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

alessandro@unterwelt.it - makerblog.it
Alessandro Ranellucci
Slic3r: il lato software della stampa 3D
mercoledì 3 aprile 13

makerblog.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...

RepRap
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 volta
Skeinforge...
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:
Perl
C
C++

...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 riempimento
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 codice
25.000 download per release
144 fork su GitHub
1.063 issue (aperte e chiuse) :-(
20 e-mail al giorno :-((
100 utenti nel canale #slic3r su IRC
2.072 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 Slic3r
sulla 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.

RICHRAP.BLOGSPOT.COM
...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 flusso

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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