為什麼STL模型需要編輯修改？

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STL模型有時並沒有像預覽那樣完美，在導入3D打印軟件的時候，軟件會提醒你的模型存在破面或者沒有縫合等問題，這些問題可能會影響到用戶的3D打印效果。出現這種情況，可能是在建模時沒有注意到模型有干涉位，也都可能是轉換格式時公差較大等原因，所以我們需要檢查這些位置。另外像3D掃描出來的模型，一般導出使用的格式較多的是STL、OBJ格式，那麼用戶在得到掃描數據後，如需對STL 模型修改或者進行創新，這個時候也需要對STL 模型編輯。

3D打印基本知識：為什麼要減少STL 3D檔案大小 | 彩色3D掃描或非彩色掃描檔案上有什麼不同？

本文章內容目錄：

為什麼需要檢查STL模型
STL 一般的常見問題
如何檢查STL模型
編輯STL格式的軟件有哪些

為什麼需要檢查STL模型

在設計用於3D打印的模型時，請記住，電腦模型將成為實體模型。在數碼環境中，沒有物理定律的限制，實際上幾乎可以創建任何東西，但實體模型必須遵循物理定律，因此並非所有在電腦軟件中3D設計的內容都可以打印。因此，有些STL文件可以在電腦上查看，但無法打印。

STL 一般的常見問題

大多數 STL 文件的問題主要來自以下原因：

1.邊界邊緣問題：
邊界邊緣是指某些多邊形的頂點未連接到另外兩個多邊形，導致形成無法打印的開放表面。
解決方案：
找到孔洞區域並以期望的形狀封閉它。當孔洞較大或關閉幾何形狀較複雜時，可使用多種軟件通過創建橋接來封閉孔洞。此外，必須決定如何封閉孔洞：

平面（FLAT）：軟件會嘗試以盡可能平坦的表面填充缺失的表面區域。推薦用於具有直線表面的工程模型。
曲率（CURVATURE）：軟件會分析孔洞周圍區域的幾何結構，並在完成孔洞時追蹤此幾何形狀。推薦用於具有曲線地形的無定形模型。

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2.碰撞表面或多邊形問題：
由於模型中的某些原因，檔案位於相同區域並相互碰撞。這導致模型內部形成切割軟體無法正確處理。有時，當多個不同的 STL 文件導入到切割軟件中時，軟件將它們放置的方式可能導致它們之間發生衝突。
解決方案1：
在建模時，確保模型各部分之間保持所需的間距。當各部分位於所需間距時，將分離的模型部分合併為單個 STL 文件。碰撞多邊形是由多邊形網絡分佈錯誤造成的。
解決方案2：
精確刪除碰撞的多邊形。擦除通常會產生一個孔洞，可以使用上述方法關閉。

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4.非流形邊緣 (Non-manifold edges) 問題：
多邊形網絡分佈的缺陷：當一條邊緣肋骨連接到兩個以上的多邊形時。
模型結構缺陷：當兩個元素共享一條邊緣肋骨時，會出現這種現象。這種文件形成的原因包括：誤以為兩個元素之間的連接不足以在結構上支撐它們（對於特定技術而言），或是建模錯誤，當目標是生成兩個獨立元素時。
解決方案：

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如果模型製作者希望連接兩個元素，應增加兩個元素之間連接的厚度，使其達到所選列印技術推薦的壁厚。
如果模型製作者不希望連接兩個元素，則必須增加兩個元素之間的距離。此外，建議在兩個元素按需求放置時，將其儲存為單個 STL 文件。

3.法線(Normal)反轉問題：
此外，在 3D 打印之前，請務必仔細檢查 STL 檔案中三角形的法線。法線反轉是 3D 模型中常見的問題，三角形的法線點會向內翻轉，朝向中心，而不是向外翻轉。例如，當您的模型是空心設計時，這可能會帶來問題。因此，3D 打印機會認為模型的內部也需要填充。法線反轉會在製造過程中干擾任何 3D 打印機，導致打印失敗。因此，如果法線方向錯誤，則需要翻轉。

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如何檢查STL模型

了解了為什麼需要編輯STL文件後，那麼我們應該怎樣去檢查自己手頭上的STL模型是否沒有問題呢。這裡例舉幾種比較方便的方法，我們可以通過3D打印切片軟件去檢測模型是否存在錯誤，現在大多數的切片軟件都具備這個功能了；或者通過修改STL模型的軟件去檢測，另外也可以使用MeshMixer 3D軟件，因為相對簡單，而且是免費的；如果有轉換前的建模文件，也能夠在軟件中檢測原模型的干涉情況，改正後再轉換為STL模型文件。

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上圖是一個正常導入片軟件的STL模型，整體的顏色是一致的，當STL模型出現問題，就會像下圖一樣。

image source： Flashforge

而在同一個模型進行了分割後的，由於切割的不夠好，所以再次導入到FlashPrint切片軟件時，會彈出提醒的窗口，這個時候我們就可以察覺到手上的STL模型發生了錯誤，我們可以通過軟件中的修復模型進行一個簡單的修復，之後再進行3D打印的切片。如果模型是出現了比較複雜的錯誤的話，簡單的自動修復也不一定能夠達到完美的效果。這就會導致最終打印出來的模型有一些小的瑕疵或者出錯。

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除了通過3D打印切片軟件外，也能把模型導入到能夠STL 模型修改的Meshmixer軟件裡，如上圖，通過導入模型後，找到對應能夠檢測模型的功能鍵。

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利用檢測功能找到了模型出現問題的地方，可以選擇幾種修復的樣式，點擊進行修補，也是能夠對模型進行一個自動的修復，修復過後的模型就能夠進行3D打印了，需要注意的是，STL 模型修改前後觀察模型是否與原計劃的樣子一樣，因為自動修復有時候會把模型的部分消除。

編輯STL格式的軟件有哪些

要進行STL 模型修改的話就需要專門STL 模型編輯的 3D設計軟件，今次介紹一下幾個市面上常用的修改STL模型的軟件給大家。

修改STL文件可以用兩種不同類型的3D建模軟件完成，常用的有CAD軟件，它們以建模為主，提供精確的測量和實體建模，但這些軟件本身的目的不是為了3D打印而設的。在CAD軟件中。所以CAD的工具在修改STL文件有時可能沒有完整的功能，其中可以進行STL 模型修改的軟件有FreeCAD，SketchUp，Blender。還有另一種STL 模型編輯類型的3D建模軟件，例如Meshmixer，Zbrush等。

image source： SketchUp

SketchUp 3D建模軟件是一個草圖和拉伸CAD程式，被認為是市場上最好的專業軟件之一。 SketchUp 3D的免費版—— SketchUp for Web是一個瀏覽器版本的建模軟件，對初學者來說很容易使用。

本身SkectchUp 不能進行STL 模型修改，所以要安裝一個叫 Solid Inspector 的Plugin，不過在STL 模型修改上仍然有限。SketchUp相對比較容易使用，並有3D模型建模的所有工具。

SketchUp等草圖和拉伸程式本質上是直接建模程式，您可以在其中繪製2D形狀，然後使用“拉伸”工具為其添加深度。當然，這是一種簡化，SketchUp可以非常精確，但這是您一開始就會看到的。除了參數化軟件，大多數人在提到CAD時可能會想到SketchUp等草圖和拉伸程式。

簡化的Web版本僅選擇了最常見的設計工具和用戶友好的介面。有一個內置的“講師”會告訴您如何使用每個工具，並帶你進入SketchUp圖庫，尋找到已有的模型來使用。

作為如此專業的中流砥柱，有很多SketchUp教程可供新設計師查看。 SketchUp Campus免費提供優質、詳細的課程，例如SketchUp基礎知識，您可以在YouTube和各種部落格上的一系列社區教程中找到它們可能未涵蓋的任何內容。

如果您對使用SketchUp更高級的程式感興趣，那麼這絕對是您開始的地方，因為您將熟悉該軟件的覈心工具和介面。 SketchUp for Web帶有10GB的雲端存儲空間，並且沒有附加任何使用條件。

image source： Meshmixer

Blender是另一個很強大的免費3D建模軟件，可以為3D打印，遊戲或視頻剪輯等製作3D模型。它導入和進行STL 模型修改非常容易。不過學識使用Blender需要一些時間，因為Blender有大量不同的工具和命令，另一方面，它對電腦的要求亦比較高。Blender是一個很好的STL 模型修改編輯器。它提供了許多工具來雕刻和製作模型中的細節，但需要一些時間來學習Blender。

Blender它是同類軟件中功能最强大的軟件之一，科技高超的專業人士甚至可以使用它來製作完整的動畫電影。任何人都可以免費使用它，但介面相對看起來複雜。

Blender它提供了一些很好的3D建模方法。其次，作為一個非常受歡迎的開源程式，社區龐大，初學者資源豐富。

僅Blender subReddit的成員數量就超過了第二大3D建模軟件的六倍。社區中既有資深藝術家展示他們的作品，也有新手分享他們所遵循教程的結果。所提供的教程也很多，而且都容易上手。

儘管Blender的學習難度比其他的3D建模軟件難度要大上些許，但其熱情的社區和豐富的詳細教程使其獲得眾多用戶的喜歡。

image source： Meshmixer

MeshMixer是STL 模型修改的最好工具之一，它有很多STL 模型修改的功能，不過要全面掌握所有功能就比較困難。如果想對Stl 模型進行簡單的切割，分析等，在Meshmixer中會很容易操作。

Meshmixer是由Autodesk開發的羽量級3D建模軟件，是每個製造商的必備工具。正如該軟件的網站所說，它是用於3D對象的簡單百寶箱，可讓您輕鬆操作、添加、拼接、合併模型等。

該程式主要用於調整、修復或優化現有的3D模型，但也內置了雕刻和實體建模工具。工具選擇很簡單，但提供了足够的多樣性，讓您熟悉所需的工具3D建模的形式。

由於Meshmixer是為3D打印量身定制的，同時也能用來修改3D掃描出來的模型，您不僅可以在程式中設計和修復3D模型，還可以添加支撐結構、定向模型，並使用Meshmixer的各種獨特的優化工具來準備您的列印設計。

與專為初學者製作的軟件相比，在某些地方使用Meshmixer的學習曲線可能會稍微複雜一些，但Autodesk提供了一本手册來學習任何不熟悉的術語並站穩腳跟，它是完全免費的並且總是會派上用場，所以是一款不錯的選擇。

image source： ZBrushCoreMini

ZBrushCoreMini是Pixologic的ZBrush的精簡版，它是許多高級和專業設計師中强大且流行的雕刻程式，同時也能用於OBJ、STL 模型修改， CoreMini是為初學者設計的，對於那些沒有3D建模經驗的人來說很容易學習。

像許多其他雕刻程式一樣，您會得到一塊數位粘土來使用畫筆進行編輯。 ZBrushCoreMini選擇了八種基本畫筆，可以添加、平滑、减去、膨脹、捏合和拋光您的模型，讓事情變得簡單。該程式還包括四個Pixologic的“向量置換網格”（VDM）。這些畫筆使您能够立即在模型上創建複雜的形狀，並且包括各種各樣的形狀。當您剛剛習慣雕刻時，這為您提供了非常有用的基礎。苦於無法塑造出像樣的耳朵？只需用VDM工具快速生成一個，隨後便能開始進行客製化調整。

值得注意的是，CoreMini限制您使用多邊形和檔案類型，不允許導入或渲染（儘管包括實时環境光遮蔽），並以其他一些管道限制您。開始使用它的好處是，一旦你準備好，過渡到更高級的Zbrush軟件會很容易。 ZBrushCore是免費CoreMini軟件的下一級，訂閱費用僅為每月10美元，一次性購買只需180美元。

Pixologic通過ZClassroom提供了各種各樣的教程內容，安裝ZBrushCoreMini時會提示您檢查它。他們有所有基礎知識的課程，但頂級教程是針對完整的ZBrush程式的——所以向下滾動到較小的ZBrushCore選項，以在您的課程中查看更熟悉的介面。

image source： MeshLab

MeshLab 是一款開源、易用且可擴展的系統，專門用於處理與編輯非結構化的 3D 三角網格。該系統發佈於2005年年底。旨在幫助在3D掃描、編輯、清洗、癒合、檢查、呈現和轉換這種網格提供一套工具所產生的典型不讓小非結構化模型的處理。

大量基於該系統開發的視覺計算實驗室的ISTI-CNR VCG圖書館，為所有覈心網格處理任務，它適用於Windows、MacOSX和Linux。. 作為義大利比薩大學的計算機科學系的FGT過程的一部分在2005年年底開始的MeshLab系統，大部分程式碼（~ 15 k行）的第一個版本由少數幾個學生志願者完成編寫。在以後幾年中FGT學生繼續努力使得此項目實現了越來越多的功能。

image source： all3dp

FreeCAD 是一款功能強大且開源的 CAD 工具，內建網格修復功能，非常適合需要處理 3D 模型的用戶。然而，對於不熟悉 CAD 工具的使用者來說，其介面和操作流程可能不夠直觀，需要一定的學習時間來掌握。

在下載並安裝這款免費軟件後，您可以開始處理您的 STL 文件。首先，打開 FreeCAD 並導入您的 STL 文件。為了修復網格問題，您需要切換到網格工作台，這可以通過點擊菜單欄中的「視圖 > 工作台 > 網格」來完成。進入網格工作台後，選擇「網格 > 分析 > 評估與修復網格」，這將打開一個專用的窗口，幫助您定位和修復 STL 文件中的問題，例如非流形邊緣、孔洞或碰撞的多邊形。

在修復窗口中，FreeCAD 會自動掃描模型並列出檢測到的問題，例如未連接的頂點、錯誤的多邊形分佈或其他結構缺陷。使用者可以選擇自動修復選項，讓軟件嘗試解決這些問題，或者手動調整以更精確地處理複雜的錯誤。然而，修復的結果可能因模型的複雜性或問題的類型而有所不同。例如，對於非流形邊緣，FreeCAD 可能無法一次性檢測並修復所有問題，尤其是當模型包含大量細微錯誤時。