2016年7月4日 星期一

3DP : 蛋形相片 LED 燈

玩過圓柱形的相片 LED 燈後不過癮,再來一個特別的吧!在 Thingiverse 中有不少復活節蛋的模型,厲害的是,有的可以在蛋上面加圖案,其中有一個是用 OpenSCAD 來產生 3D 模型,更好玩的是,它能將照片貼在蛋的表面。我利用這個小工具製作「相片蛋」,列印時故意將填充值設為 0 ,並且讓它底部的 2mm 不列印,也就是印了一個貼有相片的「『破』蛋殼」,將它和 LED 燈的底座,一個蛋形相片 LED 燈就完成了。


底下記錄一下蛋高 50mm 的燈罩製作方法。

1.相片處理

為了在製作燈罩模型不要花太多時間,個人習慣將相片合成為 640 x 240 的大小。

當然,影像的處理還是兩個重點:
  • 人像以最大不超過半身為原則。
  • 盡量提高對比。
除此之外,印過幾個蛋形燈罩以後,有個小困擾,靠相片下緣的部份,如果有顏色較深之處,總會因為較厚,以致於印印時會懸空擠料,並產生破洞;如果下緣都是較深的顏色,還有「環切」的情形。為了避免這種情形,可以利用影像處理軟體的「花邊」,故意讓相片下緣被花邊「遮掉」變淡或是讓深顏色之處不連續。

2.準備蛋蛋產生器

蛋形燈罩是利用 Thingiverse 中 ricswika 的「Easter Egg Maker 2015」來製作模型:

雖然在 Thingiverse 中也可以製作,不過由於網站的限制,解析度無法太高。因此,比較建議在我們的電腦中,以 OpenSCAD 來製作燈罩模型。沒用過 OpenSCAD 別害怕,產生器的程式, ricswika 都幫我們準備好了,只要改一點點參數,按三個按鈕,相片蛋就可以「孵」出來了。

首先,當然是得安裝 OpenSCAD。到下面的網站中去下載 OpenSCAD,並安裝:

再來,下載  ricswika 「Easter Egg Maker 2015」中的圖檔轉換程式(Windows的)和蛋蛋產生器,連到底下網址:

下載裡面的:
將上面兩個壓縮檔解壓縮。

RSwikaImageToData.zip 裡面的「ImageToData.exe」可以幫我們將圖片轉為 OpenSCAD 可以匯入的格式。

RSwikaEasterEggUV3.15.0.zip 裡面放的則是蛋蛋產生器,作者將它設計為多功能的一個小工具,我們只介紹利用圖片貼在蛋形外的功能,其它的部份,有興趣再玩吧!解壓縮後,找到「RSwikaEasterEggUV3.15.0」資料夾裡的「EggMakerLastSupper.scad」,是今天的主角。

3.製作蛋形燈罩模型


3-1 產生圖片資料

開啟 「ImageToData.exe」後,按「File」的按鈕選取要轉換的圖片檔案。

以 ImageToData.exe 產生圖片資料

勾選左下方的「Invert」,讓圖片變成反相。

都好了,就按一下「SaveAs」的按鈕,並將檔案儲存,和「EggMakerLastSupper.scad」放在同一個資料夾。

3-2 製作模型

如果已經安裝好 OpenSCAD,在檔案總管中直接開啟「EggMakerLastSupper.scad」(應該已和 OpenSCAD建好檔案關聯了);或是先啟動 OpenSCAD ,再開啟「EggMakerLastSupper.scad」。

啟動程式後,我們利用 OpenSCAD 的編輯視窗,找到「EggMakerLastSupper.scad」以下的參數,並修改成想要的值:
  • 「include <samples/lastsupper.scad>」
    如果照片資料檔檔名為 photo.scad
    改為 include <photo.scad>
  • 「egg_length=60;」
    想要製作高 50mm 的蛋,
    改為 egg_length=50;

其它參數還可以讓我們改變蛋的形狀(egg_shape)、厚度(depth)、照片覆蓋的角度(ud0、ud1、vd0、vd1) ......等。

以EggMakerLastSupper.scad 製作蛋的模型

改完前述的兩個參數,可以先按鍵盤的「F5」產生預覽的模型。機器如果較慢,可能要等一會兒才會製作完畢(哈~我的機器太老了,要等好一下子才出得來)。

預覽完,確定沒問題了,就可以按鍵盤的「F6」製作模型,應該可以去喝個水再來驗收成果。

模型製作完畢,最後匯出(export)為 STL 格式的模型檔。


4.列印蛋形燈罩

 ricswika 的「Easter Egg Maker 2015」雖然可以製作帶有底座的蛋,不過,和我要用的 LED 燈座並不合,而且,它所謂的空心是最中間的地方,在照片和中空之間還多了一層,這反而阻隔了光源,最重要的是,當我們啟用了加底座的選項「onBase」以後,製作模型的時間要花更多,甚至在我的機器上,程式會當掉。因此,我都是製作實心的蛋(不加底座),再利用「切片」時不填充的參數,由切片軟體來「挖中空」。

此外,因為蛋的底部要再加 LED 燈座,而且如果底面的接觸面太小,怕會在列印時「走山」,所以,故意讓切片軟體切掉底部,並加上棧板(Raft)來抓住底面。

綜合以上需求,我在 Repetier-Host 中使用 Cura 來切片,切片的關鍵參數有:
  • 「Solid Bottom Infill」取消,才能印中空的。
  • 「Shell Thickness」設為兩層厚度 0.8 mm (噴嘴為 0.4 mm)。
  • 「Top/Bottom Thickness」設為 0.8 mm
  • 「Cut off Object Bottom」設為 2 mm
  • 「Quality」設為層高 0.1 mm
  • 「Adhesion Type」設為「Raft」
  • 「Infill Density」設為 0%
Repetier-Host CuraEngine 的切片設定之一
Repetier-Host CuraEngine 的切片設定之二

切片完畢,準備就緒,就可以開始列印燈罩了。


5.列印燈罩固定座

為保持燈罩的蛋形,底部只開了一個小小的缺口,讓 LED 可以放進去,不過,如果搭配 CR2032 的 LED 燈座,LED 的導線會漏出來。於是我設計了一個可以在上方固定蛋形燈罩,而下方可以套入 LED 燈座的中介底座。

另外,因為每個蛋底部的開口大小可能有異,這個底座用 OpenSCAD 來畫,這樣子就可以自行量蛋底部開口的大小以後,修改相關參數來製作合適的燈罩座。模型產生器已放到 Thingiverse 中,可以直接在網站製作:


連進去以後,點選「CUSTOMIZE」,再按一下「LAUNCH APP」即可自行設定參數。

  • Egg Holder Outer Diameter : 是蛋底部孔的直徑大小。
  • Base Inner Diameter :是燈座上方直徑大小。

模型製作完畢,就可以下載回來並列印。印好的固定座記得要拆掉裡面的圓形支撐:

支撐未拆掉前
支撐(右側的圖環)拆掉後
將蛋和固定座組合起來:

蛋形燈罩組合前
蛋形燈罩組合後

6.列印 LED 燈座

LED 燈座是用「3DP : Lithophane 相片 LED 燈」的那個 CR2032 電池的簡易 LED 燈座的小改良版,將上方卡燈罩的地方改為環形的,較不會因為重壓而變形。模型可以在 Thingiverse 中下載後列印:


燈座與燈罩座組合前
燈座與燈罩座組合後
至此,所有物件都準備就緒,將它們一一組合起來即可完成一個滿特別的蛋形相片 LED 燈囉!


Q & A

  • Q : 蛋的模型檔案太大,Repetier-Host 無法載入檔案怎麼辦?
    A : 如果遇到這種情形,個人是利用 Cura 來載入蛋的模型,並在 Cura 中,把模型重新儲存一次 .STL,這樣子,模型的檔案會小很多。轉存完以後,再重新用 Repetier-Host 來開啟。當然囉!如果您原來就是用 Cura 來切片並列印的人是不會遇到這樣的問題的。
  • Q : 製作完的蛋形 LED 燈,似乎效果不好,怎麼處理呢?
    A : 如果指的是打光效果不好,建議塑料的顏色換一下,個人家裡的料裡面,黃色是效果最好的。
    如果指的是相片看起來層次不明,可能是相片選得不好,換一張相片或是再注意一下對比的調整。

相關文章






沒有留言:

張貼留言

 
© 2009. Design by Pocket