FDM 技术

FDM 又称熔融沉积成型,是迄今为止使用广泛的 3D 打印工艺之一

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教程|如何使用Matlab制造GrabCAD体素打印切片

教程|如何使用Matlab制造GrabCAD体素打印切片

2019-07-01 10:05

想必大家对Stratasys最近推出的Voxel Print解决方案已经并不感到陌生了,但你是否已经知道如何使用Matlab制造GrabCAD体素打印切片了呢?

本教程面向已熟悉Matlab及J750操作的用户

第一步:体素(Voxel)是什么?

就像2D数位图象是由像素组成的,你可以把三维数位形状看作是由“体素(voxels)”组成。

它们是常规的矩形结构,包含3D打印点的颜色或材料数据。

在3D:体素化2D栅格化

有了3D打印切片,思考二维世界发生的事情会形成更好的头脑画面,而不是在3D空间描绘体素。切片被栅格化,而不是形状被体素化。你可以看到,为了表示二维世界中的一个字母,我们必须做出很多决定:网格中的哪个正方形是暗色填充,浅色填充,还是完全没有填充?

因为为每个切片做出成千上万的决策会产生一个巨大的价值矩阵,这就是使用Matlab的一个原因,Matlab有许多工具可以处理大型矩阵。

 

第二步:一般的切片准则

很容易想像,如果你拥有1000多个逐行切片,体素打印的每一层都看起来这样:

你可以在J750把它们堆在一起,然后得到像这样的打印:

但是有一些规则要遵循。

第三步:规则一:所有的切片必须有相同的尺寸。

体素印刷中的每个切片必须具有相同的像素尺寸(宽度和高度)。例如,在我们下面的球体里,每个PNG切片都是矩形,高度9像素*宽度1424像素(即使切片在球体顶部和底部附近,也不会发生太多的事情)。

这些尺寸是创建切片的工程师所选择的。他可以选择任何尺寸,只要每一片都是一样的。

我们将使用Matlab循环命令确保每个切片的大小相同。
 

第四步:匹配打印机匹配3D列印机。

规则二:切片间的Z形缺口应匹配打印机的图层设置。

你应该制定计划,将你所需的最终形状按照J750的匹配图层高度进行切片。

例如,在下面的球体里,假设每个PNG切片之间的间距为0.027毫米来做出最终形状。

J750图层高度供参考:

(注:如果您的切片厚度与打印机图层厚度不匹配,打印机将尝试弥补差额。例如,如果生成0.0135毫米的片厚,并且您的打印模式是高混合,打印机将打印每个图象两次,以达到期望的厚度0.027毫米。最佳做法就是创建您的切片,以匹配您将要打印的模式。)

第五步:

规则三:所有的切片都应该使用相同的前缀来按顺序命名。

体素打印工具不知道切片的“正确”顺序。它只是通过档案名排序。

查找并为所有标有前缀的PNG档排序。

在这个例子中,前缀是“slice_”。

序列号是递增的。

当切片生成时,我们将使用Matlab循环,将我们的切片按顺序编号。

第六步:

规则四:在所有切片中只使用6种RGB颜色

J750只保留6种材料+支持。

体素打印工具将通过RGB值区分每个切片的材料使用。

因此,在指定的打印机中,在所有的组合切片中,你只能使用6种RGB值。

以下常见J750材料的RGB值供参考。

从这里开始,我们将进入Matlab命令。

第七步:将RGB图像存储在Matlab中

以下展示了Matlab示例图片“辣椒”PNG。

要将该图象加载到Matlab变数中,请使用命令:

运行该命令后,Matlab显示,RGB样本按照384 x 512 x 3矩阵定义:

欲看辣椒.png的像素,使用命令:

结果:

这意味着,“辣椒”图象上角向下50行,向上100列,有一个(66,38,68)像素的RGB值或类似的东西:

第八步:最简单的体素打印(一块红砖)

现在我们将尝试制作一种最简单的体素印刷品,一块均匀的红砖:

要做到这一点,我们将使用Matlab来定义,并为所需切片编号(不是所有展示的切片)。

命令开始:

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