技能樹新增:3D CAD 建模與 FDM 列印

因為公司的軟體業務一直沒有起色,所以打開了預備的錦囊「購入 3D 列印機,經營客製化建模與打件」作為新闢的業務項目。

Creality Ender-3 V3 SE 3D 列印機與 Loctite 222 螺絲固定膠

即使有了 3D 列印機,也不會就像變魔術般自動生出我要的物件,我還得學會 CAD,而我的工業設計技能,僅停在高一工藝課時學過的繪製三視圖而已。

看似有勇無謀?但是時代已經不一樣了,網路上只要用心去找,有很多完整的 CAD 教學課程影片、電子書,可以自修。於是從去年 11 月中旬開始,我就以習慣的「做中學」方式,自己找題目,畫出模型,印出來,累積了一些活用 FreeCAD 的基礎經驗與心得。

翻新三隻約三十年前的 CASIO 電子錶,其中一隻因錶耳損壞,故以 3D 建模、列印重建整個錶殼

上圖是我最近完成最複雜的題目:重建一隻電子錶錶殼,可說用到了入門至今習得的每項 3D CAD & FDM 技術。

能親手讓少年時配戴的手錶重新服役,這種成就感讓我非常得意。

我很愛收看 Discovery 與 DMAX 頻道的幾個翻新老車、舊物的節目,像是「翻新中古車」、「舊貨獵人」、「柴油車卡好」、「女子修車手」、「改車特攻隊」、「頂級改裝車廠」等,尤其之前疫情方熾、我與確診的家人居家隔離、自己在客廳搞定起居、睡了十天的折疊床,這些節目除了讓我不致太無聊,也更加深了我想要「做實物」、「精緻維修」的念頭。

於是後來我趁著公司資本額燒完前,決定買下一台 3D 列印機。在這之前,我原本打算採用發包給代印業者的方式,不要自己養機器,因為我實在找不到家裡還有什麼空間,可以擺放這麼一台龐然大物,且不會被好奇的貓咪搗蛋搞破壞的。還好最後我弟同意借我房間的一角,真的很感謝我弟。

然後我也很感謝自己,做了自己持有機器的決定,因為 3D 列印也存在許多眉眉角角,如果沒有親身操作過,不會知道自以為應該沒問題的 3D 模型檔案,列印時是困難重重的。

像是不同列印材料的特性、三軸移動的限制、擠出機的速度控制、列印平台的校正、噴嘴的口徑、堆疊成型的方式直接影響模型設計思維等。這些林林總總的因素,很多甚至還是 case by case 的,像是同廠牌的 PLA 印材,也會有不同的最佳加熱溫度、列印速度。

FDM 型 3D 列印機無論消費級還是專業級,噴頭口徑就是落在 0.x mm 的範圍,這也影響了物件的精度,不過如果切片軟體 (slicer) 掌握得宜,還是可以產出可用的成品,可說「3D CAD 軟體」、「切片軟體」、「列印機材」是吃這行飯必須熟稔的三本柱。


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