Slic3r: il lato software della stampa 3D by Alessandro Ranellucci

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Alessandro Ranellucci

Slic3r: il lato software della stampa 3D

mercoledì 3 aprile 13

Slic3r: il lato software della stampa 3Dmakerblog.itAlessandro Ranellucci


Topolino, marzo 2013. Un indicatore della diffusione della stampa 3D anche in Italia.



Questa storia comincia due anni fa, con il mio primo ed ultimo plastico architettonico commissionato ad un service di prototipazione: oltre 1.000 euro per un modellino 25x25cm. Cominciai così a chiedermi se vi fossero alternative...


RepRapmercoledì 3 aprile 13

Trovai su Internet una comunità di centinaia di persone che dialogava attraverso un canale chat ed un forum, ispirandosi al lavoro di un professore inglese, nell’intento di costruire una macchina autoreplicante...


ICANBUILD.IT


Comprai così un kit tedesco e mi costruii la mia prima stampante.



I primi risultati erano così così ma incoraggianti...


C’era una voltaSkeinforge...

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E la colpa non era del tutto mia. Il software disponibile all’epoca era lento e complicato da usare, oltre che inadatto ai miei scopi.



Torniamo ai giorni nostri. Slic3r è un software moderno per la stampa 3D, forse il più diffuso, supportato da una vasta community.



Questo sono io che guardo un piccolo me stesso stampato. Con affetto paterno.


Obiettivi iniziali:


· velocità di elaborazione· pulizia del codice· nuove funzioni· semplicità di utilizzo


L’obiettivo della semplicità è successivamente venuto meno... ma ne parleremo più avanti.


Ma esattamente... cosa fa Slic3r?





Affetta il modello da stampare.



Genera i movimenti della stampante [video].



Calcola il flusso da estrudere [video].


ok




Slic3r è scritto in:

PerlCC++




...Perl?




Una valida scelta per Slic3r



sintassi concisa


my @points = map @$_, map @$_, grep $_->encloses_point($point), grep $_->area >= $threshold, @expolygons;



wxWidgets per l’interfaccia grafica



distribuzione di eseguibili multipiattaforma self-contained



integrazione di codice C e C++

multithreading (decente)

strumenti di profilazione



...torniamo a Slic3r




(Alcuni) algoritmi geometrici usati:


• point in polygon• point in segment• nearest point• points visibility in non-convex polygon• line intersection• linestring clipping• merge collinear lines• bounding box• Douglas-Peucker simplification• polygon packing• polygon union/difference/intersection/xoroffset• Voronoi diagram• medial axis• convex hull• ...



Lavorare per layer consente di ridurre (quasi) tutti i problemi tridimensionali a problemi bidimensionali


‣algoritmi più semplici e più efficienti



Esempio: generazione del riempimentomakerblog.itAlessandro Ranellucci

1.ruoto il poligono

2.trovo la bounding box

3.genero linee verticali

4.taglio le linee con il contorno

5.unisco le linee tagliate con un TSP



Slic3r è un progetto open source con una forte community




13.000 righe di codice25.000 download per release144 fork su GitHub1.063 issue (aperte e chiuse) :-(20 e-mail al giorno :-((100 utenti nel canale #slic3r su IRC2.072 post nel forum




Slic3r è un progetto open source rilasciato sotto la licenza AGPLv3




It’s a git life


Tutta la vita del progetto si svolge su GitHub e nel canale #slic3r su FreeNode IRC.


Smoke-testing distribuito



La community segnala problemi, identifica le cause, suggerisce soluzioni.


Come ha influito Slic3rsulla stampa 3D?




Velocità e qualità


Nel dicembre 2011 viene annunciato il record di precisione. 10 micron. Questo grazie a Slic3r che ha permesso di lavorare ad alta qualità in tempi ragionevoli.


Più estrusori, più colori, più materiali



Nell’autunno 2012 Slic3r ha consentito la stampa con macchine equipaggiate di più estrusori per ottenere oggetti multicolore oppure per usare un diverso materiale per il materiale di supporto.


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...e la community ha subito approfittato della nuova potenzialità per sviluppare soluzioni ancor più complesse. Il tema è sempre quello di sbloccare delle potenzialità diffuse, abilitando ciò che bloccava la sperimentazione in certe direzioni.


Algoritmi per risparmiare tempo e materiale



A sinistra: la nuova funzione per effettuare il riempimento solo dove necessario per sostenere le superfici orizzontali, risparmiando tempo e materiale. A destra: la possibilità di stampare le pareti esterne con maggiore dettaglio rispetto all’interno, superando così la rigida suddivisione in layer.


Strategia di raffreddamento integrata



Una logica unitaria per il controllo del raffreddamento che modula la velocità della ventola e al tempo stesso decide se rallentare la velocità di stampa in funzione della geometria degli oggetti.


Il problema della semplicità d’uso:


· infinite varianti di macchine· tanti produttori di filamento· tante esigenze

semplicità d’uso vs. flessibilità


...ma da Slic3r 0.9.9 esiste un “simple mode” che dovrebbe rendere Slic3r semplice da capire anche per i nuovi utenti.


Controllo del flussomakerblog.itAlessandro Ranellucci



Controllo del raffreddamento



Materiale di supporto per sottosquadri




Idee per il futuro

· supporto per archi e NURBS?· ottimizzazione per dispositivi embedded?· altre tecnologie di prototipazione rapida?



Crowdfunding e non solo

e altri...


Sin da subito il progetto è stato sostenuto da tante donazioni spontanee da parte degli utenti, che volevano ringraziare, incoraggiare e restituire in parte quanto il software ha permesso loro. Poi sono arrivati gli sponsor seri. Produttori di filamento e di stampanti che ritengono critiche l’esistenza e la continuità del progetto Slic3r.


Hi Mike.


Mike Sheldrake è un programmatore californiano che lavora part-time su Slic3r grazie ai finanziamenti degli sponsor. Nell’altra metà del tempo realizza tavole da surf con macchine CNC. Far incontrare le esigenze di tutti è stato un gran successo: in questo modo sono contenti gli sponsor perché il progetto procede più velocemente, sono contento io perché ho un aiutante, è contento Mike perché è pagato per fare ciò che lo diverte, è contenta la community perché Slic3r è in continua evoluzione.



Dal 2013, sempre grazie ai finanziamenti degli sponsor, è in corso la redazione di un manuale completo a cura di Gary Hodgson.


Cose ancora da fare


· anteprima 3D· live slicing· editor interattivo· materiale di supporto perfetto· altre tecnologie di stampa· ...



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