步驟四：路徑生成

       地圈好了，就該在里面種菜了。這一步路徑生成就要開(kāi)始規(guī)劃噴頭在不同的組件中怎么運(yùn)動(dòng)。路徑按大類來(lái)分，有輪廓和填充兩種。
       輪廓很簡(jiǎn)單，沿著2D圖形的邊線走一圈即可。前一步所生成的外墻、內(nèi)墻都屬于輪廓，可以直接把它們的圖形以設(shè)置里的線寬轉(zhuǎn)換為輪廓路徑。

       填充稍微要復(fù)雜一些，2D圖形指定的只是填充的邊界，而生成的路徑則是在邊界的范圍內(nèi)的條紋或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，就像窗簾或者漁網(wǎng)，如左圖。這兩種就最基本的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也許你還可以想出其它花式的填充，比如蜂窩狀或者S型，這些在新的Cura或者別的什么切片軟件里可能會(huì)實(shí)現(xiàn)，但我打印下來(lái)還是這兩種基本結(jié)構(gòu)更讓人放心。CuraEngine在專家設(shè)置里可以對(duì)填充類型進(jìn)行選擇，里面除了條紋和網(wǎng)格外還有一個(gè)自動(dòng)選項(xiàng)，默認(rèn)就是自動(dòng)。自動(dòng)模式會(huì)根據(jù)當(dāng)前的填充率進(jìn)行切換，當(dāng)填充率小于20%就用條紋填充，否則使用網(wǎng)格填充。因?yàn)榫W(wǎng)格結(jié)構(gòu)雖然更為合理，但它有一個(gè)問(wèn)題，就是交點(diǎn)的地方會(huì)打兩次。填充率越高，交點(diǎn)越密，對(duì)打印質(zhì)量的影響會(huì)越大。我們知道，表面就是100%的填充，如果表面用網(wǎng)格打，不但無(wú)法打密實(shí)，表面還會(huì)坑坑洼洼，所以100%填充只能用條紋打，這就是CuraEngine推薦自動(dòng)模式的原因。

       至于填充率，就反映在線與線的間距上。100%填充率間距為0；0%填充率間距無(wú)限大，一根線條也不會(huì)有。
       每個(gè)組件獨(dú)立的路徑生成好了，還要確定打印的先后順序。順序先好了可以少走彎路，打印速度和質(zhì)量都會(huì)有提升。路徑的順序以先近后遠(yuǎn)為基本原則：每打印完一條路徑，當(dāng)前位置是上一條路徑的終點(diǎn)；在當(dāng)前層里剩下還沒(méi)打印的路徑中挑選一條起點(diǎn)離當(dāng)前位置最近的一條路徑開(kāi)打。路徑的起點(diǎn)可以是路徑中的任意一個(gè)點(diǎn)，程序會(huì)自行判斷。而路徑的終點(diǎn)有兩種可能：對(duì)于直線，圖形只有兩個(gè)點(diǎn)，終點(diǎn)就是除起點(diǎn)之外的那個(gè)點(diǎn)；對(duì)于輪廓，終點(diǎn)就是起點(diǎn)，因?yàn)檩喞且粋€(gè)封閉圖形，從它的起點(diǎn)開(kāi)始沿任意方向走一圈，最后還會(huì)回到起點(diǎn)。CuraEngine對(duì)路徑選擇做了一個(gè)估值，除了考慮到先近后遠(yuǎn)外，還順便參考了下一個(gè)點(diǎn)相對(duì)于當(dāng)前點(diǎn)的方向，它的物理意義就是減少噴頭轉(zhuǎn)彎。賽車在直道上開(kāi)得一定比彎道快，不是么。

       路徑的順序也確定了，還有一個(gè)問(wèn)題需要考慮：如果前后兩條路徑首尾相連，那直接走就是了，但大多數(shù)情況并非如此，前一條路徑的終點(diǎn)往往和后一條路徑起點(diǎn)之間有一段距離。這時(shí)候去往下一點(diǎn)的路上要小心了，肯定不能繼續(xù)擠出材料，否則輕則拉絲，重則模型面目全非。這段路噴頭就需要空走，即噴頭只移動(dòng)，不吐絲，那只要把擠出機(jī)停下來(lái)不轉(zhuǎn)就行了嗎？也不行，因?yàn)榍懊娣治鲞^(guò)，擠出機(jī)的速度要傳導(dǎo)到噴嘴，有一個(gè)延遲，不是你說(shuō)停它就立即停下來(lái)的。這是FDM打印的通病，解決辦法就是回抽。所謂回抽，就是在空走之前先讓擠出機(jī)高速反轉(zhuǎn)一段材料，這樣就可以瞬間把加熱腔里的材料抽光，再移動(dòng)過(guò)去，中間就不會(huì)擠出材料，到了下一個(gè)點(diǎn)，在打印之前，先把剛才抽回去的絲再按一樣的長(zhǎng)度放回來(lái)，繼續(xù)打印。回抽可以很好地解決空走拉絲的問(wèn)題，但是它很慢，以抽一次0.5秒來(lái)算的話，如果打印一個(gè)表面，0.4線寬，10厘米的距離至少回抽25下，10幾秒鐘的時(shí)間一層，幾百上千層打下來(lái)，光回抽所用的時(shí)間就是幾個(gè)小時(shí)，是可忍孰不可忍！
      

       CuraEngine給我們提供了解決方案就是Comb，也就是繞路。我們先來(lái)看，是不是所有的回抽都是必需的呢？不回抽會(huì)拉絲是肯定的，但如果需要空走的路徑本來(lái)就要打印的，那拉絲又有何妨。按這個(gè)思路，就可以給每個(gè)組件設(shè)定一個(gè)邊界，只要路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)都在這個(gè)邊界之內(nèi)的，空走都不回抽。這樣可以解決80%的問(wèn)題，但如果是左圖這樣的情況就行不通。
       紅色是起點(diǎn)，綠色是終點(diǎn)，直接走過(guò)去會(huì)走出邊界的范圍。這時(shí)我們就要繞一點(diǎn)路，走一條曲線到達(dá)我們的目的地。這就是Comb所做的事情，在Cura專家設(shè)置里面可以對(duì)Comb進(jìn)行設(shè)置，選擇開(kāi)啟、關(guān)閉還有表面不Comb。Comb可以大幅節(jié)省打印時(shí)間，但是同一個(gè)地方打印多次對(duì)模型質(zhì)量還是會(huì)有細(xì)微的影響，個(gè)中利弊，交給用戶自己判斷。
       Comb的調(diào)整是個(gè)細(xì)致活，Pango花了相當(dāng)多的時(shí)間來(lái)微調(diào)Comb功能以求達(dá)到更好的效果，過(guò)程繁瑣，不再贅述。

步驟四：路徑生成

       地圈好了，就該在里面種菜了。這一步路徑生成就要開(kāi)始規(guī)劃噴頭在不同的組件中怎么運(yùn)動(dòng)。路徑按大類來(lái)分，有輪廓和填充兩種。
       輪廓很簡(jiǎn)單，沿著2D圖形的邊線走一圈即可。前一步所生成的外墻、內(nèi)墻都屬于輪廓，可以直接把它們的圖形以設(shè)置里的線寬轉(zhuǎn)換為輪廓路徑。

       填充稍微要復(fù)雜一些，2D圖形指定的只是填充的邊界，而生成的路徑則是在邊界的范圍內(nèi)的條紋或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，就像窗簾或者漁網(wǎng)，如左圖。這兩種就最基本的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也許你還可以想出其它花式的填充，比如蜂窩狀或者S型，這些在新的Cura或者別的什么切片軟件里可能會(huì)實(shí)現(xiàn)，但我打印下來(lái)還是這兩種基本結(jié)構(gòu)更讓人放心。CuraEngine在專家設(shè)置里可以對(duì)填充類型進(jìn)行選擇，里面除了條紋和網(wǎng)格外還有一個(gè)自動(dòng)選項(xiàng)，默認(rèn)就是自動(dòng)。自動(dòng)模式會(huì)根據(jù)當(dāng)前的填充率進(jìn)行切換，當(dāng)填充率小于20%就用條紋填充，否則使用網(wǎng)格填充。因?yàn)榫W(wǎng)格結(jié)構(gòu)雖然更為合理，但它有一個(gè)問(wèn)題，就是交點(diǎn)的地方會(huì)打兩次。填充率越高，交點(diǎn)越密，對(duì)打印質(zhì)量的影響會(huì)越大。我們知道，表面就是100%的填充，如果表面用網(wǎng)格打，不但無(wú)法打密實(shí)，表面還會(huì)坑坑洼洼，所以100%填充只能用條紋打，這就是CuraEngine推薦自動(dòng)模式的原因。

       至于填充率，就反映在線與線的間距上。100%填充率間距為0；0%填充率間距無(wú)限大，一根線條也不會(huì)有。
       每個(gè)組件獨(dú)立的路徑生成好了，還要確定打印的先后順序。順序先好了可以少走彎路，打印速度和質(zhì)量都會(huì)有提升。路徑的順序以先近后遠(yuǎn)為基本原則：每打印完一條路徑，當(dāng)前位置是上一條路徑的終點(diǎn)；在當(dāng)前層里剩下還沒(méi)打印的路徑中挑選一條起點(diǎn)離當(dāng)前位置最近的一條路徑開(kāi)打。路徑的起點(diǎn)可以是路徑中的任意一個(gè)點(diǎn)，程序會(huì)自行判斷。而路徑的終點(diǎn)有兩種可能：對(duì)于直線，圖形只有兩個(gè)點(diǎn)，終點(diǎn)就是除起點(diǎn)之外的那個(gè)點(diǎn)；對(duì)于輪廓，終點(diǎn)就是起點(diǎn)，因?yàn)檩喞且粋€(gè)封閉圖形，從它的起點(diǎn)開(kāi)始沿任意方向走一圈，最后還會(huì)回到起點(diǎn)。CuraEngine對(duì)路徑選擇做了一個(gè)估值，除了考慮到先近后遠(yuǎn)外，還順便參考了下一個(gè)點(diǎn)相對(duì)于當(dāng)前點(diǎn)的方向，它的物理意義就是減少噴頭轉(zhuǎn)彎。賽車在直道上開(kāi)得一定比彎道快，不是么。

       路徑的順序也確定了，還有一個(gè)問(wèn)題需要考慮：如果前后兩條路徑首尾相連，那直接走就是了，但大多數(shù)情況并非如此，前一條路徑的終點(diǎn)往往和后一條路徑起點(diǎn)之間有一段距離。這時(shí)候去往下一點(diǎn)的路上要小心了，肯定不能繼續(xù)擠出材料，否則輕則拉絲，重則模型面目全非。這段路噴頭就需要空走，即噴頭只移動(dòng)，不吐絲，那只要把擠出機(jī)停下來(lái)不轉(zhuǎn)就行了嗎？也不行，因?yàn)榍懊娣治鲞^(guò)，擠出機(jī)的速度要傳導(dǎo)到噴嘴，有一個(gè)延遲，不是你說(shuō)停它就立即停下來(lái)的。這是FDM打印的通病，解決辦法就是回抽。所謂回抽，就是在空走之前先讓擠出機(jī)高速反轉(zhuǎn)一段材料，這樣就可以瞬間把加熱腔里的材料抽光，再移動(dòng)過(guò)去，中間就不會(huì)擠出材料，到了下一個(gè)點(diǎn)，在打印之前，先把剛才抽回去的絲再按一樣的長(zhǎng)度放回來(lái)，繼續(xù)打印。回抽可以很好地解決空走拉絲的問(wèn)題，但是它很慢，以抽一次0.5秒來(lái)算的話，如果打印一個(gè)表面，0.4線寬，10厘米的距離至少回抽25下，10幾秒鐘的時(shí)間一層，幾百上千層打下來(lái)，光回抽所用的時(shí)間就是幾個(gè)小時(shí)，是可忍孰不可忍！
      

       CuraEngine給我們提供了解決方案就是Comb，也就是繞路。我們先來(lái)看，是不是所有的回抽都是必需的呢？不回抽會(huì)拉絲是肯定的，但如果需要空走的路徑本來(lái)就要打印的，那拉絲又有何妨。按這個(gè)思路，就可以給每個(gè)組件設(shè)定一個(gè)邊界，只要路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)都在這個(gè)邊界之內(nèi)的，空走都不回抽。這樣可以解決80%的問(wèn)題，但如果是左圖這樣的情況就行不通。
       紅色是起點(diǎn)，綠色是終點(diǎn)，直接走過(guò)去會(huì)走出邊界的范圍。這時(shí)我們就要繞一點(diǎn)路，走一條曲線到達(dá)我們的目的地。這就是Comb所做的事情，在Cura專家設(shè)置里面可以對(duì)Comb進(jìn)行設(shè)置，選擇開(kāi)啟、關(guān)閉還有表面不Comb。Comb可以大幅節(jié)省打印時(shí)間，但是同一個(gè)地方打印多次對(duì)模型質(zhì)量還是會(huì)有細(xì)微的影響，個(gè)中利弊，交給用戶自己判斷。
       Comb的調(diào)整是個(gè)細(xì)致活，Pango花了相當(dāng)多的時(shí)間來(lái)微調(diào)Comb功能以求達(dá)到更好的效果，過(guò)程繁瑣，不再贅述。