Lưới so với NURBS: Mô hình 3D nào là tốt nhất cho in 3D?

Đi sâu hơn với chuyên gia máy quét NextEngine Dan Gustafson

Khi thiết kế một đối tượng 3D bằng cách sử dụng một chương trình CAD, các chương trình mô hình phổ biến nhất sử dụng một trong hai "lưới đa giác" hoặc " N on- U niform R ational B asis S pline" (NURBS) để mô tả đối tượng.

Trên đường dẫn tạo tệp cho in 3D, hầu hết các chương trình CAD cho phép bạn chuyển đổi tệp sang định dạng STL (chuyển đổi thành lưới đa giác hình tam giác), vì vậy bạn có thể tự hỏi liệu bạn có nên tạo đối tượng bằng lưới từ bắt đầu hoặc nếu nó tốt hơn để làm việc trong NURBS và sau đó thực hiện chuyển đổi.

Chúng tôi đã phỏng vấn Dan Gustafson từ NextEngine , một công ty máy quét 3D hàng đầu, để tìm ra những điểm tốt hơn của hai loại mô hình 3D chính này.

Theo như mô hình máy tính đi, NURBS sẽ tạo ra những hình ảnh mượt mà nhất. Nó cũng sẽ tạo ra các mô hình chính xác nhất với các cạnh thậm chí không bị pixilated. Đối với các ứng dụng cơ khí và cơ khí, kết xuất máy tính dựa trên NURBS được ưu tiên cho các chương trình dựa trên lưới đa giác. Nói chung, khi bạn quét các đối tượng vào chương trình CAD, ban đầu chúng được quét bằng NURB

Khi bạn đang làm việc trong NURBS, bạn đang tính trung bình một đường cong giữa các điểm. Các điểm sẽ tạo thành một lưới hình chữ nhật phía trên đường cong. Để điều chỉnh đường cong, bạn phải điều chỉnh các điểm trên lưới. Điều này có thể hơi khó để làm chủ.

NURBS có những hạn chế của nó. Bởi vì nó là một hình thức dựng hình 2 chiều, bạn cần phải tạo "các bản vá" mà bạn ghép lại với nhau để tạo thành một hình dạng 3 chiều phức tạp. Trong một số trường hợp, các bản vá lỗi này không phù hợp với nhau một cách hoàn hảo và “đường may” xuất hiện. Nó là rất quan trọng để xem xét cẩn thận đối tượng của bạn khi thiết kế nó và chắc chắn rằng các đường nối sắp xếp hoàn hảo trước khi bạn chuyển đổi nó thành lưới cho tệp STL.

Lưới đa giác được tạo ra đặc biệt để hiển thị các mặt hàng 3 chiều trên máy tính. Bởi vì điều này, nó là định dạng được sử dụng bởi các tập tin STL. Khi sử dụng hình tam giác để tạo hình dạng 3D, bạn tạo xấp xỉ các cạnh mịn. Bạn sẽ không bao giờ đạt được độ mượt hoàn hảo của một hình ảnh ban đầu được tạo ra trong NURBS, nhưng lưới dễ dàng hơn để mô hình hóa. Bạn có thể đẩy và kéo trên lưới để di chuyển nó và đạt được cùng một kết quả mỗi lần vì nó không tính toán trung bình toán học của các điểm.

Khi bạn làm việc trong NURBS và chuyển đổi tệp thành lưới, bạn có thể chọn độ phân giải của mình. Độ phân giải cao mang đến cho bạn những đường cong mượt mà nhất trong đối tượng bạn đang in. Tuy nhiên, độ phân giải cao có nghĩa là bạn sẽ có một tệp lớn. Trong một số trường hợp, tệp có thể quá lớn để máy in 3D có thể xử lý.

Ngoài việc tìm sự cân bằng hoàn hảo giữa độ phân giải và kích thước tệp, bạn có thể sử dụng các phương pháp làm sạch khác để giảm kích thước tệp của mình. Ví dụ, bạn cần phải chắc chắn rằng khi bạn tạo ra đối tượng bạn không tạo ra các bề mặt bên trong sẽ không được in. Một cách điều này có thể xảy ra là nếu bạn ghép hai hình lại với nhau, đôi khi các bề mặt nối vẫn được xác định, mặc dù, khi chúng in, chúng sẽ không phải là các bề mặt riêng biệt.

Cho dù bạn ban đầu làm cho đối tượng của bạn bằng cách sử dụng NURBS hoặc lưới sẽ phụ thuộc vào sở thích của bạn. Nếu bạn muốn một chương trình dễ dàng hơn mà bạn sẽ không phải chuyển đổi, bắt đầu từ lưới sẽ là lựa chọn tốt nhất. Mặt khác, nếu bạn muốn một chương trình cung cấp cho bạn những đường cong hoàn hảo, bạn nên chọn một chương trình có sử dụng NURBS (Rhino là một ví dụ thực tế, chúng có tổng quan tuyệt vời: NURBS là gì?).

Tôi sẽ đóng bài đăng này với điều này: Chương trình Thiết kế 3D mà bạn cảm thấy thoải mái nhất, có nhiều khả năng sẽ có tùy chọn xuất tệp NURBS hoặc Lưới của bạn sang định dạng STL hoặc định dạng 3D khác. Cuối cùng, chúng tôi sẽ chú ý đến lời khuyên của Sherri Johnson, từ CatzPaw, người mà chúng tôi đã phỏng vấn về các mẹo và kỹ thuật: Sửa các tập tin 3D bằng Meshmixer và Netfabb .

“Tệp STL cần được mở trong một chương trình tiện ích có khả năng kiểm tra các vấn đề và sửa chữa các vấn đề đó, tự động hoặc thủ công. Một số chương trình cắt (như Simplify3D) cung cấp các công cụ sửa chữa cũng như một số chương trình CAD (phần mở rộng SketchUp). Các ứng dụng chuyên dụng cũng miễn phí và bao gồm hầu hết các công cụ sửa chữa là Netfabb và MeshMixer . ”

Các nguồn tài nguyên tuyệt vời khác để hiểu các định dạng mô hình khác nhau đến từ văn phòng dịch vụ in 3D (nơi chúng tôi đề cập đến Sculpteo và Shapeways, để đặt tên chỉ là một cặp vợ chồng). Các công ty này phải xử lý các loại tệp và định dạng từ gần như mọi chương trình thiết kế 3D trên hành tinh và thường có các mẹo và đề xuất tuyệt vời để nhận tệp của bạn in ngay.

Đây là một từ Sculpteo cho một hướng dẫn về cách sử dụng Rhino 3D, đặc biệt. Bạn cũng có thể tìm hiểu về cách sử dụng Meshmixer hoặc Autodesk Inventor hoặc Catia hoặc Blender trong phần Sculpteo này: Hướng dẫn In 3D: Chuẩn bị mô hình in 3D .

Bởi vì rất nhiều nhà hoạt hình và chuyên gia đồ họa máy tính đến in 3D với kinh nghiệm tạo ra nhân vật, Shapeways cung cấp một thực sự phù hợp với hóa đơn: Làm thế nào để chuẩn bị mô hình Render / Animation của bạn cho in 3D.

Stratasys Direct Manufacturing (trước đây là RedEye) có một cách tuyệt vời về Cách chuẩn bị một tệp STL mà chúng tôi chia sẻ gần cuối tổng quan về tệp STL của chúng tôi.