3D打印双泡

当《大众科学》杂志给我布置任务，让我为杂志绘制一个概念平面图时，我将其视为展示我最新技能 3D 打印的机会。自 1996 年我接到第一个任务以来，我的作品一直在《大众科学》上发表，但这是我第一次将 3D 打印与我的正常插图结合起来。我向杂志提出的想法是，他们可以将可 3D 打印的“STL”文件放在他们的网站上，这样家里的读者或在校的学生就可以 3D 打印他们在杂志上读到的内容。据我所知，以前没有人这样做过。

该项目的模型将被使用两次。一次用于杂志插图，一次用于创建 3D 打印的几何图形。目标是构建一个可以满足这两种需求的模型。为了创建模型，我使用了我目前所有工作中使用的 3D 建模、渲染和动画系统 Lightwave 3D。该程序的最新版本 11.6 现在支持 3D 打印，所以时机非常完美。我可以使用许多程序来创建模型，其中许多程序（如 Blender）都是免费的。但我在 2004 年改用 Lightwave，创建 3D 几何图形已成为我的第二天性。虽然该程序并不完美，无法完美创建 3D 打印模型，但它的众多优点超过了缺点，找到解决出现的问题的方法并不是什么大问题。

在制作模型时，我突然想到也许有一种方法可以将我为插图创建的纹理贴图用于 3D 打印版本。小时候我制作了无数的模型飞机，许多细节都是用套件附带的贴花完成的。我可以打印自己的贴花吗？在 Google 上搜索“打印自己的贴花”很快显示，这在模型制作界非常常见，从模型火车到 RC 爱好者，应有尽有。我短暂访问了亚马逊，订购了几包透明贴花纸，几天后就能收到。我非常喜欢 Amazon Prime！

使用熔融长丝打印机打印时，需要注意一些事项。一个关键问题是，打印机每次只能打印一层薄薄的层，其厚度相当于一把非常小的胶枪。每层的厚度大约与一张纸一样。当打印机打印一层时，它需要在某物上打印，它不喜欢在稀薄的空气中打印。因此，您要么在同一物体上构建，要么使用支撑。大多数熔融长丝打印机最多可以容忍 45° 的角度。因此，为了制造这架飞机，我将飞机的主机身一分为二，以便机身可以垂直打印。机翼也是如此。为了利用飞机可以拆开的事实，我决定将其制作成“3D 打印信息图”，为此，我创建了几排座位，以便人们可以看到飞机内部的样子。

模型构建完成后，会从 Lightwave 导出 STL 文件，并在可以设置打印机参数的程序中打开。我喜欢使用 Simplify 3D，因为它允许的控制级别。许多变量决定了最终打印的质量，包括打印头速度和层高。这些变量和大约 80 个其他变量可以在此程序中调整。

一旦文件被“切片”成将创建最终版本的多个层，这些指令就会发送到打印机。就我而言，我输出一个 .X3G 文件，将其放在 SD 卡上，然后将卡插入打印机。打印机可以直接通过计算机控制，但如果计算机出现故障或程序意外退出，则会破坏打印。因此我喜欢使用 SD 卡。

将打印件粘在床上可能很棘手。经过多次试验，我发现用异丙醇擦洗的 Scotch 油漆胶带对我来说效果很好。该模型使用玉米淀粉衍生物 PLA 塑料制成。我没有对床施加任何热量，并使用 205° 的喷嘴温度。喷嘴尺寸为 0.4 毫米，层高为 0.17 毫米，打印速度为每分钟 3500 毫米。打印生成的文件大约需要 15 小时。

下一步是建造飞机。为了组装这两个部分，我制作了一个内部“套筒”，四面都有略微凸起的“摩擦脊”。这样可以不用胶水将飞机固定在一起，并允许用户将其拉开。

我还制作了小“饼干”以适合机翼和稳定器，以便将来将它们定位。我使用乐泰超级胶水超级控制凝胶来组装我的 3D 打印件。

飞机组装好后，我把注意力转向了贴花。我在 Adob​​e Illustrator 中创建了图稿，然后将文件导入 Photoshop 进行调整，并将文件保存为 PSD 文件，该文件既可用于 Lightwave 中 3D 文件上的图像映射，也可用于在贴花纸上打印。这两项操作都可以在 Illustrator 中单独完成，但我是一个习惯性动物，我习惯在 Photoshop 中处理图像映射。

Testor 贴纸是半张的，这大概是你用喷墨打印机打印出来的最小尺寸了。我设置了足够多的贴纸来贴在 2 架飞机上，还额外放了一些贴纸以防万一。我要把这架飞机送给《大众科学》的创意总监，所以为了好玩，我把他们母公司的名字贴在上面。打印出贴纸后，我在上面喷了三层喷漆，每次喷漆后都要等它干透。喷墨墨水是水溶性的，所以你需要喷漆来把它“固定”在贴纸上。干透后，你可以单独剪下你想要的部分，然后把它放在一小碗水中浸泡大约 10 秒钟。用纸巾擦干，把贴纸从纸背上滑下来，小心地放到位。先清洁你的模型。我发现如果你手上的油沾到飞机上，贴纸可能粘不住。我用沾有异丙醇的纸巾把它擦干净。

最后一架飞机完成后，我喷了最后一层漆，以帮助稳定贴花。印刷完成了！为了完成这个过程，我创建了一个“如何组装”的图表来展示我的作品。