD 裡 面 我 們 可 以 見 到 十 分 完 善 的 customizer。它 裡 面 有 3 種 不 同 的 box sizes ( 5L、11L、22L ),你 可 以 設 定 多 少 層 ( Layers ),每 層 多 少 間 隔 ( cell columns、cell rows ) 等 等 。你 也 可 以 設 定 wall 和 bottom 的 厚 度 ,也 可 以 設 定 每 次 打 印 一 整 層 ,還 是 只 是 打 印 半 層 ,甚 至 四 分 之 一 層 。

我 打 算 把 22L 的 Samla box 分 成 4 層 ,下 面 3 層 每 層 分 為 4 格 ,而 最 頂 的 一 層 就 分 成 8 格 。因 為 我 的 3D 打 印 機 也 不 夠 大 ( 只 有 30x30cm ),所 以 我 每 次 也 只 能 打 印 半 層 。設 定 好 參 數 沒 問 題 就 要 先 render 一 次 ( 按 F6 ),render 完 成 就 可 以 輸 出 為 STL ( 按 F7 )。

OpenSCAD 因 為 不 支 援 現 代 處 理 器 的 multi-thread,所 以 render 會 十 分 慢 ,這 是 正 常 的 。按 我 的 情 況 ,我 要 分 開 4 次 render ( 因 為 4 層 的 大 小 都 不 一 樣 ),得 到 4 個 半 層 的 模 型 。然 後 每 個 半 層 的 模 型 都 要 打 印 2 次 。

輸 出 STL 檔 之 後 當 然 是 第 一 時 間 在 CURA 打 開 ,然 後 切 片 。但 很 可 能 你 會 和 我 一 樣 得 到 一 個 很 多 破 洞 的 切 片 結 果 。其 中 一 個 原 因 我 相 信 是 OpenSCAD render 出 來 的 模 型 的 外 牆 厚 度 不 太 均 勻 ,有 些 太 薄 的 外 牆 就 打 印 不 出 來 。

 

於 是 我 就 嘗 試 在 OpenSCAD 中 增 加 wall thickness,由 0.8mm 增 加 到 0.9。再 次 切 片 出 來 的 外 牆 是 沒 有 破 洞 ,但 卻 又 引 起 了 額 外 的 問 題 。首 先 模 型 的 外 牆 永 遠 不 會 一 筆 過 打 印 ,而 會 分 成 三 五 截 。有 些 間 隔 的 地 方 Cura 會 打 印 成 兩 個 thin wall,而 不 是 一 次 過 打 印 一 層 0.8mm。更 有 一 些 轉 彎 位 Cura 處 理 得 十 分 差 ,真 係 唔 知 佢 想 做 乜 。

其 實 這 些 問 題 都 可 以 很 輕 易 在 Cura 裡 面 解 決 ,令 我 們 可 以 像 vase mode 一 樣 流 暢 地 打 印 外 牆 和 間 隔 。

我 們 第 一 步 要 設 定 的 東 西 有 點 奇 怪 ,有 點 遺 反 常 識 。我 們 要 去 Mesh Fixes 分 項 裡 面 勾 選 Remove All Holes。這 樣 會 把 我 們 的 模 型 變 成 實 心 一 嚿 嘢 。這 其 實 十 分 像 vase mode 的 那 些 模 型 。

然 後 我 們 去 Walls 分 項 的 Wall Thickness 設 成 一 層 ( 我 的 情 況 就 是 0.8mm,亦 即 是 wall line count 只 有 1 )。然 後 在 Top / Bottom 分 項 設 定 Top Thickness 為 0,bottom thickness 就 看 你 自 己 的 需 要 ,例 如 我 就 設 定 成 0.9mm,亦 即 是 3 層 。再 去 Infill 把 Infill Density 設 定 成 0%。

完 成 之 後 再 slice,你 應 該 會 得 到 上 圖 這 樣 一 個 vase mode 般 的 結 果 。因 為 這 純 粹 是 一 個 實 心 模 型 的 一 層 外 牆 ,所 以 它 一 定 是 一 個 完 整 的 0.8mm 外 殼 。它 每 一 層 的 路 徑 都 一 定 是 由 頭 到 尾 一 筆 過 的 。

但 聰 明 的 讀 者 一 定 留 意 得 到 ,上 面 的 gcode 只 有 外 牆 ,卻 沒 有 間 隔 。那 怎 麼 辦 呢 ?很 簡 單 ,用 infill 就 行 了 。我 原 來 最 喜 歡 的 infill pattern 是 cubic,在 這 個 情 況 是 無 用 武 之 地 。做 間 隔 的 話 ,我 們 要 用 line 或 者   grid。

我 本 來 的 模 型 是 中 間 分 成 兩 格 的 ,我 們 可 以 先 把 infill pattern 設 成 line,然 後 把 infill density 設 定 成 一 個 很 小 的 數 值 ,例 如 0.1%。Cura 的 infill 的 第 一 條 線 ,其 實 是 由 模 型 的 中 間 開 始 的 ,所 以 結 果 就 是 模 型 的 每 一 層 中 間 都 會 多 左 一 條 線 ,那 就 可 以 是 間 隔 了 。而 且 因 為 它 是 infill,所 以 也 一 定 是 0.8mm 的 一 條 直 線 ,而 不 會 突 兀 的 變 成 2 條 thin wall。

如 果 infill 的 方 向 和 你 的 模 型 方 向 不 一 樣 ,你 可 以 修 改 infill line directions,要 轉 90 度 的 話 就 可 以 輸 入 「[90]」。

如 果 分 成 2 格 唔 夠 ,當 然 也 可 以 分 成 3 格 4 格 。以 上 圖 的 模 型 為 例 ,整 個 長 度 約 是 245mm,分 成 3 格 每 格 就 大 概 是 82mm,所 以 我 就 把 infill line distance 設 定 成 82mm。還 記 得 infill 的 第 一 條 線 是 在 模 型 中 間 的 麼 ?於 是 我 們 要 設 定 一 個 offset。在 這 裡 我 把 infill Y offset 設 定 為 41mm。

如 果 是 想 設 定 幾 個 columns 幾 個 rows,就 可 以 使 用 grid ( infill pattern )。例 如 grid 再 加 上 0.1% 的 infill density,就 可 以 得 出 上 圖 分 成 4 格 的 效 果 。

改 用 了 這 個 類 似 vase mode 的 打 印 方 法 之 後 ,因 為 所 有 線 條 都 是 一 筆 過 由 頭 打 印 到 尾 ,所 以 不 只 打 印 質 素 會 大 大 提 升 ,而 且 打 印 時 間 也 會 大 大 降 低 。以 上 面 的 模 型 為 例 ,如 果 是 正 常 切 片 的 話 ,cura 的 estimate print time 是 7 小 時 多 一 點 。而 改 為 類 似 vase mode 之 後 ,estimate print time 只 要 4 小 時 38 分 鐘 。

ctleung張先生,男性,肖龍。
職業:I.T. Consultant
簡介:不好好讀書;七尺差五寸,手長過膝,雙耳垂肩;性寬和,寡言語,喜怒不形於色。據說少時曾斬白蛇於鳳凰山下……

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