3D打印实操心得（9）——修改三维模型

输了掀桌子

改变三维模型的形状

    这一节要介绍如何改变三维模型的形状，学会使用抽壳赋厚、偏移拉伸、重构面片和组合壳体等方法，并结合前面的章节中已经介绍的模型修复、位置移动和拆分合并等方法，在Magics软件中大幅度的修改模型外形。

抽壳与赋厚

实体与片体

    在修复环节介绍过建模方式不同，构成三维模型外形的壳体被分为实体和片体。实体是一个三维的体，它是一个闭合的壳体，有体积、质量等属性；而片体是一个二维的面，它只有形状特征，没有厚度、体积和质量等属性。

抽壳

    在3D打印机制作模型时，模型的内部需要被填实，会导致制作打大体积的模型时，需要消耗大量的打印材料。由于材料的用量往往与制作时间和制作成本关联，制作模型时需要想方法减少材料用量。

    如果使用FDM这种直接堆叠材料的制作工艺，与它配套的切片软件可以在切片时，通过修改模型的填充密度，调整模型的填充区域的填充图案，实现减少填充区域消耗的材料的目的。但要是过度的镂空，会因为内部不生成支撑，而导致3D打印机在对模型封顶时，出现制作失败的情况。

    而激光固化和激光烧结等在原材料中固化材料的制作工艺，需要在打印前，将实心的壳体处理成空心壳体，成型效果和图中的空心类似。但是空心模型在制作时，模型内部会生成支撑，并且会残留制作原料。

    抽壳功能，能在实心壳体中生成一个作为空腔的反壳体。使用前需要把被抽壳的壳体进行合并，并去除多余的内部结构。使用后外部壳体和内部壳体之间会均匀的间隔距离，这个间距被称为壁厚。抽壳时要注意细节精度，精度不够会额外损耗的材料，而精度过高会占用太多内存。

面转为实体

    由于片体的壳体只是一个二维的曲面。为了让它有厚度，能被3D打印机正常制作，可以通过面转实体功能，把它变成有厚度的实体。用面转实体功能把片体转换成实体，它的效果是最好的，而且面转为实体还可以当做抽壳使用。但是给片体加厚的方法不止一种，后面会介绍利用偏移和拉伸的方法来制作厚度。

移动面片

    除了为三维模型生成新的面外，Magics还可以对模型的三角面片进行移动。通过偏移和拉伸功能，能移动被标记的三角面片，可以实现简单的形状改变。利用偏移和拉伸功能，并且配合合并，还可以解决修复模型时遇到的夹缝问题。

标记

    要移动面片就需要先标记面片，之前的章节介绍过都有哪些标记面片工具。但是对于一组数量多且情况复杂的曲面，标记工具不能直接且快速地标记上那些需要选择的面片，那么就要使用到一些特别的技巧。

    隔离法：先标记被选结构周围的易标记的曲面，然后隐藏标记，使要选择的那组曲面成为“孤岛”。然后在没有开启修复向导界面的情况下，利用标记壳体功能直接标记需要的曲面。

    穿透法：按住“Ctrl”键标记需要的面片，然后消除那些不需要的标记面，只留下需要的面片。对于标记的形状有要求时，可以使用重画网格的标记方法。

    偏移

    偏移工具可以通过移动三角面片的位置。添加三角形功能会在偏移处形成侧壁，而移动点功能只是移动附近的点，会导致明显的变形。

    由于偏移功能是让被标记的三角面片按照自己的法线方向进行移动，可能会由于方向不统一导致偏移结果不理想。如果需要好的偏移效果，就要在偏移前对模型进行数据简化，去除尖锐三角面片让曲面面更平滑，并减少曲面的三角面片数量。

    由于面片按法线进行偏移，使用较大的偏移量时甚至会导致面片相互交叉，就会导致偏移面片三维模型严重变形。

    而整体偏移是偏移三维模型中所有的三角面片。（当模型的重合面较多或有大量夹缝时，可以进行小尺寸的整体偏移，然后合并壳体，用这种方法来解决问题，这个方法虽然会损失一点模型精度，但是能换来修复模型的效率。）另外形状简单的片体，还可以通过创建厚度的整体平移方法，变成有厚度的实体。

拉伸

拉伸功能能让面片同时朝一个方向准确的移动。使用拉伸功能需要调整拉伸方向，可以手动输入数值，或者通过线或面来辅助确定拉伸方向。在移动模型上的三角面片时，尽量使用拉伸功能，来避免偏移功能导致的模型变形。

    利用拉伸可以把片体变成实体，先将片体复制一次，对复制的片体进行拉伸，从而生成了实体的侧壁，然后把合并两个零件，修复零件中的反向壳体，就可以获得实体模型。

重构面片

    三维模型上有不需要的曲面，那么可以先标记然后删除。再使用修复向导中孔工具，修复留下的孔洞。补洞时还可以借助创建桥工具改变补孔后的形状。

    除了创建桥外，还可以通过添加三角面片工具进行搭桥，通过选择模型上的三个点创建出一个新的三角面片。在使用添加三角面片工具时，如果缺少顶点，还可以使用点工具，为新三角面片提供的顶点。

组合壳体

    结合之前讲过的那些修改三维模型的方法，把它们结合使用就可以衍生出一些新的修改模型的思路：比如在三维模型需要修改的位置上，放置其他三维模型的壳体，然后处理好位置关系，布尔运算出需要的结果；或者通过拉伸和偏移命令移动曲面，然后利用合并功能，将多个壳体连在一起，或者改变单个壳体的形状；对于缺少结构的未闭合壳体，还可以在其他壳体上分离出需要的曲面，移动曲面到缺少曲面的位置，在合并到一个三维模型中，通过孔工具将它们连接在一起。当没有其他可用的壳体时，通过创建零件工具能获得一些简单的零件形状。

将本节内容和前几节的修改模型的方法结合在一起使用，就能在Magics中简单的对模型进行大幅改动，而复杂的模型改动最好还是通过建模软件去实现。下一节将介绍如何对模型进行拆分。