3D 打印将数字模型转变为真实的物理对象,该过程通常从 STL 文件开始。在本指南中,您将了解什么是 STL 文件、如何创建自己的文件或在线查找现成的文件、如何使用 Cura 或 PrusaSlicer 等切片软件为打印做好准备,以及帮助您获得成功结果的实用技巧。

STL 代表标准曲面细分语言(有时称为标准三角语言)。它首先用于早期的立体光刻软件,但如今它已成为几乎所有 3D 打印机的标准格式。
STL 文件是 3D 打印机和切片程序可以读取的数字文件格式。它仅定义对象的外部形状,而不存储任何额外的信息,如颜色、纹理或材质。
为此,STL 文件将 3D 模型的表面分解为微小的相连三角形,有点像用小瓷砖覆盖物体。三角形越多,文件的分辨率就越高,这使得曲面看起来更平滑、更真实。较少的三角形使文件更小且处理速度更快,但曲线可能看起来是多面的或“块状的”。在打印之前,您的 STL 将被转换为 G 代码 - 打印机实际遵循的分步说明。
几乎所有打印机和切片程序都可以读取 STL 文件,无需任何额外的步骤。该格式基于三角形的几何形状使切片软件可以轻松地将 3D 模型转换为可打印图层。同时,STL 文件得到广泛支持:尽管大多数 CAD 程序使用自己的本机格式,但它们几乎总是可以导出为 STL,这使其成为设计工具和打印机之间的通用语言。另一个实际好处是大小 - 因为 STL 仅存储表面几何形状并忽略颜色或纹理等细节,因此文件通常紧凑且易于共享。
(您可能还会遇到其他格式,例如 OBJ,它可以携带颜色和纹理等额外数据。要了解两者的比较,请查看 STL 与 OBJ。)
与任何格式一样,STL 也有其缺点。下表清楚地概述了主要优点和缺点:
| 优点 | 缺点 |
| 与几乎所有 CAD 程序、切片机和 3D 打印机兼容。 | 无法存储颜色、纹理或材质信息。 |
| 小文件大小使共享和上传变得容易。 | 不包括单位、公差或设计历史等元数据。 |
| 可以代表多种物体形状。 | 与使用原始 CAD 文件相比,导出后很难编辑。 |
| 简单的三角形网格对于切片软件来说处理速度很快。 | 如果三角形分辨率太低,曲面可能看起来是多面的。 |
要获取 STL 文件,您可以自己设计一个或在线下载现成的模型。您选择哪条路径取决于您想要原创内容还是只是快速开始打印。
创建 STL 文件的过程通常遵循三个简单的步骤:
虽然这听起来可能很技术性,但正确的软件使其对初学者友好。许多 CAD 程序现在都提供直观的界面和一键式 STL 导出。以下是一些最流行的选择,可帮助您入门。
修补匠:一个基于浏览器的免费工具,具有简单的拖放界面。您可以组合基本形状来创建钥匙扣、标签或小雕像等模型。只需单击一下即可导出为 STL,非常适合初学者。
融合360:更高级,但仍然适合初学者。它免费供个人使用,支持精确的参数化建模,非常适合支架、外壳或齿轮等零件。准备好后,您可以轻松地将设计保存或导出为 STL。

其他选项:SketchUp 非常适合建筑形状,FreeCAD 是一个功能强大的开源选择,Blender 非常适合艺术或雕刻模型(尽管它具有更陡峭的学习曲线)。
当然,您并不总是需要自己设计一切。 3D 打印社区已在线共享数百万个 STL 文件,可供下载和打印。如果您正在寻找小玩意、雕像,甚至是替换零件,很可能有人已经制作好了。
事物宇宙:最大的免费 STL 文件集合之一,包含从工具到玩具的数百万个模型。对于初学者来说是一个很好的起点。
我的迷你工厂:一个包含免费和付费文件的精选平台,通常用于收藏品、微缩模型和角色扮演道具。检查模型的适印性。
Cults3D:免费和付费 STL 文件的组合,具有充满活力的社区和频繁的流行设计。适合装饰或独特的项目。
其他网站:Printables(由 Prusa Research)、CGTrader 和 Pinshape 还拥有大型可打印模型库。
获得 STL 文件后,下一步是将其转换为 3D 打印机可以理解的指令。这个过程称为切片。
STL 文件定义模型的形状,但打印机无法直接读取“形状”。它需要确切地知道如何移动、多快以及要挤出多少材料(或在哪里固化树脂)。切片器程序将您的 STL 转换为G代码—打印机分步说明的详细配方。
(将 STL 想象成一张蛋糕的图片:它显示了蛋糕的外观,但不显示如何烘烤它。切片机生成配方,打印机是面包师。)
Ultimaker Cura:一个免费的开源切片器,具有简洁的界面和大量的功能。它由 Ultimaker 开发,用途广泛,支持多种不同的打印机型号,并得到活跃社区的支持。 Cura 特别受初学者欢迎,因为它提供了开箱即用的可靠预设,同时在您获得经验时仍允许进行高级调整。它可以在 Windows、Mac 和 Linux 上运行,并定期更新,使其成为许多 FDM 打印机用户的首选。
普鲁萨切片机:PrusaSlicer 由 Prusa Research 创建,也是免费且开源的。它最初是为 Prusa 机器构建的,现在支持多种打印机,并以其直观的界面和结构良好的配置文件而闻名。它包括强大的工具,例如绘画支持以及将不同设置应用于模型特定区域的能力。初学者通常使用默认设置可以获得很好的结果,但该软件也可以很好地适应更高级的用户。除了 FDM 打印之外,PrusaSlicer 还包括 SLA 树脂切片模式,尽管许多树脂用户仍然更喜欢 ChiTuBox 或 Lychee 等专用工具。
除此之外,您可能会遇到其他一些切片器:Simplify3D(付费的高级功能)、ChiTuBox 和 Lychee(在树脂打印机中很受欢迎)以及 Slic3r(PrusaSlicer 的开源基础)。然而,对于大多数初学者来说,Cura 或 PrusaSlicer 将涵盖您入门所需的一切。
切片前检查您的模型
确保 STL 不漏水,网格上没有孔。如果存在错误,大多数切片器都会警告您。
始终预览切片
打印前擦洗各层以确认支撑和填充看起来正确。
注意第一层
良好的附着力至关重要。将床 (FDM) 或打印板(树脂)调平,并确保模型牢固连接。
使用悬垂支撑
陡峭超过 45° 的悬挑通常需要支撑。打印后移除支撑比重新启动失败的作业更好。
塑料制造塑造了现代世界,将原始聚合物转变为从一次性包装到精密航空航天组件的所有事物。但是,并非所有塑料都是平等的。商品和工程塑料是两种常见的热塑性塑料类型,可以反复熔化,重塑和固化。商品塑料专为经济高效的日常物品生产而设计,而工程塑料为苛刻的应用提供了出色的性能。在本文中,我们将讨论每种独特的特征,主要类型和应用。
在工业应用中,金属的选择不仅受强度,硬度和密度等机械性能的影响,而且还受热特性的影响。要考虑的最关键的热特性之一是金属的熔点。 例如,如果金属融化,炉件,喷气发动机燃料喷嘴和排气系统可能会灾难性地失败。结果可能会堵塞孔或发动机故障。熔点在制造过程中也至关重要,例如冶炼,焊接和铸件,金属需要以液态形式进行。这需要设计旨在承受熔融金属的极热的工具。即使金属在熔点以下的温度下可能会遭受蠕变引起的裂缝,但设计人员在选择合金时通常会使用熔点作为基准。 金属的熔点是什么? 熔点是在大气压下固体开始过渡为液体的最低温度。在这种温度下,固体和液相都在平衡中共存。一旦达到熔点,直到金属完全融化,额外的热量就不会增加温度。这是因为在相变期间提供的热量用于克服融合的潜热。 不同的金属具有不同的熔点,这些熔点取决于它们的原子结构和粘结强度。紧密包装原子布置的金属通常具有较高的熔点。例如,钨在3422°C时具有最高之一。金属键的强度会影响克服原子之间的吸引力并导致金属融化所需的能量。例如,与铁和钨等过渡金属相比,铂和黄金等金属的熔点相对较低,因为它们的粘结力较弱。 如何改变金属的熔点? 金属的熔点通常在正常条件下是稳定的。但是,某些因素可以在特定情况下对其进行修改。一种常见方法是合金 - 将其他元素添加到纯金属上,形成具有不同熔点的新材料。例如,与纯铜相比,将锡与铜混合以产生青铜的熔点。 杂质也可以产生明显的效果。即使是痕量的外国元素也会破坏原子键并转移熔化温度,这取决于物质。 物理形式也很重要。纳米颗粒,薄膜或粉末形式的金属通常在温度较低的情况下融化,因为其高表面积和原子行为改变了它们的散装。 最后,极端压力可以改变原子相互作用的方式,通常通过压缩原子结构来提高熔点。尽管这在日常应用中很少关注,但它成为材料选择和安全性评估的关键考虑因素,例如航空航天,深度钻探和高压物理学研究。 金属和合金熔点图 普通金属和合金的熔点 金属/合金熔点(°C)熔点(°F)铝6601220黄铜(Cu-Zn合金)〜930(组成依赖性)〜1710青铜(Cu-Sn合金)〜913〜1675碳钢1425–15402600–2800铸铁〜1204〜2200铜10841983金子10641947年铁1538年2800带领328622镍14532647银9611762年不锈钢1375–1530(依赖级)2500–2785锡232450钛1670年3038钨〜3400〜6150锌420787 金属熔点的完整列表(高到低) 金属/合金熔点(°C)熔点(°F)钨(W)34006150rhenium(re)31865767osmium(OS)30255477坦塔尔(TA)29805400钼(MO)26204750niobium(NB)24704473虹膜(IR)24464435松(ru)23344233铬(CR)1860年3380钒(V)19103470rh1965年3569钛(TI)1670年3040钴(CO)14952723镍(NI)14532647钯(PD)1555年2831铂(PT)1770年3220thor17503180Hastelloy(合金)1320–13502410–2460inconel(合金)1390–14252540–2600Incoloy(合金)1390–14252540–2600碳钢1371–15402500–2800锻铁1482–15932700–2900不锈钢〜1510〜2750莫内尔(合金)1300–13502370–2460铍(BE)12852345锰(MN)12442271铀(U)11322070杯子1170–12402138–2264延性铁〜1149〜2100铸铁1127–12042060–2200黄金(AU)10641945年铜(CU)10841983银(AG)9611761年红色黄铜990–10251810–1880青铜〜913〜1675黄色黄铜905–9321660–1710金钟黄铜900–9401650–1720硬币银8791614年纯银8931640年锰青铜865–8901590–1630铍铜865–9551587–1750铝青铜600–6551190–1215铝(纯)6601220镁(mg)6501200p pl〜640〜1184锑(SB)6301166镁合金349–649660–1200锌(Zn)420787镉(CD)321610鞭毛(BI)272521巴比特(合金)〜249〜480锡(SN)232450焊料(PB-SN合金)〜215〜419硒(SE)*217423ind157315钠(NA)98208钾(K)63145gall〜30〜86剖记(CS)〜28〜83汞(HG)-39-38 关键要点: 高熔点金属(例如钨,rhenium和tantalum)对于极端热量应用至关重要。这些金属在苛刻的炉子和航空航天环境中保留其结构完整性。钼也可以抵抗熔化,并且对于建造高温熔炉非常有价值。 铁,铜和钢等中等熔点金属将可管理的熔融温度与良好的机械或电气性能结合在一起,使其用于构造,工具和电气系统的多功能。 低熔点金属,例如炮,铯,汞,锡和铅,对于焊料,温度计和低熔合合金等专业应用而言是有价值的。
珠子爆破是一个小球磨蚀剂(通常是玻璃或陶瓷珠)的过程,在高压面向表面的过程中被推动。
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