雄

2021年1月23日星期六

3DP : 萬向蛇管夾修補零件

2021年1月23日星期六

拿出多年前買來為 Wimmote 電子白皮夾 Wiimote 的萬向蛇管夾，準備用來夾手機拍影片，不知怎麼地，萬向球頭和夾子之間的卡座居然斷裂噴飛了，放了好久，前幾天決定畫模型來修補。

上面這模型可是印了四個失敗的，才弄出穩定的版本，可見原來的想法多簡單。

原本以為球頭座鑽個孔，鎖上螺絲就可以了。一來沒考慮到球頭座的塑膠並不夠硬，拆裝個兩三次，鑽孔就幾乎快崩掉了；再來沒想到光鎖一顆螺絲，夾子無法牢牢的固定住，還是會旋轉。

最後決定在底盤邊緣加上邊及可以鎖螺絲的兩個耳朵。

原來的球頭座是分成兩件，然後用一顆螺絲鎖住來固定的，牽就這顆螺絲並不長，修補模型的耳朵不敢設計得太厚，缺點就是日後有可能由這裡斷裂。因為不想再重印，只好先用打火機烤過，看看會不會因為退火，讓它稍耐用一點。

夾子的固定是利用帶有斜面的突邊卡住的，這一部份可以學起來，應用在分件的重組上。有空的話，應該乾脆整個球頭座都重畫，一體成形或許可以更堅固。

每次跟別人介紹 3D printer 時，總會被問到一個問題：「那可以印彩色(多色)的嗎？」。之前玩過兩個擠出機加上一個 Y 字接頭，兩種不同的料共用一個噴頭的方式來列出雙色混合的物件，不過這種「二進一出」的方式並不好控制，雖然可以自動換料，但是列的時間就更久了。玩了幾次，最後還是放棄了。

前幾天看到有人做了彩色的 Lithophane 相片，不過作者都沒有分享詳細的做法，網路上也找不到相關的資料，不過這可又把我的好奇心給燃燒了。混出各種顏色的方法，不外乎就是 RGB 或是 CMYK 分多色，然後加在一起。初步的想法就是將原始相片分色列印成薄片，然後套疊在一起，以光學的方式混色。既然是光學的方式混色，直覺就認為該採用 RGB 來分色列印，也就是將相片分別提取出紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的部份，分開存成三個不同的檔案。把三個圖檔轉成 3D 模型，最後用對應顏色的料印出來。

花了不少時間的等待，RGB三色的照片印好了，的確能呈現出多種顏色，但卻有嚴重的色差。本來以為只是厚薄影響顏色的表現，不過試了幾組不同厚薄，顏色還是差太多。

之後和朋友討論了一下，決定來試一下 CMYK 混色的方式，不過我沒有青色(Cyan)、洋紅色(Mageta)的料，只好先以紅色、藍色和黃色的料來實驗，雖不準，應該也不會差太多吧！

底下是同事家小狗的照片和以 CMYK 原理分色 3D 列印的結果：

CMY三色列印LED燈泡打光混色結果

原始照片長這樣 :

原始相片

將相片依 CMYK 四色分解

用 GIMP 2.10.18 上方主選單 [顏色] 的 [構成要素] 中的 [提取成分]，將 CMYK 的 C, M , Y 單獨分解後存檔

記得在「提取成分」的對話框中要勾選「Invert component」：

將 CMY 三色都單獨存檔

補充說明：

上述的CMYK 分解的方法在 GIMP 2.10.20 以後就不適用，詳見：

雄 : GIMP : CMYK 分色與結合

以 Cura 製作相片模型

在 Cura 中，如果開啟的檔案是圖片檔，可以將圖片轉為 3D 模型，模型的高度就是各點的明暗度，所以可以用來將前面 CMY 三色的圖檔轉為 3D 模型，然後用 3D printer 來輸出。

轉換相片為模型時，可以設定模型的大小跟高度，上面的設定圖的部份會有 0.5mm，另外底部有 0.2mm, 所以模型的總高應該是 0.5 + 0.2 = 0.7 mm。(可能還要再觀察一下總高度的算法，後來發現有的是 0.5 + 0.2 * 2 = 0.9，不知道是不是新版 Cura 的問題)

3D printer 輸出的相片如果太厚，光源如果又夠亮，勢必會影響到混色的效果；但是如果太薄，顏色的層次又有可能打折扣，所以厚、薄的拿捏，可能還是要自己去試。

3D printer 輸出結果

每一個相片模型以 0.1mm 層高來進行切片，底下是 CMY 三色製作完模型，以 3D printer 輸出後，並在後面打燈的結果，注意兩兩交疊的部份，顏色有變化：

三色前後順序不同，也會製造出不同的效果：

前述 CMY 三色的相片模型放到 Thingiverse 網站中：

https://www.thingiverse.com/thing:4180926

ps. 這篇從 2020.02.11 放到現在，總算把它整理了。

雄 : GIMP : CMYK 分色與結合

GIMP : CMYK 分色與結合

去年以 GIMP 把照片按照 CMYK 分色後，再用 Cura 製作 Cyan、Magenta、Yellow 三色的模型，最後以 3D printer 分別用藍色、紅色和黃色印出來，打光混色，可以變成彩色的照片，還滿好玩的。

不過後來 GIMP 由 2.10.18 更新為 2.10.20 版本以後，才發現新版的 CMYK 四色分離的結果居然不同了。舊版顏色分解，CMYK 雖然號稱分為四色，但是黑色的部份已和 CMY 三色結合，所以如果單獨取出黑色(CMYK Key)，會是空白一片；而新版的似乎才是真正的四色分離。

下面是新版 (2.10.22) 和舊版 (2.10.18) 以 [顏色]→[構成要素]→[提取成分]→[CMYK Cyan] 把青色分離出來的結果。下面那張(2.10.18)的可以看到照片層次是比較完整的，可見它把 CMYK Key (黑色) 那層的明層混到 CKMYK Cyan 中了；而上面那張(2.10.22)，則是單純只有青色的部份。

GIMP 2.10.22 CMYK Cyan

GIMP 2.10.18 CMYK Cyan

以製作照片分色後的模型來說，只需要 CMY 三色而已，舊版的 GIMP 反而比較符合我的需求。那如果已經安裝新版的 GIMP (2.10.20 以後的版本)，要如何製作相片的 CMY 三色的圖檔呢？

試了一天，總算有一點小小的心得，趕快紀錄下來。

CMYK 四色中的 K (黑色)，主要是控制明暗，所以如果我們將它分別和 CMY 三色結合，而且結合時，限定黑色只是用在「變暗」，這樣子就能得出和舊版 GIMP 的分色類似的結果了。

步驟一，開啟要處理的照片檔案，並進行顏色的分解。

按上方主選單中的 [顏色]→[構成要素]→[分解]

出現顏色分解的對話框，色彩模式選 [CMYK]，記得勾選「分解到數個圖層中」，好了就按「確定」鈕。

步驟二，將每一個圖層的顏色都「反相」。

先點一下要處理的圖層，然後點選上方主選單中的 [顏色]→[反轉]。重覆前面的動作，直到四個顏色的圖層都「反轉」完畢。

步驟三，將黑色圖層移到最上層。

先按一下黑色的圖層，然後點選上方主選單 [圖層]→[堆疊]→[圖層提升至頂層]

步驟四，將黑色的圖層模式設為「僅變暗」

對準黑色的圖層快按兩下：

出現「編輯圖層屬性」對話框後，「模式」選「僅變暗」：

步驟五，將 Cyan (氰藍)圖層和黑色圖層合併。

在圖層選擇區中，將黑色及 Cyan(氰藍)兩層設定為可看見的，另外兩個圖層則設為不可見。

圖層設定好，就點選上方主選單 [影像]→[合併看得見的圖層]

出現「圖層合併選項」對話框，選取「Clipped to bottom layer」，並勾選「放棄不可見圖層」。選好了就可以按「合併」。

步驟六，匯出 Cyan 色的圖檔。

點選上方主選單中的 [檔案]→[Export As]，將圖檔匯出。

匯出成功以後，先還原前一次合併的動作，可以繼續處理另外兩個顏色：

重覆步驟五和步驟六，將 Magenta (洋紅)、Yellow (黃) 兩色分別和黑色圖層合併及匯出。

合併洋紅和黑兩色

合併黃和黑兩色

CMY 三色的圖檔案製作好，就可以準備轉為 3D 模型了。

雄 : 3DP : 彩色的 Lithophane 相片

2021年1月17日星期日

DIY : 以迴紋針做掛環

2021年1月17日星期日

以前用 3D printer 印的小吊飾，經常是斷在掛環，後來都改設計，物件留孔，然後再用小迴紋去凹掛環。原來都是以尖嘴鉗直接凹，結果當然是是大大小小，尺寸不一，然後也不圓。這種事還是有個冶具來輔助比較有效率，品質也穩定。

拿了一支原子筆，把筆頭拆掉後，筆身前端的口徑大小剛好，而螺紋也能輔助定位，滿好用的。可惜這塑膠筆身，三兩下就被尖嘴鉗給夾碎了。

看到桌上M3內六角的螺絲，由於螺絲頭中央內凹，拿來當冶具也不錯哦！

步驟一，將迴紋針拉直，靠在M3內六角螺絲頭後，以尖嘴鉗夾住固定。

步驟二，另一手壓著迴紋針，開始慢慢旋轉繞圈。

步驟三，取下凹好的迴紋針

步驟四，以斜口鉗剪下鐵環

最後以銼刀把端點稍微打磨一下，就可以套到物件上了。

這個環開口的兩個端點是上下錯開的，結合只要把它輕凹對齊就好，這樣比較能維持圓形，之前凹好後要再拉開，一來一往，圓都變形了。

有冶具果然比較有效率，一下子就做了好幾個鑰匙圈。

3DP : 以 G92 設定目前的座標值

在「雄 : 3DP : 自製音樂盒唱盤」中提到，Delta 3D printer 可以利用 M665 Hn 來動態設定印表機高度值，以改變噴頭的起啟高度。但是我的 Prusa i3 和 SmartrapCore 就只能手動去調 Z 軸的限位開關，用完還得再把它調回原來的高度，不但費時又耗力，那有沒有更簡單的方式？

G-code 中有一個 G92 可以設定各軸的值，假設在執行完 G28 將各軸都回到原點(Home)以後，接著移動了位置，我們可以用新的位置來當作之後的「零」，只要不再執行 G28，之後的位置都會以新的「零」來起算。