Редактировать STL-файлы можно в двух видах программного обеспечения — системах автоматизированного проектирования (CАПР, CAD), либо специализированных программах для работы с полигональными сетками. Рассмотрим наиболее популярные варианты.
Содержание:
- Tinkercad
- FreeCAD
- Blender
- Meshmixer
- MeshLab
- 3D Slash
- SculptGL
САПР задуманы как инструменты проектирования — высокоточные, с возможностью построения твердотельных моделей. Эти инструменты изначально не предназначались для 3D-печати. Например, в САПР круги являются «настоящими» кругами, то есть криволинейными фигурами, а в 3D-печати и в файлах STL любые круги представлены в виде многоугольников. Таким образом, инструменты САПР не могут проявить себя в полную силу при редактировании файлов STL. Тем не менее, их можно использовать для работы с STL-файлами. Три из четырех инструментов, которые мы приведем ниже, как раз попадают в категорию САПР — это Tinkercad, FreeCAD и Blender.
С другой стороны, есть инструменты редактирования полигональных сеток, также называемых «мешами» — такие, как Meshmixer и MeshLab. Они предназначены для моделирования, анимации и воспроизведения объектов, представленных двухмерными поверхностями. Это означает, что у этих объектов есть только оболочка, то есть они пустотелые. Если такие модели не переделать в твердотельные, у стенок не будет толщины и их нельзя будет напечатать, но подобные трансформации можно проводить в том же Meshmixer. На самом деле редакторы мешей — отличные инструменты, когда дело доходит до редактирования STL-файлов.
1. Tinkercad
Tinkercad — это полностью бесплатная онлайн-САПР, разработанная компанией Autodesk. ЕЕ главная особенность в том, что она позволяет использовать простые геометрические формы — так называемые «примитивы» — в качестве строительных блоков для создания 3D-моделей, однако Tinkercad также позволяет импортировать и редактировать STL. Это может быть очень полезно для простых правок, таких как добавление текста, удаление части дизайна или объединение двух STL в одну модель.
Шаг 1: Импортируйте STL
Во-первых, вам нужно создать бесплатную учетную запись, если у вас ее еще нет, и войти в нее.
Откройте новый дизайн.
Нажмите Импорт (Import) в правом верхнем углу.
Выберите Выбрать файл (Choose a File).
Выберите нужный STL и нажмите OK.
Шаг 2. Примените настройки размера и масштабирования
Перед импортом в рабочую область Tinkercad дает базовый обзор STL, включая размеры детали. Если вам нужно масштабировать свой дизайн до определенного масштаба, это самый простой способ.
Просто введите процент масштабирования или желаемые размеры в поля.
Щелкните Импорт (Import).
Загрузка файла в рабочую область Tinkercad может занять несколько минут, в зависимости от сложности и размера файла.
Шаг 3: Отредактируйте файл STL
После того как Tinkercad завершит импорт файла, вы можете использовать любые простые формы, генераторы форм или различные другие формы, предоставляемые Tinkercad, для редактирования STL. Кроме того, вы можете импортировать другие файлы STL и использовать их для дальнейшего изменения дизайна. Также можно настроить размер и масштаб, используя точки перетаскивания в рабочей области.
Шаг 4: Экспортируйте как STL
После того как вы отредактировали дизайн, его можно экспортировать как STL.
Выберите все, что вы хотите экспортировать.
Нажмите Экспорт (Export) в правом верхнем углу.
Следуйте инструкциям, чтобы экспортировать дизайн в виде файла STL.
Плюсы и минусы Tinkercad
Tinkercad прост в использовании, работает без сбоев и имеет все основные инструменты, необходимые для создания простой 3D-модели. С другой стороны, в нем отсутствуют некоторые ключевые функции «правильного» редактора STL, в частности инструменты для моделирования поверхностей и ремонта сеток.
2. FreeCAD
FreeCAD — это бесплатная САПР с открытым исходным кодом, предлагающая множество различных инструментов проектирования. Программу можно скачать бесплатно с веб-сайта проекта FreeCAD, только не забудьте выбрать правильную версию для вашей операционной системы.
У FreeCAD есть одно серьезное ограничение — проблемы с пересекающимися структурами вплоть до того, что она может испортить сетку, если та содержит пересекающиеся ребра.
Шаг 1: Откройте файл STL и преобразуйте его в твердотельную модель
Откройте FreeCAD и создайте новый документ, нажав Файл > Создать (File > New).
Нажмите Файл > Импорт (File > Import) и выберите объект, который хотите изменить. FreeCAD также может открывать другие форматы, такие как OBJ и AST.
Измените рабочую область на Деталь (Part).
Выберите импортированный объект во вкладке Модель (Model).
Теперь нажмите Деталь > Создать фигуру из сетки (Part > Create shape from mesh). Это разделит импортированный объект на множество маленьких треугольников. Вы можете настроить точность тесселяции, но 0,10 вполне подходит для большинства объектов. Чем меньше это значение, тем дольше займет преобразование объекта.
Теперь можно удалить или скрыть импортированную сетку. Останется форма импортированного объекта, состоящая из множества треугольников.
Щелкните Продвинутые (Advanced) и выберите Твердое тело из оболочки (Solid from shell). Теперь нажмите на любой треугольник в импортированном объекте, а затем выберите Создать (Create). Поначалу вы ничего не заметите, потому что форма перекрывает твердое тело. Нажмите Закрыть (Close), чтобы закончить.
Затем удалите или скройте старую форму. Теперь у вас есть твердое тело, готовое к редактированию.
Шаг 2: Отредактируйте файл STL
Переключите рабочую область на Дизайн детали (Part Design).
Нажмите на любую грань, к которой вы хотите добавить или удалить материал, чтобы она стала зеленой.
Теперь нажмите Создать эскиз (Create Sketch).
Создайте фигуру, которую хотите выдавить или вырезать, используя инструменты для рисования кругов, прямоугольников и линий.
Нажмите Закрыть (Close), чтобы подтвердить эскиз. Если вы захотите отредактировать эскиз, дважды щелкните его в дереве модели.
Теперь выберите функцию, которую хотите применить — инструмент Pad для выдавливания или Pocket для вырезания элементов.
Шаг 3: Ремонт STL
FreeCAD имеет обширный набор инструментов для восстановления мешей.
Выберите Сетки > Анализ > Оценить и восстановить сетку (Meshes > Analyze > Evaluate).
Если вы уже знаете, какие дефекты есть у вашего меша, выберите соответствующий пункт в списке и нажмите Анализировать (Analyze).
В противном случае выберите Все вышеуказанные тесты вместе (All above tests together) и нажмите Анализировать (Analyze).
После завершения анализа нажмите Отремонтировать (Repair).
Шаг 4: Экспортируйте как файл STL
Чтобы снова экспортировать объект в виде файла STL, выберите последний элемент в дереве модели. Затем нажмите Файл > Экспорт (File > Export) и выберите Форматы сетки (Mesh formats).
Плюсы и минусы использования FreeCAD
При использовании FreeCAD в качестве редактора STL вы заметите его настоящее назначение: это САПР для создания механических деталей, а не для моделирования. Это хорошо, если вы хотите построить технический объект, но ваять 3D-модели во FreeCAD очень сложно, поскольку отсутствует 3D-вид со свободным перемещением, а лепка практически невозможна.
3. Blender
Blender — еще одна отличная бесплатная программа для создания моделей для 3D-печати, игр или видеоклипов. Она содержит множество полезных инструментов, например различные алгоритмы сглаживания или интерпретации поверхности. Также очень легко импортировать и подготавливать STL-файлы для моделирования. Тем не менее, потребуется некоторое время, чтобы привыкнуть к Blender, так как из-за огромного количества различных инструментов и команд он может быть довольно непонятным. Также может потребоваться мощный компьютер, особенно если вы собираетесь генерировать высокополигональные модели.
Программу можно скачать с веб-сайта проекта Blender.
Шаг 1: Откройте файл STL
Удалите куб, наведя на него курсор мышки и нажав кнопку Del.
Нажмите Файл > Импорт > STL (File > Import > STL), найдите файл, который хотите открыть, и импортируйте его.
Шаг 2: Отредактируйте файл STL
Переключитесь из режима Объект (Object) в режим Редактирование (Edit). Теперь вы сможете видеть все ребра, из которых состоит ваша модель.
Затем нажмите Alt+L, чтобы выбрать все элементы — модель станет оранжевой. Вы также можете выбрать отдельные точки, ребра или плоскости, щелкнув их правой кнопкой мыши.
Чтобы преобразовать треугольники в прямоугольники, используйте Alt+J.
Теперь можно изменить количество граней, из которых состоит модель, с помощью команд Subdivide или Un-Subdivide. Щелкните правой кнопкой мыши для доступа к инструменту Subdivide.
Используйте функции Vertex, Edge и Face select, чтобы выдавливать, перемещать или удалять части модели.
При необходимости во вкладе Add можно найти и добавить в модель разные элементы — плоскости, кубы, сферы и так далее.
Команда Extrude выдавливает обозначенную область.
Используйте команду Boolean, чтобы вырезать или объединить одну форму с другой.
Шаг 3: Восстановление STL
Помимо импорта STL-файлов Blender предлагает и собственный инструмент восстановления STL.
Активируйте 3D Print Toolbox: Edit > Preferences > Add-Ons > Mesh: 3D-Print Toolbox.
Теперь у вас будет доступ к панели инструментов на левой боковой панели (убедитесь, что боковая панель включена в разделе Вид (View) и нажмите N, чтобы включить эту функцию).
Набор инструментов Blender для 3D-печати позволяет решать все проблемы c STL-файлами, которые могут привести к неправильной 3D-печати. Просто нажмите Проверить все (Check All), и программа проанализирует модель. Список ошибок, если таковые имеются, отобразится в нижней части панели инструментов.
Чтобы исправить вершины и ребра, нажмите Isolated.
Чтобы сделать сетку многообразной (то есть просчитанной и снаружи, и изнутри), нажмите Make Manifold.
Шаг 4: Экспортируйте как файл STL
Чтобы экспортировать объект, выберите Файл > Экспорт > STL (File > Export > STL) и следуйте инструкциям по сохранению файла.
Плюсы и минусы использования Blender
Blender — отличный STL-редактор, если вы хотите создавать высокополигональные модели. Он предлагает множество инструментов для лепки и проработки мелких деталей моделей. Обратная сторона медали в том, что на привыкание к работе с Blender требуется некоторое время, а для действительно сложных мешей могут потребоваться высокие вычислительные мощности.
4. Meshmixer
Meshmixer — бесплатная программа для редактирования полигональных сеток, которую можно скачать с веб-сайта компании Autodesk. C ее помощью очень просто редактировать STL-файлы, заодно в ней имеется встроенный слайсер. Это означает, что вы сможете отправлять отредактированные и нарезанные модели прямо на 3D-принтер.
Шаг 1: Откройте файл STL
Чтобы импортировать STL, просто нажмите Импорт (Import) и найдите нужный файл.
Нажмите Редактировать > Сделать твердым (Edit > Make solid).
Шаг 2: Отредактируйте файл STL
Теперь можно использовать функцию Select, чтобы выделить нужные части модели.
Выделенные полигоны можно удалить нажатием на Del.
При необходимости можно добавлять и комбинировать различные формы с помощью инструмента Sculpt.
Перетащите объект, который хотите вставить, а рабочее поле, затем используйте разноцветные стрелки для перемещения или вращения модели, а маленький квадрат в середине стрелок — для масштабирования.
Нажмите Sculpt, чтобы сгладить или выдавить различные области модели.
Шаг 3: Ремонт STL и подготовка к 3D-печати
На боковой панели выберите Печать (Print). Здесь вы найдете полный набор инструментов, которые помогут подготовить STL-файл к 3D-печати.
Сначала выберите свой 3D-принтер из выпадающего списка — в него входят самые распространенные модели на рынке. Если ваше оборудование в списке отсутствует, его можно добавить вручную и указать характеристики. Для этого обратитесь к руководству по эксплуатации.
Чтобы отремонтировать сетку, выберите Восстановить выбранное (Repair Selected). Этот инструмент автоматически исправит все дефекты.
Кроме того, можно сделать сетку полой, чтобы использовать меньше материала во время 3D-печати, а заодно настроить минимальную толщину стенок.
Если вы хотите добавить опорные структуры, выберите Добавить поддержку (Add Support). Адаптируйте настройки к требованиям вашего 3D-принтера и нажмите Создать поддержку (Generate Support), а затем Готово (Done).
Когда вы будете удовлетворены состоянием сетки, нажмите Отправить на принтер (Send to Printer).
Шаг 4: Экспортируйте как файл STL
Чтобы экспортировать объект, перейдите в меню Файл > Экспорт (File > Export) и выберите формат STL.
Плюсы и минусы использования Meshmixer
Meshmixer — один из лучших инструментов для редактирования STL-файлов, он учитывает все возникающие проблемы, такие как стены толщиной с бумагу. Работать с Meshmixer в качестве редактора STL легко и удобно, если вы просто хотите изменить размер модели или быстро что-то отредактировать.
5. MeshLab
MeshLab — это бесплатная программа с открытым исходным кодом, позволяющая просматривать, объединять, преобразовывать и восстанавливать STL, PLY, STL, OFF, OBJ, 3DS и многие другие типы файлов, а также облака точек. Программу можно скачать с веб-сайта Sourceforge.
Шаг 1: Откройте файл STL
Чтобы открыть файл с мешем, перейдите в меню Файл > Импорт сетки (File > Import Mesh) и найдите нужную модель.
Шаг 2: Отредактируйте файл STL
В MeshLab нет инструментов для создания новых объектов. Тем не менее, это отличный инструмент для объединения двух сеток, например полученных 3D-сканированием.Также можно удалять части сеток и ремонтировать отверстия в моделях.
Как объединить две сетки
Сначала загрузите обе модели.
Щелкните Показать слои (Show Layers), выберите модели в сцене.
Чтобы преобразовать, повернуть или масштабировать объект, сначала выберите его в меню Слой (Layer), а затем нажмите Инструменты манипуляции (Manipulator Tools).
Теперь можно выбрать функцию трансформации нажатием на T, поворот модели нажатием на R или масштабирование нажатием на S.
Система координат определяется ракурсом. Просто перетащите стрелки, чтобы переместить или масштабировать модель в том или ином направлении. Поверните круг вокруг объекта, чтобы развернуть модель. Если вы хотите изменить ракурс, нажмите Escape, поменяйте угол обзора на нужный, а затем снова нажмите Escape, чтобы продолжить преобразование. Нажмите Enter, чтобы подтвердить изменения.
Когда все части будут на своих местах, щелкните правой кнопкой мыши на любой участок объединенной сетки и выберите Сгладить видимые слои (Flatten Visible Layers). Поставьте галочки в первых трех полях и нажмите Применить (Apply).
Как удалить часть модели
Чтобы удалить часть сетки, щелкните Выбрать грань (Select Face), затем щелкните Удалить текущую выбранную грань и вершины (Delete the Current Selected Face and Vertices).
Как отремонтировать объект или найти дыры
Нажмите Заполнить отверстие (Fill Hole). Для этой опции модель должна быть многообразной. Появится окно, показывающее все отверстия в модели. Теперь можно выбрать отверстия, которые необходимо заполнить. При выборе они будут выделены зеленым цветом. Нажмите Заполнить (Fill), а затем Принять (Accept).
Шаг 3: Восстановление STL
Чтобы проверить, является ли ваш файл STL «водонепроницаемым», выберите Фильтры > Показатели качества и вычисления > Вычислить геометрические показатели (Filters > Quality Measures and Computations > Compute Geometric Measures). Том файла или отчет об ошибках будет доступен в диалоговом окне с правой стороны.
Если в модели есть бреши, выберите Фильтры > Очистка и восстановление > Объединить близкие вершины (Filters > Cleaning and Repairing > Merge Close Vertices) и нажмите Применить (Apply).
Выберите Фильтры > Очистка и восстановление > Удалить повторяющиеся грани (Filters > Cleaning and Repairing > Remove Duplicate Faces), нажмите Применить (Apply).
Выберите Фильтры > Очистка и восстановление > Удалить повторяющиеся вершины (Filters > Cleaning and Repairing > Remove Duplicated Vertices), нажмите Применить (Apply).
Перепроверьте STL-файл.
Шаг 4: Экспортируйте как файл STL
Чтобы экспортировать модель, выберите Файл > Экспорт сетки (File > Export Mesh).
Плюсы и минусы использования MeshLab
Даже если MeshLab не дает возможность создавать новые объекты, это отличный STL-редактор для объединения или восстановления мешей. С помощью MeshLab можно без труда объединять 3D-сканы или просто создавать новые модели путем слияния.
6. 3D Slash
3D Slash — это бесплатное и простое в использовании программное обеспечение для 3D-моделирования, позволяющее создавать модели с использованием концепции строительных блоков, аналогичной игре Minecraft. Программу можно скачать бесплатно или даже установить в браузер.
Шаг 1: Откройте файл STL
Чтобы открыть STL-файл, перейдите в раздел Начать новую модель (Start a new model) и выберите Из 3D-файла (From a 3D file). Файл можно найти на жестком диске или просто перетащить в браузер.
Шаг 2: Отредактируйте файл STL
Сетка автоматически преобразуется в пиксельный объект, который можно редактировать с помощью 3D Slash.
Выберите инструмент в левом верхнем углу окна просмотра. Можно выбрать один из нескольких инструментов для добавления или вычитания кубических мешей различных размеров:
- молоток (Hammer): удалить кубики;
- мастерок (Trowel): перестроить кубики;
- стамеска (Chisel): удалить срезы кубиков;
- стена (Wall): перестроить срезы кубиков;
- сверление (Drill): удалить все, что находится в выбранных пределах.
В сцену можно добавить различные примитивы, чтобы начать работу над новым проектом.
Отрегулируйте размер кубов с помощью палитры в левой части окна просмотра.
Шаг 3: Экспортируйте как файл STL
Чтобы экспортировать сетку, выберите значок дискеты в правом верхнем углу.
Выберите Сохранить как файл STL (Save as STL file).
Плюсы и минусы использования 3D Slash
3D Slash особенно понравится любителям, которым нужно время от времени создавать свои 3D-проекты без необходимости в постижении тайн обычного программного обеспечения для 3D-моделирования. К сожалению, 3D Slash не позволяет пользователям бесплатной версии сохранять измененные 3D-проекты в формате STL.
7. SculptGL
SculptGL — бесплатный инструмент для создания 3D-скульптур. В отличие от своих профессиональных собратьев, таких как ZBrush, SculptGL включает только самые необходимые инструменты и позволяет почувствовать себя скульптором с помощью веб-браузера.
Один серьезный недостаток этого приложения в том, что оно может иногда создавать немногообразные вершины.
Шаг № 1: Откройте файл STL
Щелкните Сцена > Очистить сцену (Scene > Clear Scene), чтобы удалить примитив по умолчанию.
Загрузите файл STL, выбрав Файл (импорт/экспорт) > Добавить (File (import/export) > Add).
Шаг № 2: Отредактируйте файл STL
Определите большие элементы сетки (руки, головы, конечности) с помощью большого инструмента. Перейдите к меньшим кистям для мелких деталей.
Отрегулируйте размер инструмента на панели Скульптура и рисование (Sculpting & Painting) в разделе Радиус (Radius).
Выбор инструментов широк.
Для экономии времени можно активировать кнопку Симметрия (Symmetry). Это позволит скульптить половину меша, в то время как другая половина будет отображаться зеркально.
Для повышения детализации придется увеличить разрешение. Есть два способа:
Разделите сетку: выберите Топология» > Множественное разрешение > Разделить (Topology > Multiresolution > Subdivide).
Как вариант, cоздайте меш заново, выбрав разрешение в разделе Топология > Пересоздание вокселей > Разрешение (Topology > Voxel Remeshing > Resolution), а затем нажмите Пересоздать (Remesh).
Шаг №3 Экспорт в файл STL
Щелкните Файл (импорт/экспорт) > Сохранить STL (File (import/export) > Save STL).
Плюсы и минусы использования Sculpt GL
SculptGL — отличный способ сделать первые шаги в 3D-скульптинге, к тому же бесплатный. С другой стороны, он не обладает столько же широким функционалом, как более продвинутые программы, например ZBrush или Mudbox.
Перевод статьи 7 Free STL Editors: How to Edit & Repair STL Files, опубликованной на сайте All3DP.
Loading Aspose.3D…
STL repairing app is used for 3D printing, it can detect and repair defects from uploaded STL files, like incorrect normal vectors, missing normal vectors, model does not have thickness, unexpected holes, you can also preview before deciding which issues to be fixed.
You do not need to install specialized software to open a STL document, just open this application using a web browser, and drag your document into the upload area, and click the view button, your document will open in the browser regardless of whether you are using Windows, Linux, MacOS, Android or even a mobile device.
Aspose.3D STL model repairing
- Support various 3D formats.
- Automatically detect model errors.
- One click to fix all errors.
- Save as AMF, OBJ, STL for printing.
![]()
How to use STL repairing app to repair your STL file.
- Click inside the file drop area to upload a file or drag & drop a file.
- Your file will be uploaded and we’ll show you file’s defects with preview.
- Select the issues we can fix for you, and click the repair button
- Download link of repaired file will be available instantly after repaired.
Stereolithography
STL, abbreviation for stereolithrography, is an interchangeable file format that represents 3-dimensional surface geometry. The file format finds its usage in several fields such as rapid prototyping, 3D printing and computer-aided manufacturing. It represents a surface as a series of small triangles, known as facets, where each facet is described by a perpendicular direction and three points representing the vertices of the triangle.
Read More
FAQ
-
1
❓ How can I repair 3D file?
First, you need to upload a file for repairing, drag & drop your 3D file or click inside the white area for choose a file. Then click the “REPAIR NOW” button. Our app will list issues we found, choose what issues you want us to repair for you, then you can download your repaired file.
-
2
⏱️ How long does it take to repair 3D?
This repairing app works fast. You can repair 3D file in a few seconds.
-
3
🛡 Is it safe to repair 3D file using free repairing app?
Of course! The download link of result files will be available instantly after repaired. We delete uploaded files after 24 hours and the download links will stop working after this period. No one has access to your files. File repairing is absolutely safe.
-
4
💻 Can I repair 3D file on Linux, Mac OS or Android?
Yes, you can use free repairing app on any operating system that has a web browser. Our 3D repairing app works online and does not require any software installation.
Fast and easy repairing
Upload your document, click the “Merge” button, you’ll see the 3D content immediately.
Repair from anywhere
It works from all platforms including Windows, Mac, Android and iOS. All files are processed on our servers. No plugin or software installation required for you.
Compatibility
Powered by Aspose.3D. All files are processed using Aspose APIs, which are being used by many Fortune 100 companies across 114 countries.
Если вы занимаетесь 3D-проектированием и 3D-печатью, вам известно, насколько важно исправить ошибки в файле модели после его преобразования из формата CAD в формат STL. Проект будет казаться идеальным, однако при печати все может пойти неправильно.
Ошибку можно не заметить, и поэтому софт для редактирования STL-файлов позволит избежать проблем с выводом на печать и обеспечит успешный результат. Описанные в статье инструменты исправления STL-файлов позволят создать герметичную, готовую к печати 3D-модель.
1. Перевернуть инвертированные нормали (flip inverted normals)
У каждой 3D-модели есть две стороны: внешняя, которую видно после печати, и внутренняя, которую можно наблюдать, только если проделать боковое отверстие в проектируемом объекте. У треугольников, из которых состоит модель (далее мы будем называть их полигонами), также имеются внутренняя и внешняя стороны. Внешнюю сторону называют нормалью.
При непреднамеренном повороте нормали противоположной стороной (после чего она будет направлена внутрь), 3D-принтер не сможет считать модель и определит, что внутреннюю часть модели нужно заполнить, так как при таком направлении нормали внутренняя часть модели теперь также может рассматриваться как внешняя часть.
В общем и целом принтер не сможет определить, когда необходимо прекратить печать и какие детали необходимо оставить пустотелыми.
Станьте квалифицированным специалистом по 3D-технологиям!Пройдите обучающие курсы по работе с 3D-оборудованием и программными продуктами в учебном центре iQB Technologies.
2. Заполнить отверстия (fill holes)
Иногда полигонов не хватает, и в модели остаются разрывы сетки. Как и в предыдущем случае, ввиду нехватки информации 3D-принтер не сможет напечатать модель. Машина обрабатывает эти пробелы так же, как и инвертированные нормали: она не сможет определить начальные и конечные точки проектируемого объекта и либо напечатает только контур (игнорируя внутренние стороны слоев), либо продолжит печать, когда нужно остановиться. Необходимо отметить, что в проектируемом объекте при печати можно намеренно оставить отверстия, однако для их надлежащего обозначения необходимо правильно разместить полигоны.
3. Перестроить области конфликтующих полигонов (avoid overlapping triangles)
При построении сложных моделей может потребоваться совместить две формы или извлечь часть модели (то есть выполнить булевы операции), из-за чего внутренняя геометрия модели уже не будет оптимальной, и тогда потребуется убрать конфликтующие полигоны. Такая ошибка некритична, однако печать модели потребует больше времени и материала. Конфликтующие полигоны очень сложно обнаружить, поскольку на законченной модели слои могут накладываться друг на друга.
4. Сшить стороны обособленных полигонов (stitch bad edges)
Если несколько полигонов не соединены между собой, образуются так называемые обособленные полигоны. В теории их можно рассматривать как разрывы модели, поскольку окружающие такой разрыв полигоны нельзя объединить с каким-либо ребром. При наличии обособленных полигонов у проектируемого объекта его модель не будет герметичной. Для создания топологически правильной, готовой к печати модели такие полигоны должны быть совмещены.
Еще одна разновидность этого явления называется неправильно примыкающими ребрами (near bad edges) и возникает, когда два полигона расположены рядом друг с другом, но имеют ребра, которые соприкасаются не полностью. Такие ребра не всегда удастся увидеть на экране, и для их выявления необходимо использовать ПО для редактирования STL-файлов. Множество неправильных ребер называют проблемным контуром (bad contour).
Слева – инструмент перестроения областей конфликтующих полигонов, справа – сшивка сторон обособленных полигонов
⠀⠀⠀
5. Удалить пространственный шум (remove noise shells)
В 3D-печати оболочка (shell) – это группа соединенных полигонов, образующая отдельный 3D-объект в файле. Оболочки могут либо накладываться друг на друга, либо быть разделены разрывом. Одна из распространенных трудностей, возникающих при работе с оболочками, связана с наличием инвертированных полигонов, либо наличием соприкасающихся полигонов, одна сторона которых направлена не в ту сторону, в пересекающихся оболочках.
Бывает так, что размер оболочки настолько мал, что она становится лишней в рамках конкретной модели. Такие оболочки называют областями артефактов или пространственным шумом (noise shells или orphaned shells), поскольку в них практически нет объема. Представьте себе складку на куске ткани, которую необходимо разгладить, чтобы получить полностью сглаженный материал.
Самый простой способ удаления таких оболочек – повернуть инвертированные полигоны противоположной стороной, а на завершающем этапе выполнить требование о том, что оставшиеся правильные оболочки в проектируемом вами объекте должны быть объединены в единую структуру сплошного объема. Наличие нескольких оболочек в модели – не всегда плохо, однако это значительно увеличит время печати.
Поясним эту ситуацию визуально наглядно: представьте себе рисунок контура фигуры на листе бумаги. Если обвести контур еще раз, он станет толще. Аналогичным образом большее количество оболочек означает большую толщину печатаемого объекта. При печати пустотелого объекта проектирования (наиболее распространенный подход, поскольку модель будет легче, а ее печать выгоднее) оптимальным способом станет печать внешней оболочки (контура) и внутренней оболочки (вставки). Внутренний слой состоит из инвертированных нормалей: по ним компьютер определяет, что необходимо печатать пустотелую модель. Кроме того, модель с одной оболочкой будет недостаточно прочна, а при печати возникнут трудности. При этом слишком большое количество оболочек также ухудшит модель. Рекомендуемое количество оболочек – не больше пяти.
Инструмент ShrinkWrap
При работе с файлами низкого качества может быть недостаточно автоматического исправления перевернутых полигонов, проблемных контуров, отверстий и шероховатых поверхностей. На помощь придет эффективный инструмент исправления от Materialise – ShrinkWrap. Этот сложный алгоритм покроет модель тонким слоем, затем стянет этот слой и исправит серьезные ошибки, не затрагивая самой детали.
Рекомендуем статью: Подготовка моделей к 3D-печати: самый полный гид по Magics
6. Обрезать или объединить пересекающиеся и конфликтующие полигоны (trim or unify intersecting and overlapping triangles)
Еще одна проблема, с которой часто сталкиваются начинающие специалисты по 3D-печати, – пересечение полигонов. В этом случае потребуется обрезать острое ребро и сами полигоны, чтобы получить унифицированную модель. В противном случае 3D-принтер перепутает внутреннюю и внешнюю стороны модели и не сможет определить, какую часть ограничивающего параллелепипеда необходимо заполнить.
Также полигоны могут конфликтовать, то есть накладываться друг на друга. В таком случае ребро полигона является общим для двух или более граней, в результате чего 3D-принтер не сможет рассчитать траекторию печати. Так, принтер разделит модель на слои таким образом, что лазер или экструдер продолжат печатать модель с одинаковыми ребрами поверх друг друга. Программа удаляет повторяющиеся элементы на конфликтующих полигонах, что упрощает процесс вычисления и создает единую твердотельную модель.
7. Проверить толщину стенок (check wall thickness)
Забавно, но факт: каждый пятый заказ на 3D-печать, получаемый провайдерами услуг, приходится отменять из-за неправильной толщины стенок. Такая ошибка очень распространена, а значит, очень важно определить нужную толщину стенок.
При работе с ПО для 3D-моделирования можно спроектировать поверхность, не указывая толщину стенок. Однако 3D-принтеру потребуется информация о требуемой толщине стенок вашего объекта. И здесь необходимо найти компромисс: с одной стороны, этот параметр должен быть достаточно большим для успешной печати прочной детали, но при этом достаточно маленьким, чтобы максимально сэкономить материал.
Слева – функция обрезки/объединения пересекающихся и конфликтующих полигонов, справа – проверка толщины стенок
⠀⠀⠀
8. Оптимизировать размер файла (minimize file size)
Каждый треугольник в модели расходует память компьютера. Соответственно, обработка STL-файлов с большим количеством треугольников требует большей вычислительной мощности. Более того, зачастую 3D-принтер не может напечатать файл, в котором слишком много полигонов, а значит, уменьшение числа треугольников – операция, также называемая количественной оптимизацией полигонов, или децимацией полигональной сетки, – становится важнейшей составляющей всего процесса.
Сверху – оригинальный размер файла, снизу – оптимизированный размер
⠀⠀⠀
9. Изменить масштаб 3D-модели (rescale your 3D model)
Чем полезно изменение масштаба 3D-модели? Во-первых, ввиду отсутствия в STL-файлах сведений о единице измерения расстояния инструмент изменения масштаба подойдет для изменения размера модели. Во-вторых, изменение масштаба модели поможет решить задачи, связанные с толщиной стенок. В-третьих, размер напрямую влияет на стоимость печати. Наконец, изменение масштаба помогает компенсировать сжатие модели при ее печати.
10. Преобразовать детали в пустотелые (hollow parts)
3D-печать требует немалых затрат, и для экономии материала модель можно сделать пустотелой. Это можно сделать в специализированном ПО, а также с его помощью вы сможете определить оптимальную толщину стенок объекта, что гарантирует как экологичность и экономичность модели, так и ее прочность.
Больше материалов по теме 3D-технологий — в блоге 3D-экспертов iQB Technologies.
Дизайнерам и инженерам часто требуется программное обеспечение для адаптации, ремонта и доработки 3D-моделей для 3D-печати. К счастью, эра ручного программирования сетки давно прошла.
Сегодня существует целый ряд специальных инструментов, предлагающих как автоматическое, так и ручное восстановление. Автоматическое редактирование для исправления небольших ошибок будет достаточно для большинства моделей, таких как пробелы и незамкнутые поверхности, но модели с более критическими ошибками потребуют ручного вмешательства.
В этом руководстве мы опишем рабочий процесс для восстановления и редактирования STL файлов и опишем пять лучших программных инструментов для обработки моделей при подготовке к 3D-печати.
Зачем восстанавливать файл STL?
3D-дизайнеры обычно создают модели, используя сложные методы обработки поверхностей. Это приводит к математически «идеальной» геометрии, определяемой кривыми и сплайнами. Для 3D-печати поверхности преобразуются в формат сетки, который описывает геометрию как облако связанных треугольных граней и вершин.
Преобразование сетки — это похоже на то как разбить идеально гладкое зеркало, а затем склеить все кусочки и чтобы оно выглядело как оригинал. Если это будет сделано некорректно, в результате мы получим модель со всеми видами ребер, отверстий и плавающих частей, а также областей с множеством пересекающихся треугольников. Хорошо выполненная 3D-модель представляет собой коллекторную сетку без отверстий, неотличимую от оригинального дизайна.
Как восстановить файл STL
Типичный рабочий процесс ремонта включает следующие шаги:
-
Авто-ремонт. Мастер программного обеспечения попытается исправить все основные ошибки, включая дыры, отдельные оболочки и пересечения.
-
Разделение треугольников. Сетка состоит из наборов связанных треугольников. Он может содержать несколько непрерывных поверхностей, которые в идеале соединяются вместе, а некорректные требуют удаления.
-
Закрытие дыр, перекрытие пробелов. Некоторые программы допускают различные способы заполнения отверстий, такие как плоская, касательная, линейная или произвольная.
-
Корректировка перекрытий и пересечений. Это обычно требует пересчета целых областей сетки.
-
Фильтрация двойных граней, двойных вершин, инвертированных нормалей и острых узких треугольников.
-
Соединить открытые края и оставшиеся отверстия.
-
Ручное восстановление путем удаления и создания треугольников.
-
Remishing для оптимизации количества треугольников.
-
Экспорт в выбранный формат сетки.
Самый популярный и удобный для хранения формат — STL (StereoLiThography) /post/47261/, который мы будем использовать для этой статьи. Мы рекомендуем сохранять STL в двоичном формате, так как это еще больше уменьшает размер файла. Как описано в нашем руководстве по Meshmixer /post/45960/, есть несколько других полезных форматов, таких как AMF, Collada, OBJ и PLY, со специальными параметры для материала, цвета, рендеринга, 3D-сканирования и информации для 3D-печати.
Сравнение программных инструментов для восстановления файлов STL
| Название | Эффективность | КПД | UI | Разнообразие | Remeshing | Auto-Fixing | Тип | COST | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Meshmixer | ★★★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | UI, Remesh, & Auto-Fix | 3D дизайнер | Free |
| Netfabb | ★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★ |
Заполнение и формирование поддержек |
Инженер | Free (edu) |
| Magics | ★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★ | Ручное редактирование | Инженер | Paid |
| Blender | ★★★★ | ★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ | ★ | Ручное редактирование | CG дизайнер | Free |
| Meshlab | ★★ | ★ | ★ | ★★★★ | ★★★★★ | ★ | Математическое | 3D сканирование | Free |
Основываясь на наших исследованиях, лучшим инструментом для ремонта STL является Meshmixer. Он сочетает в себе удобный интерфейс со всеми опциями, необходимыми для исправления сложных ошибок сетки. Его дополнительные возможности и бесплатная доступность делают его номером один.
Meshmixer также является полезным инструментом для редактирования STL-файлов, создания целых сечений, а также для оптимизации и финализации 3D-моделей. Прочитайте наш учебник с 15 профессиональными советами по редактированию файлов STL для 3D-печати.
Netfabb от Autodesk отличается тем, что ориентируется на инженеров благодаря своим передовым возможностям подготовки к 3D-печати.
Magics — это профессиональное решение для редактора STL, предлагающее огромное количество функций по восстановлению STL, однако для этого часто требуется больше ручной работы. Поэтому Magics входит распологается на третьем месте.
Хотя Blender больше ориентирован на 3D-моделирование и имеет сложный интерфейс, он по-прежнему предлагает большинство необходимых функций для успешного редактирования сетки.
Наконец, Meshlab /post/19315/ — это легкий просмотрщик и редактор сеток, который восполняет все, что ему не хватает в возможностях восстановления файлов и удобстве использования, благодаря своим продвинутым сценариям перекомпоновки.
Расширенное руководство по ремонту STL
В следующем разделе тестируются пять инструментов ремонта с использованием сложной трехмерной модели крючка для одежды, в которой есть несколько основных ошибок, включая дыры, зазоры, пересечения и плавающие треугольники. Крюк должен быть соединен с монтажным цилиндром, чтобы получить единую водонепроницаемую сетку.
Оглавление:
- Meshmixer
- MeshLab
- Magics
- Blender
- Netfabb
Meshmixer
Meshmixer /post/45960/ — это универсальная и удобная программа для редактирования сетки. Можно не только оптимизировать треугольную сетку, но и изменить целые сечения, стилизовать модель или добавить к ней полезные функции.
Загружая крючок для одежды в Meshmixer и запуская Analysis → Inspector, мы обнаруживаем, что он действительно показывает все ошибки сетки. В разделе Shaders выберите режим рентгеновского излучения для лучшей видимости. Убедитесь, что вы выбрали правильный режим заполнения отверстий, прежде чем исправлять отдельные ошибки, нажав на точечные индикаторы, либо запустив авторемонт. Всего этого обычно бывает достаточно.
Используйте Shaders в Inspector, чтобы просмотреть все ошибки.
Альтернативный метод ремонта отверстия — выбрать область, окружающую отверстие, и использовать операцию Edit → Erase and Fill (F) во всплывающем меню. Установка типа для Smooth MVC производит хорошую непрерывную заливку. Edit → Make Solid или Edit → Replace и Fill — другие альтернативы, которые приводят к закрытой сетке. Дополнительный проход со скульптурной кистью RobustSmooth полностью смешает улучшенную область модели.
Если модель состоит из отдельных оболочек, перейдите в «Edit → Separate Shells и откройте Обозреватель объектов (Ctrl + Shift + O). Теперь постепенно выбирайте по две оболочки и нажимайте Boolean Union из всплывающего окна. В недавно открытом подменю режимы Precise или Max Quality будут поддерживать кривую пересечения между обоими объектами, тогда как Fast Approximate намного быстрее и обычно достаточно.
Если логическая операция завершается неудачно, это приводит к появлению двух объектов красного цвета. В этом случае увеличьте параметр» Глубина поиска» и уменьшите масштаб целевого края, чтобы увеличить вероятность успеха. Проверка использования кривых пересечения также улучшает качество. Если ничего не помогает, перемещение одной из оболочек на несколько сотых миллиметра в разделе Edit → Transform должно помочь.
Авто восстановление всего файлп, удалит плавающие секции и исправит все граничные петли. В этом случае мы хотим вручную соединить зазор в одной из распорок. Вот тут-то и появился инструмент Bridge . Он лучше всего работает на прямых участках и поскольку это промежуток между круговыми петлями, лучше всего его исправлять на участках. Выберите Edit → Select и выделите треугольники с обеих сторон, которые нужно соединить. Затем нажмите Edit → Bridge (Ctrl + B) во всплывающем меню и установите достаточно высокий параметр Refine для плавного соединения. Повторите команду Bridge для нескольких областей по периметру зазора, затем используйте инспектор, чтобы заполнить оставшиеся отверстия. Хорошей практикой предотвращения ошибок является использование Edit → Remesh перед ремонтом, чтобы увеличить и гомогенизировать триангуляцию в соответствующей области.
Для соединения цилиндрического зазора в Meshmixer необходимо выполнить несколько операций перекрытия, повторного соединения и заполнения отверстий.
MeshLab
Meshlab /post/19315/ — это программный пакет, который специализируется на сеточных операциях, связанных с данными трехмерного сканирования и предоставляет множество алгоритмов ретриангуляции. Полезно использовать Filters → Remeshing, Simplification and Construction → Simplification (прореживание квадратичного свертывания кромки), поскольку оно пересчитывает сетку в направлении целевого числа граней. Проверка плоского упрощения лучше всего сохранит плоские поверхности. Альтернативный метод уменьшения треугольника – Filters → Cleaning и Repairing → Merge Close Vertices близкие вершин.
Плавающие элементы можно обнаружить, щелкнув правой кнопкой мыши по детали в окне проекта и выбрав «Разделить в связанных компонентах» . Отдельные оболочки могут быть затем индивидуально удалены или объединены обратно с CSG Operation с помощью оператора Union .
Основные утилиты восстановления в Meshlab: закрытие отверстий, логическое значение и выбор кисти.
С помощью Meshlab можно выполнять базовый ремонт сетки. Например, Filters → Cleaning и repairing → Select Self Intersecting Faces → Apply выделят все пересекающиеся треугольники, которые затем можно удалить, нажав» Удалить». Filters → Cleaning и repairing → Remove Duplicated Faces и Remove Duplicated Vertex — всегда полезные действия для выполнения. Следующим шагом является закрытие отверстий, используя Filters → Remeshing, Simplification и Construction → Close Holes. Операция Compute Geometric Measures в разделе Filters → Quality Measure and Computations покажет, когда сетка не является водонепроницаемой. Если нет, обнаружите вовлеченные области Render → Show Non Manif Edges и Show Non Manif Vertices.
Для устранения разрывов группы треугольников можно удалить с помощью инструмента Select Faces in a Rectangular Region ( «Выбор граней в прямоугольной области») на панели инструментов. Удерживая клавишу «Alt», чтобы убрать задние грани из выделения, используйте Shift + Ctrl + D, чтобы отменить выбор. Для выбора отдельных треугольников щелкните инструмент Z-Painting на панели инструментов и выберите красный значок кисти. Щелкните левой кнопкой мыши, чтобы выбрать треугольники, щелкните правой кнопкой мыши, чтобы стереть выделение, и нажмите «Удалить», чтобы удалить треугольники. Поскольку Meshlab не реализует никаких функций создания треугольников, мы используем метод генерации поверхности в разделе Filters → Remeshing, Simplification и Construction → Surface Reconstruction: VCG . С достаточно низким значением для Voxel Side и достаточно высоким значением для Voxel Side и объемные лапласовы итерации, это приведет к гладкой коллекторной сетке. Этот метод обычно рекомендуется в разделе Filters → Remeshing, Simplification and Construction → Screened Poisson Surface Reconstruction ( «Фильтры» → «Переоборудование, упрощение и построение» → «Реконструкция экранированной поверхности Пуассона»). Другой альтернативный метод состоит в том, чтобы сгенерировать альфа-комплекс, а затем сгенерировать альфа-форму, которая иногда работает с правильными значениями. Для операций с сеткой Meshlab предлагает вокселизатор в разделе Filters → Remeshing, Simplification and Construction → Uniform Mesh Resampling (» Фильтры» → «Перемешивание, упрощение и построение» → «Равномерная выборка сетки»), в результате чего получается сетка коллектора и параметр смещения, полезный для создания полых деталей.
Примечание. Сохраняйте сетки после каждой важной операции! Meshlab не имеет функции Undo и потребует повторного импорта исходной сетки.
Magics
Materialize Magics — это профессиональный инструмент для подготовки данных для 3D-печати, который позволяет осуществлять всесторонний ручное редактированиеза сетки, включая анализ толщины стенок, обработку пустот, сглаживание, разрезание, а также фиксацию отверстий, плохих краев и наиболее сложных ошибок треугольника.,
Исправление ошибок обычно выполняется с помощью мастера исправлений под значком красного креста Fix Wizard . Нажмите Go to Advised Step (» Перейти к рекомендованному шагу»), чтобы открыть диагностическую таблицу для проверки исправления различных ошибок. Для больших сеток рекомендуется снять флажки Overlapping (Перекрывающиеся треугольники и Пересекающиеся треугольники) и сначала исправить основные ошибки. После выбора Go to Advised Step ( «Обновить») снова нажмите Advised Step (» Перейти к рекомендованному шагу»), а затем Automatic Fixing (» Автоматическое исправление») — это исправит большинство ошибок.
В случае, если мастер исправления не может исправить поврежденные края и перекрывающиеся треугольники, то Stitch функция под Stitching в Fix Wizard меню часто оказывается полезной с достаточно высоким значением допуска. Для оставшихся перекрывающихся треугольников либо снова запустите мастер исправлений, либо выберите Detect Overlapping ( «Обнаружение перекрытий») в разделе Overlaps (»Перекрытия») в меню Fix Wizard (»Мастер исправлений»). При этом выбираются все перекрытия, которые затем будут удалены нажатием кнопки Delete Marked (» Удалить помеченные»). Точно так же это можно сделать для пересекающихся треугольников в разделе Triangles → Detect Intersecting (Треугольники → Определить пересекающиеся). Если сшивание оставшихся зазоров не завершает восстановление, кнопка Create теперь позволяет заполнить оставшиеся пробелы вручную. Разделы сетки также можно пометить вручную на вкладке Marking » Маркировка » в главном меню. Плавающие секции могут быть удалены под секцией Noise Shells. Для больших неплоских отверстий их заполнение вручную с помощью параметра Freeform » Свободная форма» в разделе Holes » Отверстия» в меню Fix Wizard » Мастер исправлений» приведет к получению самого гладкого участка заполнения. Опция Ruled позволяет указать направление, по которому должна следовать дырка и в этом случае она используется для преодоления цилиндрического зазора в одной из стержней после создания вручную нескольких соединительных треугольников.
Иногда Fix Wizard не объединяет различные оболочки в сетке. Чтобы это исправить, щелкните правой кнопкой мыши деталь в меню Part Pages → Part List (Страницы деталей → Список деталей) на главном экране и выберите Shells to Parts (Оболочки для деталей). Это создает отдельные сетки, которые при проверке теперь могут быть объединены с помощью функции Tools → Boolean (Ctrl + B) .
Blender
Blender — это бесплатная среда создания сеток с открытым исходным кодом, включающая 3D-моделирование, такелаж, рендеринг и анимацию. Несколько функций восстановления сетки доступны в режиме редактирования в меню сетки на нижней панели инструментов. CellBlender надстройка предоставляет инструмент для анализа сетки. Прежде чем начинать какие-либо сценарии восстановления, убедитесь, что выбрана соответствующая сетка или секция.
Mesh → Normals → Recalculate Outside (Ctrl + N) (Сетка → Нормы → Пересчитать снаружи) переворачивает любые треугольники с инвертированными нормалями. Проверьте информационную панель вверху для результатов, в случае создания квадратов их можно преобразовать в треугольники с помощью Mesh → Faces → Triangulate Faces (Ctrl + T). Mesh → Degenerate → Dissolve (Сетка → Вырождение → Растворение) удаляет ребра и грани без области. Удалите дублирующиеся вершины, чтобы сварить края вместе с Mesh → Vertices → Remove Doubles (Сетка → Вершины → Удалить двойные).
Самый простой способ заполнить дыру в Blender — сначала выбрать граничный цикл с помощью Select → Select Boundary Loop или выделить все ребра, не являющиеся многообразием, с помощью Select → Select All по признаку → Non-Manifold (Shift + Ctrl + Alt + M), а затем нажмите Mesh → Faces → Make Edge / Face (F)или Mesh → Faces → Fill (Alt + F) для улучшения заливки. Отдельные треугольники можно создать, щелкнув правой кнопкой мыши край или вершину, удерживая клавишу Shift + щелкнув правой кнопкой мыши второй и нажав клавишу F. Во время редактирования полезно переключаться между режимами Vertex Select, Face Select, or Edge Selec (выбора вершины, выбора профиля или выбора края), которые обозначены тремя значками. на нижней панели инструментов. Выбор определенной области может быть сделан с помощью Select → Circle Select © который работает аналогично выбору кисти. Измените размер кисти с помощью колесика мыши или кнопок плюс / минус, отмените выбор, удерживая клавишу Shift. Mesh → Faces → Beautify Faces (Shift + Alt + F) иногда помогает улучшить качество сетки в выбранной области. Отдельные граничные петли могут быть выбраны с помощью Alt + правый клик. Выбрав две открытые граничные петли, выберите Mesh → Edges → Bridge Edge Loop и две области будут плавно соединены.
Выбрав Mesh → Vertices → Separate → By loose parts, вы создадите один объект на оболочку в браузере проекта. Это позволяет удалять ненужные объекты сетки. Отдельные оболочки можно объединить с помощью логического модификатора . Если ничего не помогает, используйте модификатор Remesh и увеличьте глубину октодерева примерно до 8 или пока результаты не будут удовлетворительными. Чтобы увеличить толщину стенок в определенных областях, перейдите в режим скульптинга и используйте кисть Inflate из нижнего меню Brush → Sculpt Tool.
Netfabb
Autodesk Netfabb — это усовершенствованный инструмент для подготовки файлов 3D-печати, а его функция автоматического восстановления встроена в такие программы, как Formlabs Preform. Он предлагается в стандартной, премиальной и окончательной версиях, первые две из которых свободно доступны для образовательных целей.
Netfabb предлагает дополнительные процедуры редактирования сетки, такие как выдавливание, создание пользовательской поддержки, а также Lattice Assistant и Lattice Commander, которые являются отличными помощниками в разработке простых деталей. Версия Ultimate предлагает утилиту оптимизации, которая структурно оптимизирует детали на основе приложенных нагрузок с использованием анализа FEA .
С помощью функции File → Import CAD File as Mesh можно импортировать не только модели сетки в различных форматах, но и собственные файлы из Catia, Siemens NX, SolidWorks, SolidEdge, Rhinoceros, ProE, Sketchup плюс поддержка STEP, IGES, SAT. и файлы Parasolid XT. Чтобы импортировать сетку, нажмите File → Add part and check Extended Repair (» Файл» → «Добавить деталь») и установите флажок» Расширенное восстановление» в диалоговом окне. Это устраняет большинство ошибок в 3D-файле.
Перед началом ремонтных работ полезно проанализировать детали. Под значком Analysis на панели задач или после щелчка правой кнопкой мыши на детали в разделе Parts → Analyse → New Analysis → Add part (» Детали» → «Анализ» → «Новый анализ» → «Добавить деталь») можно быстро проверить толщину стенки. Щелкните правой кнопкой мыши деталь, затем выберите Analyse → New Measurement (» Анализ» → «Новое измерение») или выберите значок линейки на панели задач, чтобы выполнить линейные измерения, измерения радиуса, углов и толщину стенки в определенных точках.
Откройте раздел Part Repair (» Ремонт деталей»), щелкнув красный значок «Ремонт» на панели задач. Если сценарий автоматического восстановления хорошо выполнял свою работу после импорта, сетка закрыта, а элементы сетки на вкладке Status должны быть отмечены зеленым цветом. На вкладке Actions (Действия) можно дополнительно оптимизировать файл в случае существования пересечений. В разделе Self Intersections, а затем выберите Detect (» Самопересечения» выберите» Обнаружить»,» Обыкновенный»), который выполняет восстановление отверстий по умолчанию, Stitch Triangles, Remove Double Triangles, Remove Degenerate Faces, или Split Off или Remove (» Сшить треугольники», «Удалить двойные треугольники», «Удалить вырожденные грани» » Отрезать выкл»), а затем удалите пересечения. Wrap Part Surface работает аналогично процедурам вокселизации и оставляет только внешнюю оболочку коллектора. Также убедитесь, что на вкладке» Оболочки » отсутствуют Shells оболочки .
При попытке устранить пробелы в Netfabb скорее заполнит открытые отверстия, которые требуют дальнейшего ручного ремонта. Нажмите значок Select Surfaces (» Выбрать поверхности») на главной панели инструментов и выберите все отверстие, затем нажмите» Удалить» . Также можно использовать инструмент Brush Selection (» Выбор кисти») и использовать клавиши Ctrl + Scrollwheel и кнопки » Плюс / Минус», чтобы изменить размер и выбор кисти. Выделив треугольники, выберите значок Remove Selected Triangles (» Удалить выбранные треугольники») и вручную добавьте отсутствующие треугольники, а также несколько соединительных треугольников с помощью кнопки Add Triangles (» Добавить треугольники»). Операция Repair → Close all Holes (Ремонт → Закрыть все отверстия) завершит задачу восстановления сетки. Наконец, мы можем уточнить сетку, используяКоманда Mesh Edit → Remesh, которая пересчитывает модель на основе параметра Target Edge Length. Установите флажок Maintain Edge (» Сохранить край»), чтобы оптимизировать целостность модели вокруг острых краев.
Если вы занимаетесь 3D-проектированием и 3D-печатью, вам известно, насколько важно исправить ошибки в файле модели после его преобразования из формата CAD в формат STL. Проект будет казаться идеальным, однако при печати все может пойти неправильно. Ошибку можно не заметить, и поэтому специализированное программное обеспечение для редактирования STL-файлов позволит избежать проблем с выводом на печать и обеспечит успешный результат. Описанные в статье инструменты исправления STL-файлов позволят создать герметичную, готовую к печати 3D-модель.
1. Перевернуть инвертированные нормали (flip inverted normals)
У каждой 3D-модели есть две стороны: внешняя, которую видно после печати, и внутренняя, которую можно наблюдать, только если проделать боковое отверстие в проектируемом объекте. У треугольников, из которых состоит модель (далее мы будем называть их полигонами), также имеются внутренняя и внешняя стороны. Внешнюю сторону называют нормалью.
При непреднамеренном повороте нормали противоположной стороной (после чего она будет направлена внутрь), 3D-принтер не сможет считать модель и определит, что внутреннюю часть модели нужно заполнить, так как при таком направлении нормали внутренняя часть модели теперь также может рассматриваться как внешняя часть.
В общем и целом принтер не сможет определить, когда необходимо прекратить печать и какие детали необходимо оставить пустотелыми.
2. Заполнить отверстия (fill holes)
Иногда полигонов не хватает, и в модели остаются разрывы сетки. Как и в предыдущем случае, ввиду нехватки информации 3D-принтер не сможет напечатать модель. Машина обрабатывает эти пробелы так же, как и инвертированные нормали: она не сможет определить начальные и конечные точки проектируемого объекта и либо напечатает только контур (игнорируя внутренние стороны слоев), либо продолжит печать, когда нужно остановиться. Необходимо отметить, что в проектируемом объекте при печати можно намеренно оставить отверстия, однако для их надлежащего обозначения необходимо правильно разместить полигоны.
3. Перестроить области конфликтующих полигонов (avoid overlapping triangles)
При построении сложных моделей может потребоваться совместить две формы или извлечь часть модели (то есть выполнить булевы операции), из-за чего внутренняя геометрия модели уже не будет оптимальной, и тогда потребуется убрать конфликтующие полигоны. Такая ошибка некритична, однако печать модели потребует больше времени и материала. Конфликтующие полигоны очень сложно обнаружить, поскольку на законченной модели слои могут накладываться друг на друга.
4. Сшить стороны обособленных полигонов (stitch bad edges)
Если несколько полигонов не соединены между собой, образуются так называемые обособленные полигоны. В теории их можно рассматривать как разрывы модели, поскольку окружающие такой разрыв полигоны нельзя объединить с каким-либо ребром. При наличии обособленных полигонов у проектируемого объекта его модель не будет герметичной. Для создания топологически правильной, готовой к печати модели такие полигоны должны быть совмещены.
Еще одна разновидность этого явления называется неправильно примыкающими ребрами (near bad edges) и возникает, когда два полигона расположены рядом друг с другом, но имеют ребра, которые соприкасаются не полностью. Такие ребра не всегда удастся увидеть на экране, и для их выявления необходимо использовать специализированное ПО для редактирования STL-файлов. Множество неправильных ребер называют проблемным контуром (bad contour).
Слева – инструмент перестроения областей конфликтующих полигонов, справа – сшивка сторон обособленных полигонов
5. Удалить пространственный шум (remove noise shells)
В 3D-печати оболочка (shell) – это группа соединенных полигонов, образующая отдельный 3D-объект в файле. Оболочки могут либо накладываться друг на друга, либо быть разделены разрывом. Одна из распространенных трудностей, возникающих при работе с оболочками, связана с наличием инвертированных полигонов, либо наличием соприкасающихся полигонов, одна сторона которых направлена не в ту сторону, в пересекающихся оболочках.
Бывает так, что размер оболочки настолько мал, что она становится лишней в рамках конкретной модели. Такие оболочки называют областями артефактов или пространственным шумом (noise shells или orphaned shells), поскольку в них практически нет объема. Представьте себе складку на куске ткани, которую необходимо разгладить, чтобы получить полностью сглаженный материал.
Самый простой способ удаления таких оболочек – повернуть инвертированные полигоны противоположной стороной, а на завершающем этапе выполнить требование о том, что оставшиеся правильные оболочки в проектируемом вами объекте должны быть объединены в единую структуру сплошного объема. Наличие нескольких оболочек в модели – не всегда плохо, однако это значительно увеличит время печати.
Поясним эту ситуацию визуально наглядно: представьте себе рисунок контура фигуры на листе бумаги. Если обвести контур еще раз, он станет толще. Аналогичным образом большее количество оболочек означает большую толщину печатаемого объекта. При печати пустотелого объекта проектирования (наиболее распространенный подход, поскольку модель будет легче, а ее печать выгоднее) оптимальным способом станет печать внешней оболочки (контура) и внутренней оболочки (вставки). Внутренний слой состоит из инвертированных нормалей: по ним компьютер определяет, что необходимо печатать пустотелую модель. Кроме того, модель с одной оболочкой будет недостаточно прочна, а при печати возникнут трудности. При этом слишком большое количество оболочек также ухудшит модель. Рекомендуемое количество оболочек – не больше пяти.
Инструмент ShrinkWrap
При работе с файлами низкого качества может быть недостаточно автоматического исправления перевернутых полигонов, проблемных контуров, отверстий и шероховатых поверхностей. На помощь придет эффективный инструмент исправления от Materialise – ShrinkWrap. Этот сложный алгоритм покроет модель тонким слоем, затем стянет этот слой и исправит серьезные ошибки, не затрагивая самой детали.
6. Обрезать или объединить пересекающиеся и конфликтующие полигоны (trim or unify intersecting and overlapping triangles)
Еще одна проблема, с которой часто сталкиваются начинающие специалисты по 3D-печати, – пересечение полигонов. В этом случае потребуется обрезать острое ребро и сами полигоны, чтобы получить унифицированную модель. В противном случае 3D-принтер перепутает внутреннюю и внешнюю стороны модели и не сможет определить, какую часть ограничивающего параллелепипеда необходимо заполнить.
Также полигоны могут конфликтовать, то есть накладываться друг на друга. В таком случае ребро полигона является общим для двух или более граней, в результате чего 3D-принтер не сможет рассчитать траекторию печати. Так, принтер разделит модель на слои таким образом, что лазер или экструдер продолжат печатать модель с одинаковыми ребрами поверх друг друга. ПО Materialise Magics удаляет повторяющиеся элементы на конфликтующих полигонах, что упрощает процесс вычисления и создает единую твердотельную модель.
7. Проверить толщину стенок (check wall thickness)
Забавно, но факт: каждый пятый заказ на 3D-печать, получаемый провайдерами услуг, приходится отменять из-за неправильной толщины стенок. Такая ошибка очень распространена, а значит, очень важно определить нужную толщину стенок.
При работе с ПО для 3D-моделирования можно спроектировать поверхность, не указывая толщину стенок. Однако 3D-принтеру потребуется информация о требуемой толщине стенок вашего объекта. И здесь необходимо найти компромисс: с одной стороны, этот параметр должен быть достаточно большим для успешной печати прочной детали, но при этом достаточно маленьким, чтобы максимально сэкономить материал. ПО Materialise Magics дает возможность проанализировать толщину стенок и увеличить ее только в тех местах, где это необходимо.
Слева – функция обрезки/объединения пересекающихся и конфликтующих полигонов, справа – проверка толщины стенок
8. Оптимизировать размер файла (minimize file size)
Каждый треугольник в модели расходует память компьютера. Соответственно, обработка STL-файлов с большим количеством треугольников требует большей вычислительной мощности. Более того, зачастую 3D-принтер не может напечатать файл, в котором слишком много полигонов, а значит, уменьшение числа треугольников – операция, также называемая количественной оптимизацией полигонов, или децимацией полигональной сетки, – становится важнейшей составляющей всего процесса.
Сверху – оригинальный размер файла, снизу – оптимизированный размер
9. Изменить масштаб 3D-модели (rescale your 3D model)
Чем полезно изменение масштаба 3D-модели? Во-первых, ввиду отсутствия в STL-файлах сведений о единице измерения расстояния инструмент изменения масштаба подойдет для изменения размера модели. Во-вторых, изменение масштаба модели поможет решить задачи, связанные с толщиной стенок. В-третьих, размер напрямую влияет на стоимость печати. Наконец, изменение масштаба помогает компенсировать сжатие модели при ее печати.
10. Преобразовать детали в пустотелые (hollow parts)
3D-печать требует немалых затрат, и для экономии материала модель можно сделать пустотелой. ПО Materialise Magics дает возможность сделать объект пустотелым и определить оптимальную толщину ее стенок, что гарантирует как экологичность и экономичность модели, так и ее прочность. Получается, что все перечисленные действия можно выполнить, используя один лишь программный продукт Materialise Magics.
Источник
