軟體工程師的3D列印筆記

• 技術筆記外殼製作_3D列印 (較久遠的紀錄) (連結)
• 筆記：久違的3D列印 (使用筆記) (連結)
• 筆記：創建3D物件，OpenSCAD (製作立體模型相關技巧) (連結)
• 軟體工程師的3D列印筆記 (使用心得) (連結)
• 技術筆記：多樣化的3D列印裝置 (連結)

這陣子因為工作和老婆展覽需要，還有女兒玩心，陸續列印不少物品，對3D列印的技巧、極限都更加熟悉。但最讓我有感的，是看到擬真物品逐漸成形的奇妙感受，尤其當這物件是等比例大小時，在印盤上慢慢成形時，例如這幾隻小鳥，真有說不出的滋味。若是印表機規模更大，或許可以試試看列印等比例貓、狗、甚至自己頭像，有會是什麼感覺？

同時也發現，盯著看3D列印過程，是非常療癒的經驗。只見列印頭刷拉刷拉，重複、穩定、又帶著計劃性的移動，像是古代紡紗織布般，編織出種種物件。

工作需要列印眼球(LINK)

簡易視網膜鏡架

技術上，有幾點可以筆記項目，首先是列印方向性，同一個物品，水平放置和垂直放置，印出來的效果就不同，主因是FDM(熔融沈積)技術，在水平上是強項，垂直部分無論噴頭多細，都會看的到層次累積的斑紋。

輔助線，移除後(鑷子)。研磨和拋光，最好再經過研磨，還有人會放入瓶中加熱拋光，有機會可多嘗試。特殊的3D模型關節。

軟體工程師的3D列印品

隨著工作上持續進行著3D列印，對物件製作逐漸累積出一些心得，筆記如下。

模組化

對我這種新手來說，因為缺乏軟硬體工具的知識和技巧，又急於在短期內看到效果，很容易陷入以時間換取成果的心態，結果就是效能低又沒成就感。事實上，要一次達成全部目標本就是不切實際的想法，應該多將軟體設計中常使用的模組化精神應用在此，將目標拆解成幾個部件，各個處理，就會輕鬆許多。

失敗為成功之母，啊，好多母親啊

模組化概念在軟體開發中已是很普遍的原則，對於測試和產品開發都有莫大幫助，仔細觀察手邊這個待模仿的物件，就會發現牠看似複雜，實際卻是由幾個模塊組成。平時多觀察優秀成品模組化方式，應用在設計上，自然就能進步。

接下來的問題是，模組化後，各模組間又要如何結合呢？最直覺方式就是利用螺絲，目前使用的OpenSCAD搭配nutsnbolts(連結)螺絲和插孔模組，就能在模型上任意開孔，用不同型號螺絲接合。

專案網站截圖

限於3D列印精度，螺紋是不可能製造的，孔徑大小也要對應的放鬆些，但已經堪用。另外，透過這個模組才瞭解螺絲公規如M3、M5等等。常用件也能在電子材料行輕鬆購得。

進階則是利用物件形狀和厚度來達到嵌合方式，例如下面幾項範例，類似經驗需要多觀察和學習，目前被歸為只能遠觀不可褻玩焉。

類似上述透過形狀的嵌合，還有卡溝和JOINT，如文章內容(連結)，或是實作技巧JointSCAD(連結)，也參考了CASE製作( 連結 )，筆記內容。

1.繪製大致外型，卡尺量測詳細距離

2.產生對應的scad檔案(盡量放在同一個scad中)
a.complete_box()  先做大盒子 同樣盒子縮小點移除它  移除四周的孔洞
b.stand_off(holes) 打洞  先做出圓柱 再移除中間小圓柱
c.用個大盒子去除上半部
d.加上小卡榫
3.列印時遮住不同範圍，將元件反轉，EXPORT成STL，分別列印。

善用樂高元件

近來發現3D列印有個嚴重缺陷就是列印時間過久，常常一個小修改就要經過漫長的等待才能看到後續效果，曠日又廢時，每當此時就會懷念起軟體設計的優點，修改後立刻能觀察到效果。

為了減少重複的列印動作，我尋思著如何善用既有元件，環顧四週，決定好好利用地下室那一大箱女兒小時樂高積木。樂高的特性就是精密度高且方便堆疊，應該能節省不少底板和牆壁的列印時間。

地下室一大箱女兒小時玩的樂高

首先，購買了幾片底板(赫然發現大多數樂高是不帶底板的)，購買位置在這(連結 連結)，積木材料已有不少，還是附上副廠連結備用。軟體上，OpenSCAD有好幾種樂高元件可選擇，先試用LEGO.scad(連結)，並列出幾項調整處。

專案網路截圖

一、原始專案壁厚似乎有誤，已調整。調整後物件，若接合處是向上列印，的確能印出與一般相密合物件，但這與正常狀況相衝突，或許是僅僅列印此種模塊，再將這模塊與原本物件用膠水(氯仿)結合？？

列印件可與原本樂高密合

二、若接合處是向下列印，受限於自己3D列印技術，最下層常常會有些微變形，讓管壁變粗無法密合，改變管壁或許有用但不是正確的處理方式，解決方案是，在最下層加入RALF，並且設定參數如下。
額外邊緣 2.0    走線間隔 3.0    基底層厚度 0.2    基底層走線寬度 1.0    接觸層厚度 0.2    接觸層走線寬度 0.4    懸空間隙 0.2    第一層懸空間隙 0.2    表層 0    初始層厚 0.2    接觸層走線寬度 0.4

輔助線部分：關閉輔助線效果最好，但同樣不實際，設定touchable似乎有bug(以上都沒有輔助線)。設定為everywhere，初步測試可行。

三、Render過久，或許是因為堆積了數十個插孔，使得Render時間增長暴增至數十分鐘？還要仔細修改。

現階段已經能將物件和樂高接合

最後，因為目前多半是進行光學相關實驗，樂高的精準性與各式多樣化零件(如科技磚)，像極了光學桌，還提供旋轉功能。LEGO Optics: Projects in Optical and Laser Science with LEGO®  連結，連結。

LEGO Optics

待列印...

• 耳機套環(LINK)
• 美美花瓶(LINK)
• 相機熱靴hot shoe，未來可用在SONY上(LINK)
• Raspberry pi 4盒子(LINK)
• 眼底內視鏡前緣(LINK)
• 類似木工鎨接 (LINK)