🌟 俞师傅专栏

感谢 Zack.俞师傅 授权分享,以下内容源自 https://www.zackyu.com

📖 (DLP/LCD)光固化3D打印像素纹&抗锯齿详解

1. 像素纹的概述

像素纹主要由于DLP/LCD光固化3D打印机的物理结构所致。DLP依靠光机内部的DMD芯片来反射光源显示像素,而LCD则依靠光源透过屏幕来显示像素。虽然原理不同,但本质上二者都是通过像素阵列作为动态掩膜,来控制每层的曝光图案,因此像素纹无法避免,只能设法改善。在实际使用过程中二者类似,为方便说明,下文均以LCD光固化3D打印进行举例。

2. 像素纹的形成

在LCD光固化中,屏幕上的像素在通电时可以透光,而光源透过每个"像素"可将树脂曝光形成一个带有厚度的"矩形块"。多个"矩形块"可阵列组成"面""面"逐层叠加变成"模型"

而像素纹就是因为"面"最外层的"矩形块"边角锯齿过于锐利,经过逐层叠加,最后在侧面形成了像素纹

3. 什么是抗锯齿

抗锯齿是一种改善DLP/LCD光固化3D打印像素纹的功能。实现方式一共有两种,分别是抗锯齿级别灰度级别+模糊范围。它们原理不同,但最终目标一致。均使每层模型的边缘不完全固化,形成"半体素"与邻近"体素"融合。

例如,一个不完全曝光的像素可生成25µm宽的固化区(而全曝光为50µm),从而在斜面或曲面上填补阶梯间隙,形成光滑连续的表面效果,达到改善像素纹的目的。

4. 抗锯齿方式

4.1 抗锯齿级别

抗锯齿级别又名闪烁抗锯齿,这是一种早期的抗锯齿方案,部分DLP光机与以往的LCD屏幕不支持灰度显示,一个像素只有开/关两种状态,通过在同一层切片中使用多张切图进行曝光,以此减少边缘像素的曝光时间来使树脂不完全固化,实现抗锯齿目的。

可用级别:2、4、8
这些级别决定了边缘像素的曝光时间。选择的级别越高,曝光时间就越长,树脂固化程度越高,这将导致边缘更加锐利,从而降低抗锯齿效果。

4.2 灰度级别+模糊范围

开启灰度级别后,切片边缘会调整增加灰色像素,并根据算法白到黑过渡,而灰色像素会降低光源的穿透强度,从而使边缘树脂不完全固化,形成柔和的过渡边缘,实现抗锯齿。

灰度范围 0~255:

  • 0代表黑色255代表白色
  • 灰度值越高则灰色像素的透光率越高,相同曝光时间内树脂固化程度越高
  • 灰度值越低则相反,直至不固化
⚠️ 最低有效固化灰度阈值
当灰度低于特定阈值时,光敏树脂将不会发生固化反应。Ember团队通过实验证明:只有当灰度达到一定值后,树脂才开始出现固化反应。因此,开始发生固化反应的灰度值便为最低有效固化灰度阈值

模糊范围:可用值2~8,这是搭配灰度级别控制抗锯齿强度的功能。在已设定的灰度级别范围内,此功能会在切片边缘的内外两侧继续生成灰色像素,选择的级别越高,生成灰色像素越多,边缘过渡越柔和,抗锯齿效果就越强烈,类似于 Photoshop 中的羽化功能。

5. 该选择哪种抗锯齿方式

首先需要咨询机器厂商确定你的打印机支持哪种抗锯齿方式,目前可以确定的是:

  • 抗锯齿级别兼容但不仅限于早期.cbddlp切片格式
  • 灰度级别+模糊范围兼容但不仅限于.ctb切片格式
⚠️ 重要提示
现在绝大部分LCD机器仅支持灰度级别+模糊范围这种抗锯齿方式,若你使用抗锯齿级别,将不生效。

6. 如何正确设置抗锯齿参数

6.1 抗锯齿级别

这是一种旧模式,适配机型少,不是目前的主流选择,测试相对简单。抗锯齿级别的可调参数不多,可直接使用2、4、8三个等级,分别打印如球体椭圆斜面带弧面,坡度的模型进行测试,随后观察哪个等级下的抗锯齿效果最好即可。

6.2 灰度级别+模糊范围

其核心目标在于找到最低有效固化灰度阈值,即左侧红框下限参数,而右侧上限255保持不变,此阈值并非固定值,会因不同打印机、光强、树脂、层高、曝光等参数而变化,需要通过测试来确定。

✓ 测试流程概要
1. 移除平台打印50,100,150,200图片灰度的测试件
2. 通过观察其成型状态,找到灰度大概值
3. 对应大概值选取精确值的测试范围
4. 重复测试确定最终精确值
5. 最后按需开启模糊范围

🌡️ 光固化3D打印恒温方案盘点

前言

秋冬将至,温度下降,翻车旺季随之到来。低温打印会导致模型掉底,模型突然断层(俗称鬼剃头),这些便为最常见的翻车现象,那么该如何避免呢?

⚠️ 温度与曝光参数的关系
树脂的曝光参数与环境温度息息相关,温差超过5°就会导致曝光参数发生改变。正常的打印温度约为22-30°,最高不宜超过35°否则对屏幕寿命影响太大。

当室温低于20°时,树脂的流动性变差,黏度变大,反应时间变长,曝光时间增加,这些负面影响便是导致上述翻车的直接原因。所以选用一种合适的加热恒温方案就显得尤为重要。

8种恒温方案对比

方案1:套纸箱/套珍珠棉/盖棉被 ⭐

使用纸箱把机器套住,或者贴一层保温膜,更粗暴一点直接盖棉被,然后打印前用热水泡一下树脂,提高打印的初始温度。

  • 优点:几乎无制作门槛
  • 缺点:无法控温
  • 价格:忽略不计
  • 总结:建议用点好的

方案2:开空调 ⭐⭐⭐⭐⭐

  • 优点:除了费电,没有缺点
  • 缺点:费电烧钱(不对,这是我的缺点......)
  • 总结:不差钱开就完了

方案3:热风循环 ⭐⭐

体积小,安装在机器一侧,通过吹出热风使打印机仓内产生热量。此方案容易造成温度不均匀,局部高温的情况,最后概率形成加热纹。

  • 优点:体积小,即买即用
  • 缺点:贵,虽有温控,但加热均匀度一般,局部高温
  • 价格:120-300元左右
  • 总结:可以用,效果一般,不差钱想省事可以买

方案4:伴热带 ⭐⭐

将伴热带缠在料槽上,只针对料槽加热,升温效率比较快,但对树脂的加热均匀度一般,中间会比周围低5-10°左右,而且比较影响清理和倒料槽。

  • 优点:体积小,升温快
  • 缺点:清理、倒料麻烦,温度可控性较差,加热均匀度差
  • 价格:算上温控30-50元左右
  • 总结:能用,但有更好选择

方案5:发热膜 ⭐⭐⭐⭐⭐

关键词:ptc发热膜,远红外发热膜,地暖发热膜,爬虫加热垫等。一般来说购买的发热膜不带温控,需自行购买。

  • 优点:体积较小,加热均匀,温度可控性强
  • 缺点:需要一定动手能力
  • 价格:算上温控30-50元左右
  • 总结:个人认为是小体积加热方案的最优解

方案6:暖脚器 ⭐⭐⭐⭐

本质上内部就是一个发热膜,随便买一个围住打印机即可,然后顶上盖一层布进行保温。加热均匀,但温度可控性较差。

  • 优点:即买即用,加热均匀
  • 缺点:稍占地方,温度可控性一般
  • 价格:60元左右
  • 总结:可以用,加热均匀,但无法精准控温

方案7:发酵箱 ⭐⭐⭐⭐⭐

又是一款以发热膜为基础的方案。原理和发热膜一样,只不过加大了尺寸,从局部恒温变为环境恒温。直接制作了一个恒温环境,等同于在春夏天25°的室内打印。

  • 优点:保温性能良好,加热均匀,温度可控性强
  • 缺点:占地方
  • 价格:根据尺寸140-200元左右
  • 总结:想省事并且空间允许,推荐购买

方案8:DIY恒温箱 ⭐⭐⭐⭐⭐⭐

原理还是靠发热膜为基础,结构和效果参考发酵箱。只不过材料可以做的更好,保温性能更强,功能更多,也更安全。理论上讲就是一个大保温箱+发热膜+温控。

  • 优点:尺寸、配置自由,保温性能更好,加热均匀,温度可控性强
  • 缺点:占地方,制作较为麻烦
  • 价格:150+,根据配置上不封顶
  • 总结:如果动手能力强,并且空间允许,强烈推荐此方案

最终对比表

方案 推荐度 价格 动手难度 均匀保温度 占用空间
DIY恒温箱 ⭐⭐⭐⭐⭐⭐ 较高 优秀+
发酵箱 ⭐⭐⭐⭐⭐ 较高 优秀
发热膜 ⭐⭐⭐⭐⭐ 中等 良好
暖脚器 ⭐⭐⭐⭐ 良好
热风循环 ⭐⭐ 较差
伴热带 ⭐⭐ 中等 较差
开空调 满分 优秀+
套纸箱等 忽略

🛠️ 光固化3D打印恒温箱的制作

前言

恒温箱结构很简单,一共就三层:保温箱-发热膜-温控

【材料的准备】

1. 恒温箱子主体

箱体采用的是挤塑板,厚度是3cm,强度足够。一共需要5块,底下不需要。挤塑板就是装修用的保温板,如果有条件建议去线下买。

⚠️ 注意点:
  • 尺寸不宜太小,机器放进去至少距离箱体前后左右15cm
  • 高度建议留出10cm方便操作
  • 太小会导致过于保温,而散热不佳形成大闷罐
  • 测量时别忘了把厚度也算进去,以免拼装有误差
  • 如果网购的尺寸太大,卖家可能会裁剪小发过来,需要问清楚
  • 买长一点,避免快递运损

2. 铝箔珍珠棉

厚度3mm即可,量好尺寸按需购买。建议买长一点自己裁剪,避免裁剪失误而导致材料不够。

3. 铝箔胶带

建议买两种尺寸:

  • 第一种用于珍珠棉和挤塑板的封边,买10cm宽的铝箔胶带
  • 第二种用于发热膜的粘贴,5cm宽即可

4. 发热膜

选择带插头的普通版本,无需购买带温控的版本。发热膜只需要装在左、后、右三个面,长度建议比"箱体内尺寸"的左、后、右总长少15cm

5. 温控

温控建议购买插座式的,这样不需要焊接线材。温度探头选择空气头。温控一般来说一个就够,如果你想进一步保障安全,可以购买两个组成双温控

⚠️ 注意:别买太便宜的,毕竟为了安全。

6. 进阶方案材料(可选)

如果想实现远程开关远程温度检测第三道温控,需要购买:

  • 小米远程蓝牙网关插座
  • 小米温湿度计

买前问清楚客服两者能否连接实现远程查看温度。

【制作环节】

1. 主要框架

首先保温箱主体分为两个部分,一个是主框架,还有就是开合门板。框架由三片挤塑板搭建而成,组装时先将正反两面贴上珍珠棉,边缘使用10cm铝箔胶带封边。

2. 开合门板

由于大部分机器是天地盖式或者翻盖式的,为了方便取掉盖子,所以顶部的那一块板不能粘死,需要和门板一样可活动。首先将这两块板的各自一面贴上珍珠棉,然后另一面用一张大号的珍珠棉连在一起,这样就能实现开合了,然后封边。

3. 发热膜的安装

安装在正中间,使用5cm铝箔胶带固定四周即可。

🔥 最重要的一点:
在发热膜转折处,千万不能打死折!千万不能打死折!千万不能打死折!
不然会概率打火造成火灾!

转折弧度也不建议太小,让发热膜以比较轻松的状态弯折就行了,这也是为什么前面要买长度小15cm的原因。

4. 单温控的安装与设置

温控的工作原理:首先设定一个"最低启动温度""最高停止温度"

  • 当温度探头检测到温度低于启动温度时,插座通电,发热膜工作
  • 当温度探头检测到温度高于停止温度时,插座断电,发热膜停止工作

以此来实现温度的控制。因为我们选择的是插座式温控,所以安装十分简单。先设定好温控的温度,最后再把发热膜插在温控上就行了。

5. 双温控的安装与设置

首先设定好主温控的启停温度,假设为"低于23°通电""高于25度断电"

接下来是备用温控的启停温度,即可设为"低于0°通电""高于30°断电"。原因是当主温控失灵时,发热膜一直加热,当超过"30°"时,备用温控直接断电,而设置"0°",是因为避免温度下降导致再次通电。

然后将主温控插在备用温控上即可,再将他们的温度探头绑在一起,检测同一处的温度。

6. 进阶方案远程启停的安装

将小米蓝牙网关插座连接wifi,再绑定至你的手机。这样就可以在米家app上实现远程开关。接下来将备用温控插在小米蓝牙网关插座上即可。

连接顺序:1小米插座 → 2备用温控 → 3主温控 → 4发热膜

7. 第三道温控与远程温度检测的安装

将小米温度计连接蓝牙网关插座,这样我们就可以在米家app上远程查看温度。需要注意的是:温湿度计的每10分钟才会上传一次温度给蓝牙网关插座,所以米家app的温度是有10分钟延迟的。

接下来第三道温控的实现,在米家app里面有一个"智能场景"的功能。我们可以设置当米家温度计高于某一温度时,小米插座断电。直接断掉主电源。这也是最后一道保护了,真正做到了万无一失!

✓ 完成效果
恒温箱大功告成,效果令人满意。造价300以内,可以塞两台10寸机器。实现了远程开关,三道温控保护,恒温25°±1°,加热均匀。由于保温效果好,每隔15分钟才会启动一次,每次升温30s。1天耗电1度以内

🔪 好用的铲件工具推荐

来来回回用了不少铲件工具,各类塑料铲、油画铲,油灰铲,窄刃铲,刀片等等。最后用下来还是斜口铲刀最好用。

制作要点

1. 需要开刃

打磨至400目600目800目即可,刃不能磨的太薄(打磨时刀刃与砂纸的夹角不能太小),不然耐用性太差,铲几次就会崩刃卷边。锋利度的话打磨至开刃但不割手的程度即可。

2. 需要圆角

平台上容易铲花的主要原因就是这两个角太过尖锐锋利,需要打磨至圆滑

✓ 效果展示
平台很干净几乎是无损状态(右边那个是早期用刀片刮花的)。所以在底层曝光合理的情况下,有一把好使的工具真的能让人身心愉悦。不过就算铲花了也不要紧,因为对打印几乎没有影响,只要确保划痕不是突出的即可。

👥 光固化3D打印交流群的收录与推荐

玩3D打印提升技术最快的方式就是多问、多看、多学,那么加入一些交流群便再合适不过了,这里我收集了一些交流群,以便帮助新人们找到组织。

粉丝交流群(交流,互助)

群号名称活跃度备注
10454192493d打印受害者互助会增材探索编辑部活跃老鸟多,骚话多
540110590君卿工作室的打印交流群活跃B站UP主君卿工作室粉丝群
938979746光固化杂货铺的小群活跃出售便宜好用的离型膜,3D模型分享
705329379万魔寺光固化交流群1一般擅长破解黑格的树脂,一字破!
688387100光固化-阿文菌3D打印机模型分享交流群一般阿文菌粉丝群,不定期更新3D模型
706125806玩家棒槌3D打印一群一般玩家棒槌粉丝群,分享过很多3D模型

树脂交流群(树脂咨询,交流,互助)

群号名称活跃度备注
485733478锦朝光敏树脂3d打印交流群活跃树脂齐全,工作日每天抽奖半价名额
737977970匠和材料俱乐部活跃圈内红人老赵合作品牌,活动多优惠力度大
821820335天启树脂-3D打印图纸交流群活跃每周三周五有抽奖半价名额
484646508迪迪光敏树脂材料福利群一般便宜好用性价比高
462644958RESIONE树脂售后群一般海外国内口碑都不错,特种材料及透明料优秀

机器交流群(机器咨询,交流,互助)

群号名称活跃度备注
695138074爱乐酷3D打印-光固化交流1群活跃ELEGOO官方群
695456870爱乐酷3D打印-光固化交流2群活跃ELEGOO官方群
633822572迅新-UniFormation3D打印交流群活跃讯新官方群,gktwo时代口碑红火
721605910普罗森用户交流1群活跃圈内红人主任负责售后
475994597普罗森用户交流2群一般圈内红人主任负责售后

软件交流群(软件技术支持)

群号名称活跃度备注
870179662CHITUBOX 软件用户2群活跃钟师傅会出手的
243570062CHITUBOX 软件用户群一般钟师傅会出手的
738714537TANGO 躺狗大会一般-