Исследователи из университета Гамбурга (https://www.uni-hamburg.de/en.html) в Германии, предложили новый способ слайсинга 3D объектов для создания гладких поверхностей. Этот способ удаляет ступенчатый эффект, присущий технологии FDM послойной 3D печати. Помимо эстетических преимуществ, напечатанные таким способ объекты отличаются более высокими прочностными характеристиками, чем напечатанные традиционным способом. Команда разработчиков также сделала этот метод общедоступным, что позволяет всем желающим применять этот метод.
Вследствие дискретной слоистой структуры, напечатанные в 3D объекты часто имеют ошибки аппроксимации в виде ступенек. Этот эффект отчётливо проявляется на поверхностях с уклоном. Для любого процесса послойной печати такие поверхности будут подвержены этому эффекту. Степень его проявления может быть уменьшена путём уменьшения толщины слоя. Это может быть сделано для всех слоёв, либо адаптивно, там, где это необходимо.
Так как FDM принтеры печатают относительно толстыми слоями, этот приём удаляет ступенчатость лишь частично, для хорошей гладкости требуется дальнейшая ручная пост-обработка. Широко применяется обработка химикатами или фрезеровка. Например устройство Apoller Smart Vapor Smoothing (SVS) компании Zortrax для этого использует ацетон и метилэтилкетоновые (MEK) растворители. Избавиться от ступенек может печать неплоскими слоями. Вместо размазывания неплоской поверхности объекта по отдельным слоям, что и создаёт ступенчатый эффект, неплоские слои просто следуют изгибам поверхности. Комбинируя плоские и неплоские слои можно добиться на FDM принтерах гораздо
более гладких поверхностей.
Целью исследователей была разработка печати неплоских слоёв поверх плоских в любых объектах. Без модификации 3D принтера он достигли этого модификацией слайсера с открытым кодом Slic3r (https://slic3r.org/). Добавление новых свойств слайсера расширило область его применения. Хотя Slic3r может использоваться для многих современных 3-х осевых 3D принтерах, рассматриваемый алгоритм был разработан для принтера Ultimaker 2.
В новом алгоритме, области объекта, которые должны печататься неплоскими слоями определяются автоматически. Алгоритм также предотвращает столкновение печатающей головки с ранее напечатанными неплоскими слоями. Области ниже неплоских слоёв печатаются обычным плоским способом. Проходы печатающей головки сначала генерируются в 2-х мерном виде и затем проектируются на оригинальную поверхность объекта. Это формирует 3-х мерные проходы печатающей головки, которые визиализируются в Slic3r. Чтобы обеспечить надлежащее путь движения головки, 3D печать выполняется путём сдвига плоских слоёв вверх для формирования неплоских слоёв.
Качество поверхности объектов с неплоскими слоями значительно лучше, чем при печати только плоскими слоями. Кроме того, время печати сравнимо со временем традиционной печати. «3D печать неплоских слоёв для получения гладких поверхностей» явилось темой дипломной работы Даниэля Ахлерса (Daniel Ahlers), с которой можно ознакомиться на портале GitHub (https://github.com/Zip-o-mat/Slic3r/tree/nonplanar-thesis).