如何创建复杂的泰森多边形法格在FDM nTopology打印,DLP和Powderbed !
强大,我们介绍如何创建复杂的有机的,轻量级的形状使用一个强大的新一代3 d打印生成软件,叫做nTopology,然后比较结果在三个不同的3 d打印方法- FDM, DLP (P3)和Powderbed (SAF) !
步骤1:整体工作流程
这是一个教程我想做很久了。
多年来,每一次我去了一个3 d打印技术贸易展或reddit上看,所有我看到的是这些惊人的复杂,3 d印刷格:
和正如我们之前讨论过的,这种随机晶格形状/泰森多边形法正迅速成为“3 d打印技术美学”,让你马上知道过程是用来创建对象你持有:
但实际上你如何使这些有机,复杂,3 d打印曲线随机晶格形状吗?
你不能手动CAD,这需要太长时间。
我以前做过一次使用犀牛+蚱蜢,但这是一个疼痛映射回复杂的CAD图形,如果你没看教程。
我甚至做了一次MeshMixer有趣的万圣节项目为当地Stratasys公司经销商,PADT:
但是有一个非常强大的新生代CAD系统+编程语言+拓扑优化工具,我们的一些最先进的航空航天和汽车客户使用nTopology,就在上个月,我终于nTop许可证和工作流来为我工作,快速创建晶格与这些步骤:
然后,而不是部分的印刷技术,其实我有三个不同的部分Stratasys公司打印出来给我在三个不同的技术,我们可以看到的,缺点:
这是一个项目我非常想尝试永远,我超级兴奋的展示工作(对我们的学习更重要,没有!)
如果你只是想看看部分印在三个不同的技术,跳过步骤8使用右边的酒吧。
但是如果你想学nTop容易使复杂的,有机的,重量节约格从几乎任何CAD形状,印刷高端假肢,汽车夹具或轻型航空零件,或者只是做一些野生工业设计在你的下一个项目,继续读下去!
步骤2:你开始在CAD
虽然nTop确实有工具来创建原语,然后布尔一起,我一个SOLIDWORKS的家伙,所以我开始。
我们试图让形状是wrist-cast / wrist-guard你的左手,坐在你的皮肤,拇指在上面有一个洞。
对比例(别@我,我不是一个生物医学工程师。这只是一个例子。)
这就是我在SOLIDWORKS第一:
我们为什么需要这些重叠的黄色的内在和外在的身体,灰色形状时我们真的关心吗?
因为你晶格,在任何软件,你总是得到一百随机锯齿状边缘点晶格结束,你需要一些方法来“清理”这些内部和外部边缘。
我发现有额外的尸体,然后布尔一起结束时是最简单的方法。你可以尝试自己的道路——让我们知道如果你有一个更好的方法在评论!
不去太深对我做了这些黄色边缘的身体,但你可以复制复杂的形状,我:
(1)抵消结束面临的主要身体表面,
(2)扩展这些表面切割的飞机
(3)制作一份我原来的灰色形状和使用步骤2削减它的表面:
最好的部分是,三体SOLIDWORKS文件(.sldprt)可以直接导入到nTop,启动过程的有趣的部分。
现在与我们的CAD排序,让我们进入nTopology !
步骤3:nTopology隐式的身体
这是nTop是什么样子当你第一次打开它:
就像CAD系统,顶部有丝带的命令,但在左边,(SOLIDWORKS特征树会),是你的编程列表。
命令将执行顺序,从上下来,就像一个计算机程序(尽管你可以叫变量和子的秩序,但我们现在不会进入):
让我们把SOLIDWORKS文件与一个“导入”命令:
如果你撞到旁边的小“?”符号命令,您可以查看所有的三具尸体从我们SOLIDWORKS文件了,主体和内部和外部限制我们了:
我不打算过去每个nTop点击这里,足够让你了解软件的逻辑。但我们绝对要检查现在的三具尸体,因为我们要主体(《身体2》在我们的例子中),将它转换成一种以数学为基础的“隐式”的身体:
这是一个重要的步骤在任何年轻nTop文件的生命。
这意味着,我们不再是一个收集的形状BREPs像一个正常CAD文件(或成千上万的三角形的集合就像一个STL会),但是现在一个nTop数学方程,(一些描述它的距离)。
我不是数学家,我是工程师。所以我不会描述任何比这更好。
但是我们最大的好处是,CAD图形需要很长时间才能削减100000个洞。但是一些数学方程可以由其他数学方程几乎立即。
你会看到这是我们继续。
我也会让每一个身体“变量”,让我们随时调用和参考的身体之后,没有消费。这是相同的函数变量是在计算机代码,(任何人都不得不采取FORTRAN在大学像我一样):
现在我们已经准备好继续前进。如果你想看到我的代码没有语法,我们现在的工作流程是这样的:
现在,让我们使泰森多边形法!
第四步:进行实际的泰森多边形法
大多数使用nTopology的诀窍是:
- 知道某个命令你需要首先,存在
- 知道进入和出来的命令,以及它如何适应整个编程链。
(我们将讨论如何找到命令最后)。
在我们的例子中,有一个命令“泰森多边形法格”,但它需要一个列表的泰森多边形法的种子点的边界部分,和一个网格描述我们的一部分,这是进入/退出:
但是还有一个命令,一个随机表面点集网(称为随机点网,咄)和一个命令从一个隐式创建一个网格的身体(网从内隐的身体,咄),所以现在我们的前进道路是这样的:
这就是你要做的事情在编程有时:从最终目标,恢复到你所需要的代码。
去寻找那些操作命令给了我们,这是这一部分的核心教程:
首先,我们做一个网从内隐身体。你可以控制如何细网格表示,但这似乎并不重要这一步。(不同的网格将会非常重要。)
然后,我们使用的文字“随机点网”网格命令做出100点。我们可以赚更多,但这看起来不错,给了很多“空间”为每个泰森多边形法细胞:
最后,我们使用“泰森多边形法边界格”命令在Rhino中做一些非常困难。
(还记得多少假货进入包装产生的泰森多边形法在我们的三维形状,以前的犀牛教程?nTop自动。
如果你不,你应该回去阅读本教程的勇气。这样做的主要原因之一我是nTop并不真的关心开始塑造你的身体——一旦你身体隐式的,你可以做任何操作,很容易和其他操作。晶格应该映射到一个复杂形状一样容易如果你在做一个平板)。
这一切给了我们什么?我们得到一个晶格是的,但看看它有多薄:
还要注意一些“飞梁”,没有连接到其他结构,拇指孔附近——好事我们那些内环和外环布尔他们!
在nTopology总是困难的一件事是理解的格式你刚经历了一个命令。
像,薄的形状上面……我一个STL可以导出吗?它是……一个数学方程隐式的身体吗?这是点像我们随机点的列表吗?那是什么东西?
幸运的是,你可以点击“?”旁边任何nTop命令和得到一个答案一个命令的输出应该是:
这在一种形式到另一个到另一个数据是nTopology的面包和黄油。
我们已经开始用CAD文件到一个内隐数学身体到STL-like网到一个群分,现在到“格子”对象:
习惯,这就是nTop(和计算机编程)。
还可以看到,每个数据“类型”在nTop有它自己的彩色编码,我试图坚持在我的图:
当让你的流程图,我强烈推荐使用相同的配色方案你的箭,所以你知道什么类型的数据。它真的帮助,当使用nTop。
既然我们已经得到了泰森多边形法“点阵”,让我们准备好我们的模型用于出口,3 d打印!
第五步:准备模型用于出口
nTop这总是一个单独的步骤,你永远只是“拯救……3 mf”等等。
通常是两个或三个步骤实际上,足够的,我总是计划自己的部分在我的脑海里。
通常情况下,你必须光滑,布尔的事情在一起,转化为一个出口文件格式(网),然后有一个单独的导出命令。
在我们的例子中,我们不得不做出非常薄的厚度足以实际使用“点阵”,将它与原来的身体,,让它变成我们可以导出:
当然加厚命令只是调用“变厚的身体”,merge命令“布尔联盟”和出口是“出口3曼氏金融”:
你看看nTop是吗一个编程语言比一个CAD程序?我从来没有这么多流程图当使用SOLIDWORKS !
您可能还注意到一件事就是我们增厚的晶格两层梁(一个在上面,一个在底部)。如果你注意到这一步(我没有),你在我前面,和将,直到后我的第一个打印!
但它确实与我们的布尔的内环和外环很好:
我总是担心在3 d的身体上疯狂的数学操作(或拓扑优化,nTop得名):是否所有布尔漂亮和干净的最后吗?
崩溃纯数学成纯数学做出一些随机的抽象形状不一样控制只是用SOLIDWORKS‘角’命令一些优势。所以我总是担心表面丑陋或微小的海市蜃楼位来自两个碰撞的数学方程的一些结果。
在这种情况下,我们似乎没有一点轻浮的三角形或数据噪音或奇怪的突出的边缘,这是我的设计师大脑快乐。
(我后来才注意到,常规的晶格棒外我们光滑的内圈,创造颠簸在每一个十字路口,这让我的大脑QA伤心。)
下一步:这隐式(数学)的身体转换成我们可以出口!
记住,隐式的身体只是一个nTop的事情,没有别的可以阅读它们,甚至认为。所以你可能转换到一个STL-like哑网用于出口。这一步将非常重要的决议和文件大小最终打印。
这是我第一次用于打印网格设置,(稍后您将看到,我应该增加他们后来打印):
基本上你得选择一个关键特性,看到波浪或代表在不同的网格分辨率特性出来。
特征尺寸= 1.5毫米意味着的最小特征尺寸试图保护。这一部分,大约8英寸长,特征尺寸= 1.5毫米导致约为4 MB的文件,有点小,根据以往的经验。
如果我做了一个最终版本显示有人靠近时,我可能会增加文件的大小。
(事实证明,这是足够好为我的FDM机器,因为层线路已粗比波我们也可能从粗网格)。
在那之后,我们只有一个命令“出口3曼氏金融”我们终于可以得到nTop GrabCAD内打印的文件!欧洲杯足彩网
通知上没有“分辨率”选项出口网命令,上一步所做的,当我们网,这就是为什么之前的步骤是如此重要。“出口3 mf”只是问你想去哪网出口与芽指定文件路径。
(一个“另存为”命令将会容易得多。但这并不是多么nTop或一个计算机程序认为)。
同时,像一个计算机程序,你必须“运行”这个命令文件。并不总是显而易见的我这最后一步“运行”,所以我通常改变Windows文件夹的文件名和看出现的新文件:
我们完成了软件部分!
所以,如果你想看到整个工作流,它看起来像这样:
没有理由,工作流可以对几乎任何形状你想泰森多边形法!
我一直推荐的“故事板”nTop程序像我一样,当你想调试或向一个朋友解释代码。这是一个更好的起点比试图看看纯文本代码的一个又一个街区。
我相信你们都想知道:它是如何打印?
步骤6:它是如何在FDM打印吗?(不是好)
一些东西。
所以你知道Stratasys公司FDM印刷要求悬置支架材料只要得到45度呢?泰森多边形法印是除了悬岩:
即使旋转模型并没有真正帮助:
没有办法你可以东方这个东西在FDM不过剩,这将导致第二个问题我们将会看到。
其次还记得我之前没有注意到,nTop是给我两层格子梁代替吗?这意味着每个梁可能是一半我期待那样厚,这直径,同时仍然可以打印在FDM,不会是最持久的:
但我是如此的兴奋以至于我那么容易生成这样一个复杂的形状我不得不马上打印出来看!
所以在快速打印在工作日:
这就是它看起来的机器!
有很多支持解散,因为我们当地的支持浴还没有设置COVID)后(我们刚刚搬办公室,我只是拿回家一瓶溶解的解决方案,试图解散它在我的车库过夜(从来没有这样做,它不会工作):
不仅是解决方案可怕的刻薄的如果你泄漏,这种自制的方法的好处是不工作。可溶性水厂的解决方案是消除支架材料在160 F左右,虽然我的车库变热,不热。
所以它不会工作,即使你整个周末等。像我一样:
在这一点上我厌倦了,开始只是把支持钳,结束了这个:
我们从版本1版本2,我们需要改变吗?
- 我想要晶格不坚实的梁和两个小的(一个命令改变nTop)
- 总是使用加热的专业支持浴不是你janky家庭
- 让我们增加晶格厚度,使其更耐损伤(只是一个数字的变化在nTop),和
- 不是很好如果没有吨支持挑选的泰森多边形法从各个角度形状吗?(这需要改变印刷技术。)
我印在FDM,因为这是唯一的技术我的办公室了。
但是如果你听从我的教程,你会知道Stratasys公司刚刚添加了两个新技术GrabCAD打印,即欧洲杯足彩网料层尼龙PA11的SAF打印,DLP P3打印出几乎任何开放的树脂材料。
最好的部分是,nTopology是一个过程,不是一个结果,所以我可以做一些快速改变工艺参数和出口,就像把新输入计算机程序!
让我们重新运行程序有更好的输入和打印技术更适合点阵打印,并使一个更好的版本2。
第七步:更好的版本
小时后我第一次打印的烤箱,我了解到一个更好的命令在nTop我应该使用第一次调用“泰森多边形法结构性玩笑”(而不是边界晶格我们使用):
更好的是,玩笑命令将在一个纯CAD的身体,而不是中间隐身体或网格随机点,这使得我们的工作流程更有效:
这是非常好的。
学习一门新语言的时候,你经常接触新短语超过一大堆你的简单的单词开始。学习一门新编程语言也不例外。所以我们要使用这个未来更好的命令和节省自己大量的精力。
我保持原来的工作流程在本教程中你可以看到我的道路,希望它可以帮助你避免我的错误。
也,如果我是印刷软的东西,像海绵晶格像鞋底的鞋或橡胶TPU组件进入一个安全帽,我可能仍然使用第一个双光束晶格海绵卷,这是另一个理由离开。
现在,摆脱那些可能的晶格碰撞深入人的皮肤,我添加了一个“相交”布尔,刮下来的玩笑只有原来的光滑的身体的界限:
然后我们做同样的布尔和导出命令之前,与边缘甚至生产出更好的(没有狭小的比特)!
但这只是故事的一部分关于如何让这个打印更好。
记住,我们有两个其他技术我们可以试试,P3 (DLP)和粉床(SAF)各有自己的优势在这种类型的模型:
让我们来比较一下每个人是怎么做的。
第八步:比较三种印刷技术!
这就是整体比较的样子:
让我们看看如何每个比较FDM反过来,首先从起源开始。
如果你想要更深入Stratasys公司P3光敏聚合物技术,点击这里,但基本上所用,光敏聚合物树脂,类似于Formlabs或碳。
你通常比FDM平滑输出和更广泛的材料选择,因为你可以把很多不同的树脂。
的一个主要差异是如何支持使用和生成:
新Stratasys公司家族起源如此,你现在需要去第三方软件生成支持(很多人选择NetFabb),但该计划在未来是所有支持一代GrabCAD内完成印刷。欧洲杯足彩网
幸运的是,专家应用工程师凯尔·巴比特,打印这些起源部分我在旧金山的办公室,说支持一代的负担和删除方法很简单:
“弹出出来像纸板游戏金币”听起来很舒缓,较小时的手工与FDM挑选我。
的另一大区别FDM和P3 /起源是更加开放材料类P3。这是广泛的组织起源的材料我之前讲过:
这里是如何关联的一些比较著名的FDM材料特性:
和起源的能力开放材料许可(OML)用户把他们想要的任何类型的树脂罐和调整每一个打印设置,比FDM更广泛的选择。
因为这个更广泛的材料,由于不同的物理过程在印刷和支持删除,我可能会高于5毫米厚度对FDM ABS /亚撒格,但你可以更小的起源,如果你选择正确的材料:
在起源、更顺利。
如果你想了解更多关于原点材料和支持生成过程,查看本教程凯尔帮助我写产地+上月GrabCAD打印:欧洲杯足彩网https://欧洲杯足彩网www.cn-bologna.com/tutorials/how-to-use-grabcad-print-for-p3-origin-one-printers
现在让我们继续SAF。
SAF是一种powderbed打印,打印头给每一层黑色染料粉造成的区域加热和融合红外头经过时,类似于从惠普MJF印刷。想要了解更多关于SAF,请点击这里。
(不要混淆SLS,不涉及激光,所以没有“L”)。
这对我们一部分的样子:
这是他们如何“堆积”支持:
注意我们的SAF工程师堆叠三个的晶格上的,没有真正的改变打印时间吗?如果我做了,在FDM,我会有一个线性增长三倍打印时间和更多的支持删除(危险用叠加模型之间的)。
但SAF似乎完美的适合复杂的泰森多边形法格因为粉作为支持各地所有的时间,所以你不仅不浪费时间在GrabCAD生成支持打印,你不宽松的时间你的生活支持打印后的删除:欧洲杯足彩网
我很嫉妒我们的SAF应用工程师马克斯·道斯在英国办公室当观看视频,他在15秒我不得不花4集更好的叫扫罗用尖嘴钳完成!(然而,他们好事件。)
我们所有的当前SAF印刷发生光滑但艰难的PA尼龙材料11。这里有一个图表展示了FDM和起源的PA尼龙11比较材料我们上面所讨论的:
和有意义的尼龙材料:中等强度,但是低刚度(可能意味着良好的韧性,当这些测试最终完成)热变形和高得惊人!如果你想了解更多关于PA11、请点击这里。
SAF印刷后,你可以把它们扔进DyeMansion玻璃介质爆破机自动删除任何多余的粉末,染料,后来他们几乎任何你想要的颜色!
但它实际上什么也没有改变印刷泰森多边形法格SAF技术时,我们的专家说:
如果你想了解更多关于如何使用与SAF GrabCAD打印技术,包括为什么指向你的重要的面向欧洲杯足彩网客户的“脸”,读这前一教程SAF人帮助我写:https://欧洲杯足彩网www.cn-bologna.com/tutorials/how-to-use-grabcad-print-for-saf-h350-printers
但是,看着整个过程从远处看,这是我最终的想法印刷泰森多边形法格在不同的技术:
基于这些打印时间,如果我想测试一些简单和粗糙,我可能打印在FDM的第一3,因为这是最广泛的技术(至少在办公室我访问)。
但如果我想要去做某事的快,足够光滑,有人可以穿它或使用它或展示给客户,我可能转向起源/ DLP next。一个非常广泛的材料选择和非常光滑的打印,FDM相比。
当我准备大规模生产时,我可能会去粉/ SAF——它的起源一样的光滑,我可以染料最终产品几乎任何我想要的颜色,我可以得到一些规模经济——注意,7小时印刷时间是三部分的副本,我们甚至没有接近满构建卷!
别急,还有更多。
步骤9:奖金内容:领域驱动设计nTopology 3 d打印
你不需要读这部分。
如果你想帮助设计您自己的任何类型的复杂的泰森多边形法格FDM,树脂或状3 d印刷,消息我穿过GrabCAD社区或在shuvom.ghose@stratasys.com上,我会帮助,或者可以找到正确的人。欧洲杯足彩网
但是如果你想看到什么nTop会让你的模特自己了不起,读这奖金内容。把它想象成“新游戏+”。
nTop交易在“字段”。
如果你有一个3 d空间领域,更高价值的空间和“低价值”的一端,另一端,您可以使用该字段来推动一些重要的参数模型。
所以我做了一个拇指孔附近的点在空间我的模型,和“场”只是点的距离:
但这“领域”是一个数字nTop可以参考。
所以我可以使用“字段”驱动厚度泰森多边形法结构的玩笑,使其从拇指孔附近的2毫米至10毫米的边缘:
显然10毫米是没有170毫米,所以我们怎么肋厚度的比例匹配点之间的距离?经常使用nTop命令“斜坡”:
所以你可以看到,我只是‘增加’我的实地距离晶格厚度、基于多远从孔:
疯狂的是,坡道甚至相反的方向,所以我可以有洞附近的肋骨得到厚而抛弃薄:
我真的笑出声来当我刚输入的10毫米和2毫米的数字顺序相反的坡道指挥它工作。
真是令人耳目一新的体验这样的真正的编程语言,nTop并不限制你做的事情,只是忠实地试图找出数学一旦你做!
这显然打开一系列的3 d打印技术的可能性。
加密厚度由距离优势?当然,没问题。
加密厚度由模拟的结果吗?是的,nTop这一整天。
晶格厚度或加密厚度由几乎任何方程可以映射到一个字段?是的,这都是数学,男人。nTop不在乎。去野外。
没有人能想到的所有方法使用这种类型的功能,但是如果你想要一些想法,nTop博客有一些想法俄罗斯北爱尔兰比分。和这里。
还有一个伟大的教学视频nTop工程师徐怀钰冈田克也关于“领域驱动设计”,我用来创建上面的示例值得一看!
很多人想做的另一件事是他们的标志和浮雕或deboss成3 d印刷的身体。
这是简单的文本,更难与手绘的形状。你打算做什么,CAD中的所有行弯曲的手绘图案?
但是你可以转换,PNG的标志为一个字段,类似于我的观点上面字段:
就像厚度改变之前,你可以“地图”字段浮雕/ deboss数字使用“斜坡”功能和“抵消身体”:
Stratasys公司(PADT真的能够在亚利桑那州/犹他地区经销商。我与他们合作实际打印模型与他们的标志SAF机器,如果我们完成我将更新这个教程展示了最终结果!)
现在,我离开了有很多步骤,主要集中在如何使该领域“点”环绕你的弯曲身体的正确方式(大量的矢量点积),你可以看到有一些清理周围的标志,在三角形的技巧伸出一点,但你得到了基本的思想:商标成为领域,成为数学操作我们可以用在我们的固体内部nTop !
最后,问题就来了:你会发现这样的命令或工作流,如果你不知道从哪里开始?
你怎么学习这个炼金术?
嗯,有一个搜索栏nTop命令堆栈的顶部,你可以搜索命令,但看我得到多少结果当输入“泰森多边形法”:
显然你可以训练从nTop工程师当你购买一个许可证,就像任何其他的工程软件。
有一个越来越多的youtube视频关于如何使用它,虽然不是更广泛的软件SOLIDWORKS和犀牛。
但找出上面的商标工作流中,我从一个男人在里面有巨大的帮助,工程师大卫Busacker曾在Stratasys公司工作过,现在在nTop工作。大卫大大帮助我与向量点积的序列,甚至知道这样一个工作流是可能的,这是真正的关键。
就像软件开发人员共享在Github上优雅的开源的代码片段,谁自由回答彼此的垂直叠加编码问题,谁炫耀他们在youtube视频,论坛和Reddit,我认为真正的关键是互相帮助。
如果你在nTop或做一些惊人的3 d打印或泰森多边形法结构在一般情况下,文档和分享它在公共场所,希望的方式不仅华丽,但也因此其他工程师可以自己按照你的步骤并重新创建它。
使用生成的软件来帮助我们创建设计如此复杂没有人类能吸引他们是未来。但前提是我们所有文档哪些有用,哪些没有,因此我们结合技能和知识只有前进,没有回来。我们这里写未来的教科书。
这就是我试图从本教程,肯定留下你的评论,如果你想看到一个特定区域探索更多。在shuvom.ghose@stratasys.com上,任何人都可以随时给我发邮件,我会尽量帮助你最好的我可以。希望这有助于你更强大——现在去和印刷伟大的事情!
