大尺寸3D打印切片软件开源！美国国家实验室开发

近日，美国橡树岭国家实验室（ORNL）研发的新一代3D打印切片软件Slicer 2正式开源！

目前该项目在Github上只有22个star, 知道且使用的人还很少，建议AM易道读者尽早使用。

这款由美国国家队打造的软件性能强悍，特别针对大尺寸3D打印（LFAM）进行了优化，有望引领行业变革新风向。

Slicer 2的开源，对于LFAM领域可谓是一大喜讯！

ORNL实验室：增材制造领域的美国国家队

AM易道此前分享过多篇关于橡树岭实验室的3D打印成就：

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橡树岭国家实验室是美国能源部下属的国家实验室，在增材制造领域一直走在世界前列。

此次推出的Slicer 2软件，集合了ORNL多年来在LFAM领域的研究成果与实践经验，代表了当前切片技术的较高水平。

Slicer 2的强大功能：为大尺寸3D打印而生

目前该软件的用户都是知名单位。

传统的开源切片软件在切片算法、参数控制、设备对接等方面都难以满足大尺寸3D打印LFAM的需求。

而商业软件虽然性能强大，但使用成本高昂，灵活性也不够。

Slicer 2正是为了解决这一困境而诞生的，它在传统切片软件的基础上进行了全面升级与优化：

语言扩展性强：

作为研究型组织，ORNL经常要对接各种新型设备，它们在G代码方言、通信协议上往往与现有设备不兼容。

为此，Slicer 2采用了高度模块化的架构，新的机器语法可以方便地集成进来，而不用重写底层代码。

网络连接能力：

在ORNL看来，切片不应是一个孤立的环节，而应该与其他软硬件紧密集成，构建一个完整的3D打印生态系统。

因此，Slicer 2支持多种通信接口与协议，可以实现与云端、传感器、机器之间的数据交互。

闭环控制：

有别于传统的"切片—上机—打印"单向流程，Slicer 2提出了一种闭环控制的理念。

切片软件可以实时获取传感器反馈，根据打印过程中的状态变化动态调整切片参数和打印路径。

这个"即时切片"（Slice on the Fly）的概念，或许代表了智能化3D打印的未来方向。

精细的路径规划和过程控制：

Slicer 2为用户提供了前所未有的控制粒度和深度。目前软件含有近500个可调参数，不仅支持全局设置，还可以针对每一层、每个对象、特定区域进行个性化设置。这使得工艺优化和失败分析变得更加精准高效。

• 多种网格类型：

  • 剪切（Clipping）：允许精确切割网格部分。

  • 设置区域 - 路径操作（Settings Regions – Pathing Manipulation）：为不同区域自定义路径。

  • 设置区域 - 布尔运算（Settings Regions – Boolean Operations）：支持复杂的布尔运算以修改网格。

    
    

    

    
    

• 非轴切片（Off-Axis Slicing）：

  • 支持沿任意轴和角度进行切片。

  • 自动平面确定以优化切片路径。

单路径+螺旋化（Single Path + Spiralization）：

• 使用单一路径进行连续构造，实现更高效和流线型的打印。

非平面/净形状（Non-Planar/Net Shape）：

• 通过螺旋化创建壳体，支持复杂非平面形状的打印。

  

多点/协作构造（Multi-Point/Collaborative Construction）：

• 使用K均值聚类技术进行多点协作构造，提高打印的精度和效率。

  

  
  

片层叠加（Sheet Lamination）：

• 支持2D切割过程和层叠打印，适用于多材料打印和复合结构的制造。

  

浮雕打印（Embossing）：

• 支持超出边界的打印，增加了设计的自由度和复杂性。

转/倾桌（Turn/Tilt Table）：

• 提供3+2设置，支持复杂几何形状的打印。

  
  

  

符合映射（Conformal Mapping）：

• 实现真正的3D构建，支持复杂曲面的打印。

  

支持实验性设备：

作为一家研究机构，ORNL还开发了不少实验性设备，如旋转粉床、选择性薄片叠层、自主建造、复合增材制造等。

Slicer 2对这些非典型工艺提供了专门的算法支持，这是其他切片软件难以企及的。

面向未来的开放架构：

放眼未来，Slicer 2将着重发展混合增材、激光粉床等新工艺，同时以ROS等框架为基础，进一步扩展软件的模块化和互联互通能力。

此外，ORNL还计划将切片与增强现实（AR）技术相结合，创建沉浸式的3D打印工作流程。

Slicer 2的前景和意义：AM易道解读

从Slicer 2已经能够兼容多种增材制造工艺来看，包括热塑性塑料颗粒/长丝、热固性塑料、混凝土、激光焊丝、MIG焊丝以及吹粉定向能量沉积等。

都是针对于大尺寸3D打印的技术和工艺。

从应用端来看，研究人员表示，Slicer 2可以应用于房屋大小甚至更大尺寸的工业级零件，在陆地/水上交通工具制造领域大有用武之地。

此外，软件还能够支持航天航空领域的复杂零件生产，如可重复使用的航天器部件等。

AM易道认为，这块软件将主力所有大尺寸3D打印能应用到的领域：

"尺寸焦虑"终结者：一文读懂大尺寸3D打印

研究人员Alex Roschli表示：

"Slicer 2能够提高3D打印的可靠性和可重复性，让大型工业零件的生产更加高效和低成本。"

毋庸置疑，AM易道认为，Slicer 2的开源将是LFAM领域一个重要里程碑。它的意义主要体现如下几点：

降低大尺寸3D打印技术门槛。之前大尺寸3D打印领域没有一款成熟的开源切片软件，这使得中小企业和个人用户难以触及这一领域。而Slicer 2的出现，将极大降低用户的使用成本和技术门槛，为更多潜在用户敞开大门。

引领大尺寸3D打印技术创新。如上段落所述，Slicer 2采用了诸多创新性的理念与架构，为LFAM的工艺创新提供了广阔的探索空间。

当然，软件的开源并非目的，而是一个新的起点，Slicer 2将成为行业的一面旗帜，推动大尺寸3D打印的普及和发展。

开发者福音：简化的环境配置 

对于开发者而言，ORNL还贴心地提供了一套预编译的MSVC 2022依赖包，大大简化了环境配置过程。

开发者只需下载Visual Studio构建工具、CMake、Ninja等几个必要组件，再从GitHub获取Slicer 2源码，很快就能搭建起本地开发环境，详细教程可以参考项目主页上的开发者指南。

详尽的用户指南

值得一提的是，为了帮助用户快速上手Slicer 2，ORNL还贴心地准备了一份详尽的用户指南。

AM易道查看：这份指南采用了丰富的截图和示例，对软件的界面布局、功能模块、操作流程等进行了清晰的讲解。

即便是没有切片经验的新手，也可以很快理解Slicer 2的使用方法。

此外，考虑到Slicer 2的设置项较多，指南还精心设计了多级目录，并配有详细的索引，方便用户快速查阅所需内容。

特别值得称赞的是，指南对每一项设置都给出了详实的说明，告诉用户其含义、使用场景及注意事项。非常易读且全面的文档。

有了它的指引，即便是复杂的工业级应用，也可以轻松驾驭Slicer 2，让它在你手中创造出精彩纷呈的3D打印作品！

写在最后

AM易道认为，Slicer 2的推出是3D打印行业的一个重要里程碑事件。这款软件强大的功能和开放的姿态，将极大地推动大尺寸3D打印在工业制造和个人创造等领域的普及应用。

它会给你的工作和研究带来哪些便利和启发？欢迎在评论区留言分享。

开源软件及使用手册下载：

读者可以直接访问项目主页下载：

https://github.com/ORNLSlicer/Slicer-2

下载有困难的读者，也可在评论区任意留言，获得下载链接。

（正文内容结束）

   
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