Pro/ENGINEER产品造型及3D打印实现
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1.7 常用3D打印软件

目前3D打印软件很多,有些公司的3D打印机配有自行研发的软件,也有可以通用的3D打印软件,下面介绍几款常用软件。

1. Cura软件

Cura是Ultimaker公司设计的3D打印软件,使用Python开发,集成C++开发的CuraEngine作为切片引擎。由于其有切片速度快、切片稳定、对3D模型结构包容性强、设置参数少等诸多优点,拥有越来越多的用户群。Cura软件更新比较快,几乎每隔两个月就会发布新版本,其版本号一般为“年数.月数”,如Cura14.09就表示该版本是2014年9月发布的。

Cura的主要功能有:载入3D模型进行切片,载入图片生成浮雕并切片,连接打印机打印模型。

Cura软件的优点在于兼容性非常高。虽然它可以兼容多款打印机,但是Ultimaker3D打印机的兼容表现是最好的。因此这款软件主要应用于Ultimaker3D打印机。Cura既可以进行切片,也有3D打印机控制接口。由于Cura使用Python开发,汉化比较方便,国内出现很多汉化版本。

软件界面提供了支撑和可解决翘边的平台附着类型,能够帮助客户尽可能地成功打印。另外根据不同的参数设置,软件计算的打印完成时间也不同。

Cura软件具有以下优势功能。

(1)自动切片。打开一个文件时,Cura自动切片,显示预计时间和预估米数。并且参数修改后,切片自动进行,预计时间和预计米数也将变化。

(2)浮雕功能。3D打印三维打印时,打印前需要建立一个三维的立体模型,浮雕功能可以实现二维平面的三维打印。选中一张图片,直接拖入Cura的操作界面,还可以设置高度、深度,一键生成三维模型,非常简便。

2. Magics软件

Magics是一个强大的STL文件自动化处理工具,可以对STL文件进行浏览、测量和修补,还可以对STL文件进行分割、冲孔、布尔运算、生成中心腔体等操作,并进行表面缺陷、零件冲突检测。Magics是一个能很好满足快速成型工艺要求和特点的软件,此软件可提供在一个表面上同时生成几种不同支撑类型,以及不同支撑结构的组合支撑类型,并可以快速地对含有各种错误的STL文件进行修复,使文件格式转换过程中产生的损坏三角面片得以修复。除此之外,Magics软件兼容所有主要的CAD文件格式,例如IGES、VDA和STL,结合STL修改器,Magics可以让用户输出任何文件给快速成型系统。

Magics软件具有如下功能。

(1)三维模型的可视化。在Magics中可方便清楚地观看STL零件中的细节,并能测量、标注等。

(2)STL文件错误自动检查和修复。

(3)Magics能够接受PROE、UG、CATIA、STL、DXF、VDA*或IGES*、STEP等格式文件,还有ASC点云文件、SLC层文件等,并转换成STL文件,直接进行编辑。

(4)functionty能够将多个零件快速而方便地放在加工平台上,可以从库中调用各种不同加工机器的参数,放置零件。底部平面功能能够在几秒钟内将零件转为所希望的成型角度。

(5)分层功能。可将STL文件切片,能输出不同的文件格式(如SLC、CLT、F&S、SSL),并能够快速简便地执行切片效验。

(6)STL操作。直接对STL文件进行修改和设计操作,包括移动、旋转、镜像、阵列、拉伸、偏移、分割和抽壳等操作。

即使是非常复杂的零件也能通过偏置功能方便地抽出薄壳,因为在成型过程中产生的内部应力较少,所以,做出的零件更精确,并且成型速度更快。

 能够沿着设定的路径分割零件。

 能把面拉成实体。

 三角缩减使STL文件大小更趋向合理化。

 布尔操作。

 能创建STL格式体素(如球体、圆柱体、立方体、四面体、棱柱体)。

 Z轴补偿提高了零件在竖直方向的精度。

(7)支撑设计模块。能在很短的时间内自动设计支撑。支撑可选多种形式,例如经常采用点状支撑,可使支撑容易去除,并能保证支撑面的光洁度。

3. RPdata软件

西安交通大学研发的RPdata数据处理软件,是在基于Windows环境的基础上,切实考虑快速成型技术的实际需要,经过大量的程序改进、优化制作的Windows软件,并且增加了多模型制作模块。采用了面向对象的程序设计方法及基于OpenGL的图形处理功能,功能强大、界面友好。

4. Makerware软件

Makerware是针对Makerbot机型专门设计的3D打印控制软件,但也支持其他3D打印机产品。目前,国内还没有比较完整的汉化版本,全英文界面,对于非英文用户,还是不太容易上手。但是由于Makerware本身软件的设计比较简单,操作起来比较直观,因此,对于基础3D打印机用户而言,使用起来没有特别大的困难。

Makerware的主界面相对简洁直观。界面上左方的按钮主要是对模型进行移动和编辑,上方按钮主要是对模型的载入保存和打印。

值得注意的是,Makerware的支撑是自动生成的,虽然可以为初学者提供便利,但限制了用户的编辑自由性。同一打印对象,Makerware的切片速度略慢一些,并且完成速度达到64%后,切片容易出现错误,从而不能完成切片。

Makerware具有以下优势功能。

(1)查看便捷。Makerware载入模型文件后,左键选中,滑动鼠标,可以很方便地从不同角度查看模型。

(2)预览功能。虽然这不是一个Makerware独有的功能,Flashprint在切片后也有预览的功能,但是Flashprint需要文件保存后才能预览;而Makerware在切片后,选中预览功能,可以直接预览,方便使用者修改。在这点上,Makerware的设计者考虑到了使用者的舒适度,非常人性化。

5. Flashprint软件

Flashprint是闪铸科技针对Dreamer(梦想家)机型专门研发的软件。自Dreamer机型开始,闪铸科技在新产品上均使用该软件,现在覆盖机型包括Dreamer、Finder和Guider。

在首次启动Flashprint时,用户需要根据提示对所用机型进行选择。Flashprint在界面上默认为中文界面,但是可以根据需要改成其他语言界面。并且闪铸为了能够让用户获得更好的用户体验,在出厂之前针对用户的语言习惯进行了语言设置。

就支撑而言,Flashprint有自动生成支撑和手动编辑支撑,并提供了线状支撑和树状支撑两种方案。树状支撑是闪铸科技独有的支撑方案,很大程度上解决了支撑难以去除的难题。另外,相比线状支撑,树状支撑能够很大程度上节省耗材。用户还可以手动添加支撑和修改支撑,对于3D打印用户来说,在使用方面的操作性大大提高。

Flashprint具有以下优势功能。

(1)浮雕功能。Flashprint的浮雕功能和Cura一样很简便,可以一键生成。

(2)切割功能。当打印模型的尺寸超过打印机打印的尺寸时,可以使用切割功能。同时,为了更方便打印,也可以将模型切割再打印。这样打印的成功率可以大大增加。使用切割功能还可以有效地减少支撑的数量,从而节省耗材。切割方向可以根据用户自己的需求进行设置,操作也非常简便,即使首次使用,也可以轻松上手。

6. XYZware软件

XYZware可以导入.stl格式的3D模型文件,并导出为三纬da Vinci 1.0 3D打印机专有格式。而后缀为.3w格式是经过XYZware切片后的文件格式,可以直接在三纬da Vinci 1.0上进行打印,从而省去每次打印需要对3D模型做切片的步骤。

XYZware界面左侧一列为查看和调整3D数字模型的操作选项。可以设置顶部、底部、前、后、左、右6个查看视角。选中模型后还可以进行移动、旋转、缩放等操作,注意,调整好的模型需要先保存再进行切片。

XYZware具有以下优势功能。

(1)细致易用。三纬da Vinci 1.0 3D打印机的打印软件XYZware能够起到查看、调整、保存3D模型的作用,并且对3D模型切片以转换为3D打印机识别的数字模型的操作选项。

(2)高级选项。在高级选项中,可以设置更为详细的打印参数。3D密度决定了模型内部蜂窝状结构的多少,密度越高蜂窝状结构越多,成品的强度越好。

本书主要介绍如何利用Cura、Magics和RPdata软件进行模型的3D打印。