【打印虎原创】3D打印控制软件Cura使用基础图解教程

玩3D打印机的朋友,在上位机控制软件方面,通常的选择是Repetier-Host,这个软件功能丰富,允许用户对3D打印机进行比较细致的控制。但是,Repetier-Host中自带的两个切片插件Slic3r和Skeinforge却都不算好用。它们运行速度慢,内存占用高。有没有办法解决这个问题呢?幸好我们还有Cura。Cura的特点是切片速度快,用户体验好,用起来感觉非常爽。打印虎在之前的文章 【打印虎原创】3D打印控制软件Repetier-Host使用基础图解教程里面,已经详细介绍了Repetier-Host的用法。今天,我们来介绍Cura,希望大家能够喜欢这款3D打印控制软件。

在安装运行Cura之前,我假设你已经把3D打印机正确连接到你的电脑(可以参考【打印虎原创】Prusa_i3_3D打印机软件安装图解教程),并且已经对3D打印机进行过基础的校准工作(可以参考【打印虎原创】Prusa_i3_3D打印机校准图解教程-基础篇)。做过这些准备工作,下面的教程就可以顺利完成了。

Cura软件最新的版本是14.07(打印虎本地下载百度云下载)。这个版本编号,直接对应了发布的年月,因此14.07代表这个版本是2014年7月的版本。这种版本号命名方式,可以让用户直接知道发布的时间,很方便吧。下载好了之后,我们就开始这次的Cura之旅了。

第一节,软件安装

双击Cura安装程序,安装过程就开始了。因为Cura安装程序没有发布者的电子签名,因此Windows会提示用户小心。如果你确信下载的渠道是没问题的,就按下“是”按钮。

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这时,Cura安装程序正式启动,第一步是选择安装的目标位置。按下Next进入下一步。

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下一步是选择需要安装的Cura功能。Cura主程序是一定要安装的,没法取消。Arduino驱动我们之前的准备工作中已经安装好了,就不需要安装了。把“Install Arduino Drivers”的勾去掉。STL, OBJ和AMF是三种3D模型格式。STL是最常见的格式,其他两种比较少见,按照缺省的选择不打勾也挺好。这时按下Install就开始正式安装了。

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整个安装过程需要一些时间,等待进度条达到100%,文件复制步骤就结束了。这时按下Next按钮。

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这时安装过程就结束了,在最后一页上直接按下Finish就好了。

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第二节,Cura首次启动设置向导

安装过程结束之后,Cura就自动启动了。因为是首次启动,设置向导会弹出来,帮你进行初步的设置工作。这个设置向导第一页很简陋,按下Next就好。

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按下Next之后,设置向导会问你的打印机机型。因为Cura是Ultimaker公司开发的软件,所以Ultimaker肯定是排在最前面啦。但虎哥我用的是RepRap Prusa i3,因此只能选择Other那项了。选好之后,按下Next键进入下一步。

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这时设置向导会再问我具体的3D打印机机型,这时就有Prusa Mendel i3了,选择这项。然后Next进入下一步。很明显,如果你跟我用的3D打印机不同,你需要按照具体情况进行设置。

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这个时候Cura设置向导会弹出最后一页,告诉大家它已经准备好了。按下Finish,设置向导就会关闭,Cura主界面就弹出来了。

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主界面看起来设计的很不错,下面我们一步一步教大家如何使用。第一次启动时,会自动载入作为Cura标志的小机器人。

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跟主界面一起弹出的,还有Cura的新版本特性提示,详细的介绍了这个版本与上一版本的更新之处。这个对话框只会弹出一次,点OK关闭就好了。

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第三节,模型的载入和查看

如果你和我一样,关闭了Cura再次打开,就会看到空白的场景。如下图:

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图中分为左右两格窗口,左侧有一组面板,主要是用来设置切片器的。右侧是3D浏览窗口,可以载入、修改、保存模型,还可以以多种方式来观察模型。我们这一节主要就是体验一下如何载入、查看3D模型。

首先,按下右侧3D浏览窗口左上角的Load按钮,载入一个模型。

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前面安装Cura的时候,我们已经知道,Cura支持多种3D模型文件格式。其中最常见的还是.stl格式。.stl格式是一种非常简单的3D模型文件格式,而且是基于文本的格式,可以直接用文本编辑工具打开查看、编辑。.stl格式具体的怎样的,以后打印虎会再独立介绍。现在,我们只要知道Cura是支持.stl格式的模型就可以了。

这里的例子是虎哥从打印虎3D模型库下载的“坐着的猫”3D模型。下载这个文件之后,就可以用Cura打开了:

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模型载入后,马上就可以在主窗口内看到载入模型的3D形象。同时,在窗口的左上角,标着红圈的位置处,可以看到一个进度条在前进。很快,进度条达到100%的时候,就会显示出时间、长度和克数,同时保存按钮(save toolpath)变为可用状态。如图:

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刚才那进度条快速前进的过程,就是Cura软件引以为傲的高速切片器的工作过程。在切片器工作结束时,3D打印的时间(21分钟)、需要的塑料丝长度(0.47米)、克数(4克)就都计算好了。同时,我们可以使用save toolpath按钮,把切片的结果保存为gcode文件。要是你用过其他切片软件,比如Repetier-Host软件中缺省的切片器Slic3r,你就知道Cura的切片速度要快的多,简直可以说是神速,而切片的质量并不差。

右面一个标记着YM的按钮,是把打印模型分享到YouMagine网站的功能,对于我们中文用户来说,意义就不大了,不再深入详细介绍。

在这个3D观察界面上,使用鼠标右键拖曳,可以实现观察视点的旋转。使用鼠标滚轮,可以实现观察视点的缩放。这些动作都不改变模型本身,只是观察角度的变化,可以随意使用,不用担心做了无法恢复的动作。

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除了旋转缩放的观察方式之外,Cura还提供了多种高级观察方法。这些方法都藏在右上角的按钮中。按下这个按钮,可以看到一个观察模式(View mode)菜单:

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可以看出,目前我们用的是缺省的普通(Normal)模式。还可以选择的是悬垂(Overhang)模式,透明(Transparent)模式,X光(X-Ray)模式,以及层(Layers)模式。

悬垂模式下,3D模型悬垂出来的部分,都会用红色表示。这样,可以让用户容易观察出3D打印模型中容易出问题的部分,如果有必要,可以在正式打印之前解决这些问题。

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比如我们的坐着的猫3D模型,在悬垂模式下观察,可以看到整个底板都标为红色,以及猫的嘴部有三个红色的点。底板因为有热床的支撑,因此肯定不会有问题。嘴部红点很小,虽然可能出现问题,但也不会对模型整体有大的影响,即使真的出了问题也可以通过后期修正的方式解决,因此经过分析我认为这些红色的提示都是正常可以接受的。

下面是透明模式,透明模式下我们不仅可以观察到模型的正面,还能同时观察到模型的反面,以及内部的构造。特别是内部的构造,对于3D打印来说影响还是比较大的,因此一定要先观察好再开始打印。对于我们的模型,可以看到,内部没有任何特殊的构造。

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再下面是X光模式。与透明模式类似,X光模式也用来观察内部的构造。不同之处在于X光模式下对象表面的构造被忽略了。虽然不能看到3D物体表面了,但内部构造可以现实的更加清晰,便于观察。在我们的例子中,由于模型内部没有任何特殊的构造,因此这个观察方式的结果就比较无聊了。

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最后是比较重要的层模式。层模式实际上最贴近正式的3D打印过程。在这个模式下,我们可以把整个3D模型分层展示,通过右侧的滑块,可以单独观察每一层的情况。

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图中我们正在观察第38层的情况。如图,最外层的红色表示模型的外壳。紧跟着的绿色仍是外壳的一部分,但不直接暴露在外。中间的黄色部分是填充,用于构造实心物体的中心区域。有了这些信息,就可以更好更直观的理解Cura切片后规划出的每一层的3D打印计划。如果出了问题,也可以比较容易的定位解决问题。

第四节,模型调整

下面我们看看左下角的几个按钮。这几个按钮,都具有一定的编辑3D模型的功能。虽然和3DS max之类的3D建模软件的编辑能力相差甚远,但还是可以对模型进行简单的旋转、缩放、镜像等调整操作,方便3D打印用户。

首先看第一个按钮,旋转功能。按下这个按钮后,3D模型周围就出现了红黄蓝三个圆圈。分别代表沿XYZ轴旋转。图中所示,我正在沿着红色圆圈旋转30度角。直接用鼠标操作的时候,这里按照5度为单位进行旋转。如果需要更精细的控制,可以按下键盘上的Shift键,这时就可以按照1度为单位做更细致的操作了。

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除了手工旋转3D模型之外,旋转按钮还弹出了两个功能按钮。其一叫做躺平(Lay flat),作用是通过计算,找出最适合3D打印的角度。当然,这个功能没有人那么聪明,比如我们的模型,通过这样的计算,可能就从坐着的猫变成躺着的猫了。如果真这样打印,效果一定没有最初3D模型作者设计的方向好。所以这个功能只能起到辅助的作用。

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第二个按钮就简单了,作用是复位(Reset)。按下这个按钮刚才所做的所有修改就都恢复到原装了。

接下来是缩放功能。这个功能也很简单了,就是在XYZ三个方向上缩放模型。你既可以在3D视图上拉动红绿蓝小方块(别忘了Shift键也会让缩放变得更平滑),也可以在弹出的输入框中直接键入数字。这些方法效果相同,你觉得哪种方便就用哪种好了。

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另外值得一提的还是那两个弹出的功能按钮。第一个按钮叫做放至最大(To max),按下之后我们的模型就变成了巨型猫,不光是切片时间明显变长,切片后计算得到的各种参数也很惊人。

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好了,你是否愿意花10个小时52分钟,6米多长的塑料丝来打印这个巨型猫呢?

这里值得一提的是我们已经习惯了的蓝色立方体。用到这里,我们就可以发现,蓝色立方体实际上指的就是3D打印机的可用打印空间。这个对于一些情况,特别是打印件很大的情况,还是很有用的。

还没说缩放的第二个功能按钮。很简单,这个按钮仍然是复位(Reset)按钮。按下之后一切复原。我觉得,复位功能到处都有还是很贴心的一个设计。

再右面就是镜像(Mirror)功能了。一共只有三个镜像功能按钮,分别是沿着X轴、Y轴、Z轴进行镜像操作。很简单的。

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最后,如果希望一次打印多个模型,可以多次使用Load功能。如果载入了不需要的模型,可以选中模型之后,按下键盘的Del键,可以删除模型。到这里,所有3D显示界面上的功能我们就已经都介绍完了。你可以再多试用练习一下,我感觉Cura的界面设计的很好,作为用户可以很容易的上手。

第五节,切片设置(基础)

Cura最大的特色,就是它的高速切片功能。对于一个比较复杂的模型,在slic3r里缓慢的切片过程,常常需要几十分钟时间,可能最后还会内存不足。同样的模型在Cura中往往只需要几十秒到几分钟,而且打印质量没有什么区别。就是这样的一个特色,让Cura在3D打印机软件中脱颖而出,成为很多3D打印玩家的首选。

说到切片,就必须得说切片的参数设置。Cura的切片参数设置的特点,是既足够灵活,可以满足3D打印机用户的需要,又隐藏了对于绝大多数人而言晦涩难懂的内部参数。这一节,让我们来一起研究一下Cura的切片设置。

首先当然是软件一启动就一直在最前面展示的基础(Basic)设置界面了。

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质量(Quality)一栏,层高(Layer height)指切片每一层的高度。这个设置最直接影响到打印的速度,很明显层高越小,打印时间越长,同时可以获得相对好的打印精度。外壳厚度(Shell thickness)指的是对于一个原本实心的3D模型,在3D打印过程中四周生成一个多厚的塑料外壳。当然,除了外壳之外的部分,使用网格状的塑料格子填充。外壳厚度很大程度上影响了3D打印件的坚固程度。开启回抽(Enable retraction)指的是在两次打印间隔时是否将塑料丝回抽,以防止多余的塑料在间隔期挤出,产生拉丝,影响打印质量。

质量这一栏,其中的层高和外壳厚度两个选项,都与3D打印机的挤出头直径密切相关。外壳厚度不能低于挤出头直径的80%,而层高不能高于挤出头直径的80%。如果你的设置不满足这一点,Cura将把输入框设置为黄色,提示用户。如果你发现现在的挤出头直径设置有问题,可以先跳到高级设置(Advanced)一栏,将最上面一项挤出头尺寸(Nozzle size)设置好再回来。

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填充(Fill)一栏,底/顶厚度(Bottom/Top thickness)与外壳厚度类似,推荐这个值和外壳厚度接近,并且是层厚和喷嘴直径的公倍数。填充密度(Fill Density)指的就是原本实心的3D模型,内部网格状塑料填充的密度。这个值与外观无关,越小越节省材料和打印时间,但强度也会受到一定的影响。通常情况下20%的填充密度也足够了。

速度和温度(Speed and Temperature)一栏,打印速度(Print speed)指的是每秒挤出多少毫米的塑料丝。通常的设置下,这个值在50~60毫米之间就可以了。因为挤出头的加热速度是有限的,因此每秒钟能融化的塑料丝也是有限的,在层高等设置的比较大的时候,这里就只能选择比较小的值,以满足挤出头挤出总量的限制。当你的设置不满足Cura的要求时,这个编辑框会变成黄色,提醒用户有问题需要解决。

下面两项温度相关的设置,就比较简单了。打印温度(Printing temperature)随使用材料的不同而不同。PLA材料通常将这个值设定在185度即可。热床温度(Bed temperature)就更简单了,设定在60度,让打印出来的PLA能比较牢固的粘在热床上就可以了。

支撑(Support)一栏,首先是支撑类型(Support type)可以在无支撑(None)或者接触平台支撑(Touching buildplate)或者到处支撑(Everywhere)之间进行选择。接触平台支撑就是只建立于平台接触的支撑。到处支撑就是模型内部的悬空部分也会建立支撑。平台附着类型(Platform adhesion type)是指是否加强模型与热床之间的附着特性,选择无(None)就是直接在热床上打印3D模型。如果想解决翘边的问题,可以尝试选择边缘型(Brim),这样会在第一层的周围打印一圈“帽檐”,让3D模型与热床之间粘的更好,打印完成时去除也相对容易。如果还不行,可以选择基座型(Raft),这样会在3D模型下面先打印一个有高度的基座,可以保证牢固的粘在热床上,但也不太容易去除了。

支撑之类的东西,即使加了,在普通3D视图中也是不显示的。如果想看效果,需要切换到层模式。比如,我们的猫模型,在打开接触平台支撑之后,就可以得到下图这样的效果。注意猫的嘴部一直延伸到平台的暗青色的柱子。

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最后是耗材(Filament)一栏。这一栏要指定好耗材的直径,RepRap Prusa i3似乎只能使用1.75mm的耗材,因此直径(Diameter)要改为1.75。流(Flow)这一栏可以设置挤出塑料量相对于缺省值的百分比。如果打印机已经是校正好的(见【打印虎原创】RepRap_Prusa_i3_3D打印机校准图解教程系列之二),这里就填100%就好了。

第六节,切片设置(高级)

下面我们进入Cura的高级切片设置页。

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在这个页面上,首先也是最重要的一栏,是机器相关设置(Machine),其实就是挤出头尺寸(Nozzle size)。我不明白为什么这个重要的设置项放在了这里,其实应该在之前的3D打印机设置中就设好才对啊。我用的挤出头尺寸为0.3mm,显然你应该把它设置为你实际使用的尺寸值。

回抽(Retraction)一栏,可以设定回抽的速度(Speed)和距离(Distance)。就保持缺省值挺好。

质量(Quality)一栏,与上一节基础设置中的质量一栏有些关系,但一般不太需要被改动。首层厚度(Initial layer thickness)一般设置为与层高一样就可以,把它单独出来,其实是因为层高在一些特殊情况下可以被设置为非常小的值(比如0.05mm),但如果第一层也是这样的话就没法和热床很好的粘合了。因为这样的原因,首层厚度可以被单独指定。首层线宽(Initial layer line width)也与3D打印对象和热床之间的粘合相关,一些情况下,可以指定一个大于100%的值,加强这个粘合的强度。剪平对象底部(Cut off object bottom)用于一些不规则形状的3D对象,如果对象的底部与热床的连接点太少,也会造成无法粘合的情况,这时将这个值设置为一个大于0的值,3D对象将被从底部剪平,自然可以更好的粘在热床上了。最后双击出头重叠(Dual extrusion overlap)只对双头的3D打印机有效,两个挤出头的挤出内容,如果有一点重叠,会得到更好的效果。这些通常都保持缺省值就很好了。

速度(Speed)一栏,就是用来指定各种3D打印阶段的打印机运行速度。制冷(Cool)一栏,用来控制制冷风扇的参数。这两栏更少见需要修改的情况,保持缺省值就很好,我就不详细介绍了。

第七节,输出G-code

本来这一节应该是打印的,可悲剧的是,我在我的Prusa i3上试验了多种固件,没有一种可以和Cura的打印功能良好配合使用的。在网上仔细查了资料,也没找到有用的线索。所以,虎哥我只能郁闷的宣布,我没法用Cura打印3D模型。

但这代表我们完全没法用Cura这么好的软件吗?不是的!除了直接用Cura进行打印输出,我们还有另外一条路可以走,那就是输出G-code,然后用其他3D打印控制软件或者脱机打印的方式,打印3D模型。

想输出G-code就非常简单了。只要使用菜单File – Save GCode就可以了。在弹出的文件对话框中,只要把路径切换到希望的地方,按下保存按钮就搞定了。

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剩下的操作就很简单了,在Repetier-Host中载入刚刚保存的G-code,再点下运行。3D打印机就开始工作了。如果细致观察的话,可以看出3D打印机的工作方式,与完全用Repetier-Host载入模型、切片、打印时的动作不是完全一致的。这是因为现在Repetier-Host只负责进行连接通讯,而通讯的内容,已经被Cura制定好了。

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这就是打印成的猫模型。仔细观察可以发现猫的嘴部表现良好,而猫的耳朵尖有一点拉丝的现象。相对于我们设置的打印速度来说,这样的质量已经非常好了。

第八节,结束语

总体来说,Cura在3D打印切片上有很强的优势,但连接打印机方面彻底悲剧了,完全不能令人满意,因此,可以作为3D打印机玩家的一个补充,但在目前还不能替代Repetier-Host,直接作为上位机软件使用。

虎哥我必须说明的是,对于目前Cura不能直接打印这种情况,我是万万不能接受的。我一定会继续深入研究,集齐七颗龙珠,让神龙满足我顺利运行Cura的愿望。当然,如果有哪位大神已经做到了这一点,也请不吝赐教,请通过QQ联系我,QQ号百度文库不让发,请到打印虎网站最下面查找,拜谢。

最后祝大家玩机愉快,想看更多的打印虎教程,请访问打印虎原创教程专区。有任何相关的问题,请

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