[閒聊] 光固化印表機印製動漫模型感想

最近在研究使用光固化應印表機來列印模型，適逢昨天剛剛收到新的機子又逢連假
來分享一下成果順便給有興趣自己製作模型但不清楚門路的人一個參考
https://i.imgur.com/XgSp1By.jpg

先貼成果，真的有興趣的人想知道細節的再看後面的介紹部分
前面這三個模型是使用比較小台的Phrozen Sonic Mini 4K

巴黎聖母院
https://www.myminifactory.com/object/3d-print-notre-dame-de-paris-cathedral-91899

值得注意的是每個窗戶的空隙都非常清楚
除此之外牆上的紋路，屋頂的突起，立起的尖柱等等也都非常清楚
https://i.imgur.com/kCUEQbe.jpg

https://i.imgur.com/WUmZeSE.jpg

之前印的阿璃，由於機器太小台所以是分件列印，還沒有開始打磨黏合
(檔案從Patreon取得，不過作者好像關掉了)
https://i.imgur.com/iqmBcy7.jpg

頭髮和辮子的髮絲可以印得出來
https://i.imgur.com/KKtM1K5.jpg

另外還印了一隻菈妮，由於面積小所以必須要縮小比例
https://www.myminifactory.com/object/3d-print-ranni-the-witch-218573
https://i.imgur.com/N644Hb7.jpg

昨天拿到中型機器後就開始試著印了些東西
前面的菈妮，這次可以以130%大小列印，放在一起就變成大小菈妮了(約6小時)
https://i.imgur.com/ZRmWmhA.jpg

https://i.imgur.com/qbPA8sh.jpg
https://i.imgur.com/28ojPU1.jpg
https://i.imgur.com/tDEtXgF.jpg

細節部分也很好，可以看到眼睛下方的印記
https://i.imgur.com/f3JaDJR.jpg

另外也試著印了隻古拉，這隻有點像黏土人，不過我太急著印參數沒調好(約3小時)
https://www.thingiverse.com/thing:4912922
https://i.imgur.com/5zbJTNX.jpg

額頭部份我忘記原本模型那裡有空隙沒補上，結果就印空了
原本想用補土補，但加了一點後洞太大太浪費，之後可能重印
https://i.imgur.com/JV24Du2.jpg

頭頂部分有支撐造成的孔洞，用Resin補了但也需要打磨
https://i.imgur.com/Og3R5li.jpg

衣服鞋子的細節有印出來，尾巴的缺口和圖案也有出來，左腳印不好上了點補土待打磨

目前為止的心得是，3D列印之後就像GK一樣用補土填掉支撐柱的痕跡再打磨
然後上水補土之後應該就可以上色了

但目前注意到的是，如果是分件列印比較容易歪
所以之後的打磨和填補也需要花一些時間，這一點還要多嘗試調整模型和列印參數

對於自製模型有興趣的，現在光固化機器很便宜或許可以考慮一下(美國大概150鎂起)
或是對上色人型有興趣但苦於找不到GK買的，自己的模型自己做!!

------以下是介紹+細節------

3D印表機目前在一般消費者領域的技術有兩種
第一種是熱熔融積層(FDM, Fused Deposition Modelling)
這也是大部分人知道的3D列印技術

這種技術的原理很簡單，像是熱熔膠一樣，透過加熱的噴頭
把細線狀的材料融化後的一層一層的堆上去
融解後的材料在降溫後就會馬上凝固，於是就成了立體模型。
https://i.imgur.com/yMBo28v.png

這個技術是最早的3D列印技術，機構設計簡單價格低廉，甚至可以買DIY套件自己組裝
對於模型的列印前處裡與機器設定也不算複雜，所以很多喜歡DIY的人可能自己都有一台而且由於是加熱融解，所以只要設定正確可以使用各式各樣的材料
工業級甚至可以印陶瓷或金屬，也可以印食物

但FDM的缺點就是由於材料是透過噴頭擠出，會有一點點的弧度導致上下層無法100%切齊而且噴頭本身無法做到非常小(消費級)，所以會出現層紋，也無法印製非常精密的細節
所以這種技術並不是適合印製需要高精密度與平滑表面的動漫模型

為了解決上面的問題，光固化列印技術誕生了，這也是一般大眾比較不熟悉的技術
光固化技術是使用紫外光去照射一種在光固化液體(resin)來一層層的把成品堆疊出來
由於沒有FDM那種融解後再固化的擠壓動作，所以可以印出非常平滑的表面與細節

最早的照射光是使用雷射(SLA)來"畫線"，把雷射掃過要固化的區域
但這種技術造價不菲，機器隨便一台就要台幣十幾二十萬
所幸後來有廠商反向思維，在機器下方放置一個紫外光源，上面使用LCD螢幕作為遮罩
如此就可以透過不斷改面螢幕的圖像來一層一層的固化成品，大幅降低了生產成本
https://i.imgur.com/J82KgDW.png

今天一台使用LCD的光固化(MSLA)3D印表機價格已經殺的血流成河
在美國一台小型使用較先進單色LCD的MSLA印表機只需要約不到200美金
我之前用的Phrozen Sonic Mini 4K就是6吋4K機種(話說剛看PChome特價7999台幣)
https://i.imgur.com/UKJ4wz9.png

不過這些機種的列印面積只有6吋左右，對於想印稍微大的東西的人來說不是很方便，
所以這幾年廠商開始始開發並普及了有更大列印體積與解析度的機種
而且這兩年價格也一直在降，現在9-10吋這種中尺寸機器只要約400鎂
而我剛剛拿到的這台Elegoo Saturn 2算是中尺寸裡目前最先進的機種
之前開賣搶購以早鳥(白老鼠)價入手，價格為500鎂
https://i.imgur.com/jphvj05.png

優點是使用8k螢幕，xy解析度為28微米(比較FDM大概在100微米，頭髮大概在40-80微米)層高可以達到10微米，不過根本看不太出來所以我一般都是用50微米省時間

MSLA印表機的組成很簡單，底座底部是光源，底座上方是LCD螢幕
在螢幕的上方會放上一個有著是一片透明薄膜(FEP)的液體槽，裡面放滿光固化液(resin)後方是控制金屬板上下移動的軌道，而那片板子(build plate)就是要讓成品附著的地方https://i.imgur.com/CfSZHvo.png

在開始列印時板子會沉到底部後微微上抬讓resin均勻流到空隙中，之後便發光固化
固化的resin會板子和薄膜相黏，之後整個板子向上拉就可把成形的部分從薄膜上剝離

這也是光固化列印需要一些技巧的地方，由於是上下顛倒列印所以很容易受重力影響
如果模型太重，板子上的成形部分撐不住整個成品就會掉下來
如果模型一次的固化面積太大或曝光太久，那可能會整片黏在薄膜上剝不下來
如果模型接觸面積太小，那上部可能也無法把現在成形的部分拉起來
所以需要進行反復的常識，繳學費……像菈妮我就失敗了兩次QQ
https://i.imgur.com/Lrq9WxR.jpg

目前1公升的resin大概要30美金，而其中大概有10-50%是拿來印製支撐的，也就是廢料
所以雖然那兩次列印失敗我都中途就停止了，還是大概耗了約5鎂的成本

列印時的檔案長這樣，我是用免費版的Chitubox軟體，也有人使用另一款軟體Lychee
話說Chitubox真的也是很厲害的廠商，目前幾乎全世界的消費者級MSLA都是用他們的主板https://i.imgur.com/fwMXr1g.png

https://i.imgur.com/TU0pwpN.png

這裡可以看到我把菈妮和古拉的身體放斜的，這是為了減少每次成形後的剝離面積
這也是MSLA和FDM不一樣的地方，FDM一般都會盡可能地放平
而由於古拉的頭重量在頭髮上，為了避免重力的影響所以我把它上下顛倒了

MSLA印製的模型在印完之後還需要進行後處理
第一個步驟是用異丙醇(Isopropyl alcohol, IPA)洗掉沾黏在模型上的多餘的resin
再將成品放置於太陽下曝曬一小段時間讓紫外線完成整體固化，或是使用專門的固化機
https://i.imgur.com/wwUVM8q.jpg

在這之中需要全程配橡膠手套，因為Resin很毒，千萬不可以直接用手去碰
列印時也會有很強的味道必須確保通風，但不可以放在窗邊，陽光中的紫外線會固化resin所以如果你真的想嘗試，可能要像噴模型漆那要弄個抽風設備
我目前是放在沒有在用的浴室裡，注意也不可以有潮氣，環境溫度也要保持在20度以上
https://i.imgur.com/EuqhuI7.jpg
https://i.imgur.com/kGG6UNQ.jpg
https://i.imgur.com/jIZJtO0.jpg

有興趣製作模型的，10吋左右的機子我覺得是一個很好的平衡點
不管分件或是整隻列印都很好用
從上面可以看到目前我分件的列印結果都差強人意，感覺一次列印整隻會比較好

如果真的只是想試試看的我建議可以先考慮買便宜的6吋機種就好
價格便宜一半以上而且印失敗的廢烈也不會那麼多
家裡有空間或是有機會去自造者空間(Makerspace)的可以玩玩看

然後就是學習自己建模了(免費的Blender現在也可以雕刻了，雖然ZBrush還是最強的)
然後抱怨一下我才剛狠下心買了，結果馬上就被Maxon收購未來就沒有免費更新了QQ
https://i.imgur.com/vADfz8z.png

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07/03 19:30