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【自造筆記】如何3D列印手繪草圖

想讓小學2~4年級的小朋友認識3D列印,我覺得最棒的方法就是讓他們能夠將自己的繪圖實體化。雖然Tinkercad有scribble的功能(可以自由繪畫任意圖案),但小朋友在電腦或平板上繪畫,很容易失去手繪感,這篇要分享的就是我們如何處理小朋友的手繪草圖,並轉換成3D列印件。

這個課程概念是看到美國知名Maker Youtube頻道 I Like To Make Stuff的這個創作:https://www.youtube.com/watch?v=UFz0WAPDWC4

1.掃描∕拍照原圖
處理原稿時,盡可能避免拍照時的陰影及視角變形,建議可透過掃描機、iPhone內建的掃描文件功能或是類似功能,會有最佳的效果。

小朋友手繪原圖範例

2.透過 Illustrator 將圖片轉換成向量
利用 Image Trace(影像描圖)的功能進行轉換,前面原稿處理越好,就可以用越高的 Threshold(臨界值)。

設定部分 Preset(預設集)會因為不同畫風有不同的效果,一般來說使用Default(預設)即可,也可以嘗試看看 Sketched Art (素描圖)、 Silhouettes (剪影)、 Line Art(線條圖)等設定,可能會有更好的效果; View(檢視)的部分需更改為 Outline(外框)。

這裡處理的重點是盡可能保留原稿的外框,且避免失去原稿的手繪線條,因此建議針對每一張個別的草圖設計不同的 Preset 跟 Threshold ,尋找最好的效果。

Illustrator影像描圖操作畫面

3.圖片清理
完成 Image Trace 的設定後,即可選擇 Expand(展開),完成後將不需要的元素刪除,若仍有非封閉的外框,則需要利用鋼筆工具修補。

下圖是清理前跟清理後的比較,若主要外框比較簡單,請重點性的封閉圖案可以保留,在後面可以針對內部圖案做區域性的引伸或是切割。


4.輸出 svg 、 dxf 檔
完成草圖編輯之後就可以輸出 svg 或 dxf 檔, tinkercad 只能輸入 svg 檔, Fusion 360 則是兩種檔案皆可以,但 svg 檔再匯入 Fusion 的過程中會有尺寸放大縮小的問題,若需要製作 1:1 的時候請特別留意。

5.匯入Fusion 360處理
由於較複雜的圖案匯入 Tinkercad 會有問題,以及區域性的延伸,也需要在 Fusion 360 當中製作,因此這部分是由我們(老師)先行幫小朋友處理完成。特別要留意的是若有過細的細條,需用 Offset(位移)的功能增加線條粗細,避免在 3DP 的時候發生問題。

Fusion 360完成圖

6.匯出 STL,並導入 Tinkercad( Optional )
若希望小朋友可以自行操作,則再將圖案匯出STL並導入Tinkercad中,就可以讓小朋友可以在平板或是電腦上進行作品加工。一般來說會建議小朋友在原本平面的圖案上,在第三軸向增加一些幾何的形狀,無論是利用 Tinkercad 中 Group(結合)或是 Ungroup(裁切)都可以,這樣才能更凸顯 3D 列印的特色。

小朋友在TInkercad中自行操作的結果

7. 3D 列印囉~
再來就可以匯出進行列印,這裡就廢話不多說囉~!
*下圖為另一個作品的列印畫面,並非上面操作範例的作品

8.總結
雖然流程技術難度不高,但是操作較為瑣碎。針對量測以及電腦繪圖能力較缺乏的小學中低年級學生,我覺得這個課程是蠻適合當作 3D 列印入門。Tinkercad 的操作上很直覺,也可以讓小朋友很好理解跟視覺化,而且能讓小朋友用手碰觸到自己繪畫的圖案,這是最能讓他們對科技產生興趣的方法!


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