玩3D打印機的朋友,在上位機控制軟件方面Cura。Cura的特點是切片速度快,用戶體驗好,用起來感覺非常爽。
Cura中文版下載:http://elephantinaurance.com/soft/149094.html
第一節(jié),軟件安裝
雙擊Cura安裝程序,安裝過程就開始了。因為Cura安裝程序沒有發(fā)布者的電子簽名,因此Windows會提示用戶小心。如果你確信下載的渠道是沒問題的,就按下“是”按鈕。
這時,Cura安裝程序正式啟動,第一步是選擇安裝的目標位置。按下Next進入下一步。
下一步是選擇需要安裝的Cura功能。Cura主程序是一定要安裝的,沒法取消。Arduino驅(qū)動我們之前的準備工作中已經(jīng)安裝好了,就不需要安裝了。把“Install Arduino Drivers”的勾去掉。STL, OBJ和AMF是三種3D模型格式。STL是最常見的格式,其他兩種比較少見,按照缺省的選擇不打勾也挺好。這時按下Install就開始正式安裝了。
整個安裝過程需要一些時間,等待進度條達到100%,文件復制步驟就結(jié)束了。這時按下Next按鈕。
這時安裝過程就結(jié)束了,在最后一頁上直接按下Finish就好了。
第二節(jié),Cura首次啟動設置向?qū)?/p>
安裝過程結(jié)束之后,Cura就自動啟動了。因為是首次啟動,設置向?qū)䦶棾鰜恚瑤湍氵M行初步的設置工作。這個設置向?qū)У谝豁摵芎喡,按下Next就好。
按下Next之后,設置向?qū)䥺柲愕拇蛴C機型。因為Cura是Ultimaker公司開發(fā)的軟件,所以Ultimaker肯定是排在最前面啦。但虎哥我用的是RepRap Prusa i3,因此只能選擇Other那項了。選好之后,按下Next鍵進入下一步。
這時設置向?qū)賳栁揖唧w的3D打印機機型,這時就有Prusa Mendel i3了,選擇這項。然后Next進入下一步。很明顯,如果你跟我用的3D打印機不同,你需要按照具體情況進行設置。
這個時候Cura設置向?qū)䦶棾鲎詈笠豁摚嬖V大家它已經(jīng)準備好了。按下Finish,設置向?qū)Ь蜁P(guān)閉,Cura主界面就彈出來了。
主界面看起來設計的很不錯,下面我們一步一步教大家如何使用。第一次啟動時,會自動載入作為Cura標志的小機器人。
跟主界面一起彈出的,還有Cura的新版本特性提示,詳細的介紹了這個版本與上一版本的更新之處。這個對話框只會彈出一次,點OK關(guān)閉就好了。
第三節(jié),模型的載入和查看
如果你和我一樣,關(guān)閉了Cura再次打開,就會看到空白的場景。如下圖:
圖中分為左右兩格窗口,左側(cè)有一組面板,主要是用來設置切片器的。右側(cè)是3D瀏覽窗口,可以載入、修改、保存模型,還可以以多種方式來觀察模型。我們這一節(jié)主要就是體驗一下如何載入、查看3D模型。
首先,按下右側(cè)3D瀏覽窗口左上角的Load按鈕,載入一個模型。
前面安裝Cura的時候,我們已經(jīng)知道,Cura支持多種3D模型文件格式。其中最常見的還是.stl格式。.stl格式是一種非常簡單的3D模型文件格式,而且是基于文本的格式,可以直接用文本編輯工具打開查看、編輯。.stl格式具體的怎樣的,以后打印虎會再獨立介紹。現(xiàn)在,我們只要知道Cura是支持.stl格式的模型就可以了。
這里的例子是虎哥從打印虎3D模型庫下載的“坐著的貓”3D模型。下載這個文件之后,就可以用Cura打開了:
模型載入后,馬上就可以在主窗口內(nèi)看到載入模型的3D形象。同時,在窗口的左上角,標著紅圈的位置處,可以看到一個進度條在前進。很快,進度條達到100%的時候,就會顯示出時間、長度和克數(shù),同時保存按鈕(save toolpath)變?yōu)榭捎脿顟B(tài)。如圖:
剛才那進度條快速前進的過程,就是Cura軟件引以為傲的高速切片器的工作過程。在切片器工作結(jié)束時,3D打印的時間(21分鐘)、需要的塑料絲長度(0.47米)、克數(shù)(4克)就都計算好了。同時,我們可以使用save toolpath按鈕,把切片的結(jié)果保存為gcode文件。要是你用過其他切片軟件,比如Repetier-Host軟件中缺省的切片器Slic3r,你就知道Cura的切片速度要快的多,簡直可以說是神速,而切片的質(zhì)量并不差。
右面一個標記著YM的按鈕,是把打印模型分享到Y(jié)ouMagine網(wǎng)站的功能,對于我們中文用戶來說,意義就不大了,不再深入詳細介紹。
在這個3D觀察界面上,使用鼠標右鍵拖曳,可以實現(xiàn)觀察視點的旋轉(zhuǎn)。使用鼠標滾輪,可以實現(xiàn)觀察視點的縮放。這些動作都不改變模型本身,只是觀察角度的變化,可以隨意使用,不用擔心做了無法恢復的動作。
除了旋轉(zhuǎn)縮放的觀察方式之外,Cura還提供了多種高級觀察方法。這些方法都藏在右上角的按鈕中。按下這個按鈕,可以看到一個觀察模式(View mode)菜單:
可以看出,目前我們用的是缺省的普通(Normal)模式。還可以選擇的是懸垂(Overhang)模式,透明(Transparent)模式,X光(X-Ray)模式,以及層(Layers)模式。
懸垂模式下,3D模型懸垂出來的部分,都會用紅色表示。這樣,可以讓用戶容易觀察出3D打印模型中容易出問題的部分,如果有必要,可以在正式打印之前解決這些問題。
比如我們的坐著的貓3D模型,在懸垂模式下觀察,可以看到整個底板都標為紅色,以及貓的嘴部有三個紅色的點。底板因為有熱床的支撐,因此肯定不會有問題。嘴部紅點很小,雖然可能出現(xiàn)問題,但也不會對模型整體有大的影響,即使真的出了問題也可以通過后期修正的方式解決,因此經(jīng)過分析我認為這些紅色的提示都是正常可以接受的。
下面是透明模式,透明模式下我們不僅可以觀察到模型的正面,還能同時觀察到模型的反面,以及內(nèi)部的構(gòu)造。特別是內(nèi)部的構(gòu)造,對于3D打印來說影響還是比較大的,因此一定要先觀察好再開始打印。對于我們的模型,可以看到,內(nèi)部沒有任何特殊的構(gòu)造。
再下面是X光模式。與透明模式類似,X光模式也用來觀察內(nèi)部的構(gòu)造。不同之處在于X光模式下對象表面的構(gòu)造被忽略了。雖然不能看到3D物體表面了,但內(nèi)部構(gòu)造可以現(xiàn)實的更加清晰,便于觀察。在我們的例子中,由于模型內(nèi)部沒有任何特殊的構(gòu)造,因此這個觀察方式的結(jié)果就比較無聊了。
最后是比較重要的層模式。層模式實際上最貼近正式的3D打印過程。在這個模式下,我們可以把整個3D模型分層展示,通過右側(cè)的滑塊,可以單獨觀察每一層的情況。
圖中我們正在觀察第38層的情況。如圖,最外層的紅色表示模型的外殼。緊跟著的綠色仍是外殼的一部分,但不直接暴露在外。中間的黃色部分是填充,用于構(gòu)造實心物體的中心區(qū)域。有了這些信息,就可以更好更直觀的理解Cura切片后規(guī)劃出的每一層的3D打印計劃。如果出了問題,也可以比較容易的定位解決問題。
第四節(jié),模型調(diào)整
下面我們看看左下角的幾個按鈕。這幾個按鈕,都具有一定的編輯3D模型的功能。雖然和3DS max之類的3D建模軟件的編輯能力相差甚遠,但還是可以對模型進行簡單的旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像等調(diào)整操作,方便3D打印用戶。
首先看第一個按鈕,旋轉(zhuǎn)功能。按下這個按鈕后,3D模型周圍就出現(xiàn)了紅黃藍三個圓圈。分別代表沿XYZ軸旋轉(zhuǎn)。圖中所示,我正在沿著紅色圓圈旋轉(zhuǎn)30度角。直接用鼠標操作的時候,這里按照5度為單位進行旋轉(zhuǎn)。如果需要更精細的控制,可以按下鍵盤上的Shift鍵,這時就可以按照1度為單位做更細致的操作了。
除了手工旋轉(zhuǎn)3D模型之外,旋轉(zhuǎn)按鈕還彈出了兩個功能按鈕。其一叫做躺平(Lay flat),作用是通過計算,找出最適合3D打印的角度。當然,這個功能沒有人那么聰明,比如我們的模型,通過這樣的計算,可能就從坐著的貓變成躺著的貓了。如果真這樣打印,效果一定沒有最初3D模型作者設計的方向好。所以這個功能只能起到輔助的作用。
第二個按鈕就簡單了,作用是復位(Reset)。按下這個按鈕剛才所做的所有修改就都恢復到原裝了。
接下來是縮放功能。這個功能也很簡單了,就是在XYZ三個方向上縮放模型。你既可以在3D視圖上拉動紅綠藍小方塊(別忘了Shift鍵也會讓縮放變得更平滑),也可以在彈出的輸入框中直接鍵入數(shù)字。這些方法效果相同,你覺得哪種方便就用哪種好了。
另外值得一提的還是那兩個彈出的功能按鈕。第一個按鈕叫做放至最大(To max),按下之后我們的模型就變成了巨型貓,不光是切片時間明顯變長,切片后計算得到的各種參數(shù)也很驚人。
好了,你是否愿意花10個小時52分鐘,6米多長的塑料絲來打印這個巨型貓呢?
這里值得一提的是我們已經(jīng)習慣了的藍色立方體。用到這里,我們就可以發(fā)現(xiàn),藍色立方體實際上指的就是3D打印機的可用打印空間。這個對于一些情況,特別是打印件很大的情況,還是很有用的。
還沒說縮放的第二個功能按鈕。很簡單,這個按鈕仍然是復位(Reset)按鈕。按下之后一切復原。我覺得,復位功能到處都有還是很貼心的一個設計。
再右面就是鏡像(Mirror)功能了。一共只有三個鏡像功能按鈕,分別是沿著X軸、Y軸、Z軸進行鏡像操作。很簡單的。
最后,如果希望一次打印多個模型,可以多次使用Load功能。如果載入了不需要的模型,可以選中模型之后,按下鍵盤的Del鍵,可以刪除模型。到這里,所有3D顯示界面上的功能我們就已經(jīng)都介紹完了。你可以再多試用練習一下,我感覺Cura的界面設計的很好,作為用戶可以很容易的上手。
第五節(jié),切片設置(基礎(chǔ))
Cura最大的特色,就是它的高速切片功能。對于一個比較復雜的模型,在slic3r里緩慢的切片過程,常常需要幾十分鐘時間,可能最后還會內(nèi)存不足。同樣的模型在Cura中往往只需要幾十秒到幾分鐘,而且打印質(zhì)量沒有什么區(qū)別。就是這樣的一個特色,讓Cura在3D打印機軟件中脫穎而出,成為很多3D打印玩家的首選。
說到切片,就必須得說切片的參數(shù)設置。Cura的切片參數(shù)設置的特點,是既足夠靈活,可以滿足3D打印機用戶的需要,又隱藏了對于絕大多數(shù)人而言晦澀難懂的內(nèi)部參數(shù)。這一節(jié),讓我們來一起研究一下Cura的切片設置。
首先當然是軟件一啟動就一直在最前面展示的基礎(chǔ)(Basic)設置界面了。
質(zhì)量(Quality)一欄,層高(Layer height)指切片每一層的高度。這個設置最直接影響到打印的速度,很明顯層高越小,打印時間越長,同時可以獲得相對好的打印精度。外殼厚度(Shell thickness)指的是對于一個原本實心的3D模型,在3D打印過程中四周生成一個多厚的塑料外殼。當然,除了外殼之外的部分,使用網(wǎng)格狀的塑料格子填充。外殼厚度很大程度上影響了3D打印件的堅固程度。開啟回抽(Enable retraction)指的是在兩次打印間隔時是否將塑料絲回抽,以防止多余的塑料在間隔期擠出,產(chǎn)生拉絲,影響打印質(zhì)量。
質(zhì)量這一欄,其中的層高和外殼厚度兩個選項,都與3D打印機的擠出頭直徑密切相關(guān)。外殼厚度不能低于擠出頭直徑的80%,而層高不能高于擠出頭直徑的80%。如果你的設置不滿足這一點,Cura將把輸入框設置為黃色,提示用戶。如果你發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的擠出頭直徑設置有問題,可以先跳到高級設置(Advanced)一欄,將最上面一項擠出頭尺寸(Nozzle size)設置好再回來。
填充(Fill)一欄,底/頂厚度(Bottom/Top thickness)與外殼厚度類似,推薦這個值和外殼厚度接近,并且是層厚和噴嘴直徑的公倍數(shù)。填充密度(Fill Density)指的就是原本實心的3D模型,內(nèi)部網(wǎng)格狀塑料填充的密度。這個值與外觀無關(guān),越小越節(jié)省材料和打印時間,但強度也會受到一定的影響。通常情況下20%的填充密度也足夠了。
速度和溫度(Speed and Temperature)一欄,打印速度(Print speed)指的是每秒擠出多少毫米的塑料絲。通常的設置下,這個值在50~60毫米之間就可以了。因為擠出頭的加熱速度是有限的,因此每秒鐘能融化的塑料絲也是有限的,在層高等設置的比較大的時候,這里就只能選擇比較小的值,以滿足擠出頭擠出總量的限制。當你的設置不滿足Cura的要求時,這個編輯框會變成黃色,提醒用戶有問題需要解決。
下面兩項溫度相關(guān)的設置,就比較簡單了。打印溫度(Printing temperature)隨使用材料的不同而不同。PLA材料通常將這個值設定在185度即可。熱床溫度(Bed temperature)就更簡單了,設定在60度,讓打印出來的PLA能比較牢固的粘在熱床上就可以了。
支撐(Support)一欄,首先是支撐類型(Support type)可以在無支撐(None)或者接觸平臺支撐(Touching buildplate)或者到處支撐(Everywhere)之間進行選擇。接觸平臺支撐就是只建立于平臺接觸的支撐。到處支撐就是模型內(nèi)部的懸空部分也會建立支撐。平臺附著類型(Platform adhesion type)是指是否加強模型與熱床之間的附著特性,選擇無(None)就是直接在熱床上打印3D模型。如果想解決翹邊的問題,可以嘗試選擇邊緣型(Brim),這樣會在第一層的周圍打印一圈“帽檐”,讓3D模型與熱床之間粘的更好,打印完成時去除也相對容易。如果還不行,可以選擇基座型(Raft),這樣會在3D模型下面先打印一個有高度的基座,可以保證牢固的粘在熱床上,但也不太容易去除了。
支撐之類的東西,即使加了,在普通3D視圖中也是不顯示的。如果想看效果,需要切換到層模式。比如,我們的貓模型,在打開接觸平臺支撐之后,就可以得到下圖這樣的效果。注意貓的嘴部一直延伸到平臺的暗青色的柱子。
最后是耗材(Filament)一欄。這一欄要指定好耗材的直徑,RepRap Prusa i3似乎只能使用1.75mm的耗材,因此直徑(Diameter)要改為1.75。流(Flow)這一欄可以設置擠出塑料量相對于缺省值的百分比。如果打印機已經(jīng)是校正好的(見【打印虎原創(chuàng)】RepRap_Prusa_i3_3D打印機校準圖解教程系列之二),這里就填100%就好了。
第六節(jié),切片設置(高級)
下面我們進入Cura的高級切片設置頁。
在這個頁面上,首先也是最重要的一欄,是機器相關(guān)設置(Machine),其實就是擠出頭尺寸(Nozzle size)。我不明白為什么這個重要的設置項放在了這里,其實應該在之前的3D打印機設置中就設好才對啊。我用的擠出頭尺寸為0.3mm,顯然你應該把它設置為你實際使用的尺寸值。
回抽(Retraction)一欄,可以設定回抽的速度(Speed)和距離(Distance)。就保持缺省值挺好。
質(zhì)量(Quality)一欄,與上一節(jié)基礎(chǔ)設置中的質(zhì)量一欄有些關(guān)系,但一般不太需要被改動。首層厚度(Initial layer thickness)一般設置為與層高一樣就可以,把它單獨出來,其實是因為層高在一些特殊情況下可以被設置為非常小的值(比如0.05mm),但如果第一層也是這樣的話就沒法和熱床很好的粘合了。因為這樣的原因,首層厚度可以被單獨指定。首層線寬(Initial layer line width)也與3D打印對象和熱床之間的粘合相關(guān),一些情況下,可以指定一個大于100%的值,加強這個粘合的強度。剪平對象底部(Cut off object bottom)用于一些不規(guī)則形狀的3D對象,如果對象的底部與熱床的連接點太少,也會造成無法粘合的情況,這時將這個值設置為一個大于0的值,3D對象將被從底部剪平,自然可以更好的粘在熱床上了。最后雙擊出頭重疊(Dual extrusion overlap)只對雙頭的3D打印機有效,兩個擠出頭的擠出內(nèi)容,如果有一點重疊,會得到更好的效果。這些通常都保持缺省值就很好了。
速度(Speed)一欄,就是用來指定各種3D打印階段的打印機運行速度。制冷(Cool)一欄,用來控制制冷風扇的參數(shù)。這兩欄更少見需要修改的情況,保持缺省值就很好,我就不詳細介紹了。
第七節(jié),輸出G-code
本來這一節(jié)應該是打印的,可悲劇的是,我在我的Prusa i3上試驗了多種固件,沒有一種可以和Cura的打印功能良好配合使用的。在網(wǎng)上仔細查了資料,也沒找到有用的線索。所以,虎哥我只能郁悶的宣布,我沒法用Cura打印3D模型。
但這代表我們完全沒法用Cura這么好的軟件嗎?不是的!除了直接用Cura進行打印輸出,我們還有另外一條路可以走,那就是輸出G-code,然后用其他3D打印控制軟件或者脫機打印的方式,打印3D模型。
想輸出G-code就非常簡單了。只要使用菜單File – Save GCode就可以了。在彈出的文件對話框中,只要把路徑切換到希望的地方,按下保存按鈕就搞定了。
剩下的操作就很簡單了,在Repetier-Host中載入剛剛保存的G-code,再點下運行。3D打印機就開始工作了。如果細致觀察的話,可以看出3D打印機的工作方式,與完全用Repetier-Host載入模型、切片、打印時的動作不是完全一致的。這是因為現(xiàn)在Repetier-Host只負責進行連接通訊,而通訊的內(nèi)容,已經(jīng)被Cura制定好了。
這就是打印成的貓模型。仔細觀察可以發(fā)現(xiàn)貓的嘴部表現(xiàn)良好,而貓的耳朵尖有一點拉絲的現(xiàn)象。相對于我們設置的打印速度來說,這樣的質(zhì)量已經(jīng)非常好了。
第八節(jié),結(jié)束語
總體來說,Cura在3D打印切片上有很強的優(yōu)勢,但連接打印機方面徹底悲劇了,完全不能令人滿意,因此,可以作為3D打印機玩家的一個補充,但在目前還不能替代Repetier-Host,直接作為上位機軟件使用。