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我如何 3D 打印公平的骰子?

随着 3D 打印机变得越来越可靠,它们的打印效果也越来越好。但 FDM 打印机也有它们的问题:你打印的小椭圆在边缘处相互贴合,有时填充会使其变得笨拙。那么,我如何使 3D 打印的模具公平(例如:不要过多地偏爱一侧)?

*你希望他们如何*公平?赌场骰子经过了一些非常严格的测试。而且我发誓我的 d20 拒绝投出 20 来获得致命一击。
考虑到您对“公平骰子”的追求,商业生产的骰子并不都是“公平的”。只有“精确”的骰子才能真正被认为是“公平的”。我有一个 D20,它几乎是一个完美的球体,因为它的制造工艺很差,使它过度翻滚。
你不担心骰子的整体重量吗?我处理过的 3D 打印物品对我来说总是很轻,而且模具看起来像是“假的”,并且表现得与典型的模具不同。
这里已经有一些很好的答案,我只有一件事要添加到它们中。即使您的印刷模具不完全公平,也很容易将其调整为公平。在正确的地方稍微打磨一下,你就会平衡模具。离开 [this](https://www.bksv.com/media/doc/bo0276.pdf) 你会发现滚动最频繁的一面,然后打磨/打磨一下。然后重复,直到你像你喜欢的那样公平。
由于底部和顶部在我打印时总是与侧面完全不同,我会制作一个“卷”骰子,比如一个 6 面管(例如六边形直径为 20 毫米,长度为 40+ 毫米)。 IMO 将是我能打印的最公平的骰子。
另见 [3D 打印骰子是否公平?](https://3dprinting.stackexchange.com/questions/3605/will-3d-printed-dice-be-fair)

2个回答

这将成为一个 3 步的答案,因为 3D 打印使用 3 个不同的步骤:设计、切片和材料选择,然后我详细说明一些公平骰子的替代方法。然而,我们从材料开始,因为我们需要先了解它。在这种情况下,它确实会影响从设计到切片和打印的所有内容。

变体 A:印刷完美(?)

第 1 步:了解您的材料

让我们面对现实:熔融沉积建模 (FDM) 中使用的大多数材料都面临 XY 平面和 Z 轴之间的非均匀收缩。但是,如果您了解打印机/灯丝/温度组合的这些特定属性,则可以对此进行补偿。了解您的材料- 您将需要它来切片。运行 10x10x10 毫米立方体的测试打印并测量 - 每个轴上 10 毫米的偏移量是您需要通过切片机补偿的。

第 2 步:公平设计

柏拉图体

在设计您的 STL 时,请尽量设计公平。在保持可读性的同时尽可能少地缩进数字,或者,如果您有一台 2 色打印机,用相同密度的材料填充数字,但使用另一种颜色。

另一件要考虑的事情:在身体的每个面上缩进相同的表面积。这样你就可以从每个面上去除相同的体积和相同的重量,使其在设计上有些公平,因为质量中心现在应该主要位于身体的中心。

棱镜-“骰子”

在其“圆柱”表面上滚动的圆柱(或更确切地说:棱柱)设计可能是最容易设计的,并且相当容易切片,而不必求助于专业的切片方法和大量不同的补偿来保持介意或必须在打印后组装对象。它可能在两端带有或不带有“倒塌”锥形/椭圆体形状。或者它可能像陀螺一样制作,只有一个锥形/椭圆形尖端以便于打印,甚至可能将“茎”打印为不同的对象,然后在打印后组装。

第 3 步:切片

现在,有一个非常公平的设计……但是打印时要使用什么设置?!

填充会使它变得不稳定,所以有两种选择:实心(100% 填充)和完全空心(0% 填充)。固体更容易打印且更重。与实心相比,空心可节省(取决于表面侧)95% 或更多的材料,但可能会成为下垂平坦表面或壁厚与平坦区域厚度不同的受害者。

现在,在我们选择了填充设置之后,我们需要选择一些其他的东西。我们想要打印相当精致的东西,所以我们应该使用比通常更小的层高(例如 0.05 毫米),最好使用更小的喷嘴 - 0.2 毫米或更小,如果有的话。这再次意味着,针对这两个设置(XY / Z 收缩)校准打印机/材料组合。

校准后,最后打印!公平地说,骰子应该相当不错,但它们仍然不完全公平......

额外步骤:后处理

您可以通过将其漂浮在自来水下的盐水层上来测试偏差……如果您设法使其足够坚固以减少其中的空气以使其沉入这些层之间。这样你就可以稍微打磨较重的一面,直到它没有偏见。

如果您设法打印出有点公平和中空的效果,您可能会考虑用某种树脂(例如环氧树脂)填充空腔,以增加物体的重量。但是,这本身有一些警告:您必须留下一个填充孔,并且必须在内部均匀涂抹或重新填充几次以确保完全填充,因为大多数树脂在固化时会收缩。此外,大多数树脂在固化过程中会升温,但通常不会达到熔化 FDM 的程度。使用树脂时,请戴上手套,因为它对皮肤有腐蚀性!

但是! 3D 打印墨水可以做得更多!

变体 B:印刷完美

FDM 是家用打印机的东西,但也许您可以使用更多...工业的东西。它们以自己的方式很棘手,你最好知道你用它们做什么。

SLS(固体激光烧结)在这种情况下,您只需要知道材料的收缩系数……不,您不需要考虑填充,您只能通过这种方式制作 100% 填充的固体物体。但是您的印刷品中也几乎没有空气。不过,在家中使用 SLS 的情况很少见。然而,这可能是您订购印刷品时得到的……但请记住:SLS 粉末具有高度吸湿性,需要密封。此外,如果它开始变白,它会随着时间的推移而变黄。大量使用重复使用的粉末也会降低打印质量。永远不要看工作机器。

DLMS(直接激光金属熔炼)是相当新的,几乎是 SLS 的金属变体。如果你以这种方式制作你的骰子并且让它们与铸造金属几乎没有区别。稍微擦亮表面,不要闻粉末的气息,也不要看激光。

DLP/SLA(直接光处理/立体光刻)从固化树脂打印出来的东西实际上与 SLS 非常接近,但它在零件上与 FDM 有一些相似之处......最大的好处:你可以制作非常精致的细节,你的图层高度变得非常薄 - 你有大量的颜色可供选择。但您必须记住,您可能希望将骰子制成实心或在每个侧面或角落设计一个孔,以允许多余的树脂流出。您可以获得完美的表面,并且可以根据打印机和存储情况多次重复使用树脂,但请记住:SLA 是一种臭东西,切勿查看打印机,树脂对皮肤非常敏感,因此在使用时请戴上手套打印和打印,直到正确清洁。

变体 C:丢失的打印

但是等等,如果您实际上不打印骰子,而只是打印骰子的正片,然后从中制作负片怎么办?

是的,这是可以做到的。你知道失蜡铸造吗?你去吧。这是你的一步一步:

  • 打印你的骰子。
    • 甚至可以将正片拼凑在一起,以相同方向打印的几个面将正面拼凑在一起,以实现最大的打印效果。
  • 为打印件添加浇铸入口和空气出口。
  • 用粘土材料或石膏浇铸正极。让它干燥/凝固。
  • 烧掉/融化正面,你会得到一个又热又空的负面形式。
  • 用液态金属或树脂浇铸
  • 打破模具,移除入口,抛光一些和......瞧!

如果您擅长绿砂铸造,则可以使用它来代替失蜡铸造 - 并将正片重新用于第二次铸造。或者,如果您擅长,您可以制作可重复使用的两件式模具。

变体 3b:塑造它!

如果我们可以打印一个正片并从中制作一个模具,我们不妨直接打印一个模具。然后我们可以只用“冷”材料浇铸,但如果您有可以用这种方式浇铸的东西(一些树脂或蜡),您可以用这种方式制作用于失蜡浇铸的骰子或浇口。不过,这里的设计在最后一步会有所不同:在完成您想要的对象后,将其用作“工具”,从围绕它的或多或少的方形块中切出。从块中切出材料和空气的入口/出口。如果您想要一个可重复使用的多部件模具,则可以根据自己的喜好切割。您可能需要添加一个凹槽以在打印件周围添加金属丝或橡皮筋,以在铸造时将模具保持在一起。

或者我们用那个模型去工业化,拿一个 CNC 把模具做成一半,然后放弃打印骰子......

tl;博士:

了解您的打印机,了解您的材料,根据您​​的打印机要求进行设计,公平地设计,也许可以避免打印实际的骰子,而是打印要成型的正片并铸造或打印模具。

变体 C 为 +1。您也可以相当轻松地打印铸模。

老实说,我不会。

您可以在thingiverse 之类的地方找到骰子模板,但以我(公认有限的)负担得起的 3D 打印机的经验,我非常怀疑机器公差是否足以生产公平的模具。

从3d打印交流看到这个讨论,特别是这两个答案

如果你真的有信心并决心这样做(我们都有我们令人讨厌的小激情项目!)我建议尝试找到作者声称已经用卡方测试过的模板,然后找出什么(类型) 他们使用的设备。如果你能复制它,那就去做吧……然后自己做卡方检验。设置错误或忘记某些东西(例如内部定位可能产生的影响)非常容易。

这仅适用于 FDM - SLS 和 SLA 确实管理所需的准确度级别。
这不是一个很好的答案,因为即使您使用完美的模型和相同的硬件和相同的灯丝,我们的结果也会因以下因素而有所不同:您的单个灯丝线轴、您的步进器设置以及如何完美地校准机器是您的喷嘴,具体取决于灯丝您的操作环境(温度、湿度等)。变数太多了。即使来自同一台机器的两张印刷品也可能导致一张完美的印刷品和一张不完美的印刷品。

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