周末休闲建造：3D 打印估算器

Source: Dev.to

Introduction

这个项目始于我哥哥的一个简单问题：

“这会使用多少耗材，耗时多久？”

他有大约 100 个单独的 STL 文件需要检查。虽然切片软件可以给出估算，但打开、切片并读取每个文件的统计信息很快就会变得繁琐。

What the 3D Print Estimator Does

一个独立的、与切片软件无关的工具，直接扫描 STL 文件并提供相对准确的以下数据：

• 耗材长度
• 耗材质量
• 打印时间

它可以通过命令行使用，也可以通过轻量级的网页界面使用。
GitHub repository – 3D‑Print‑Estimator

How It Works

Geometry Analysis

估算器能够读取二进制和 ASCII STL 文件，并遍历网格中的每个三角形，更新：

• 体积（通过有符号四面体体积）
• 表面积
• 包围盒尺寸

estimator.py 中的关键函数：

# estimator.py
def read_stl(...):
    # parses STL file
    ...

def accumulate_triangle_stats(...):
    # updates bounds, area, volume
    ...

Material & Time Estimation

几何信息确定后，estimate() 函数会将其转换为可打印材料和时间的估算。

Shell Calculation

shell_thickness = settings.perimeter_count * settings.nozzle_diameter_mm
shell_volume = stats.surface_area_mm2 * shell_thickness

Infill Calculation

internal_volume = max(stats.volume_mm3 - shell_volume, 0.0)
infill_volume = internal_volume * settings.infill_density

Filament Length & Mass

import math

filament_cross_section = math.pi * (settings.filament_diameter_mm / 2) ** 2
filament_length = total_extrusion_volume / filament_cross_section
filament_mass = (total_extrusion_volume / 1000) * settings.filament_density_g_cm3

Print Speeds

使用了三种速度：

• perimeter_speed_mm_s
• infill_speed_mm_s
• travel_speed_mm_s

该工具提供的是近似值，而非 G‑code 级别的精确度，但这些启发式方法的效果出奇地好。

Usage

Command‑Line Interface

python estimator.py --config printer-config.json

• 扫描当前文件夹中的所有 .stl 文件。
• 默认输出 CSV（可选：JSON、XLSX）。
• XLSX 模式会为总计和小时/分钟格式添加公式（build_workbook()）。

Web Interface

python estimator.py --serve --port 5000

• 打开浏览器。
• 上传单个 STL 或 STL 的 ZIP 包。
• 获得一张整洁的结果表，带有一键下载链接（CSV、JSON、XLSX），这些文件以 data URI 形式生成。

网页 UI 是自包含的，使用 Flask 渲染的 HTML 字符串定义在 WEB_TEMPLATE 中。

Configuration

所有与打印机相关的设置都保存在 printer-config.json 中。示例：

{
  "layer_height_mm": 0.2,
  "nozzle_diameter_mm": 0.4,
  "perimeter_count": 2,
  "top_layers": 4,
  "bottom_layers": 4,
  "infill_density": 0.25,
  "perimeter_speed_mm_s": 40.0,
  "infill_speed_mm_s": 60.0,
  "travel_speed_mm_s": 120.0,
  "filament_diameter_mm": 1.75,
  "filament_density_g_cm3": 1.24,
  "travel_factor": 0.1
}

根据你的打印机、材料或期望的打印偏好调整这些数值；估算器会自动更新。

What It Is Not

• 替代你的切片软件
• 分钟级的打印时间预测器
• 处理可变层高、回抽、滑移、加速或机器特定怪癖的工具

Primary Benefits

• 快速回答“我有足够的耗材吗？”
• 获得打印时长的粗略估计
• 辨别哪些 STL 是周末大项目，哪些是快速打印

Future Improvements

• 为每个模型提供配置覆盖
• 可选的真实世界校准（提供已知模型 + 实际打印时间以调整启发式算法）
• 更加精致的网页 UI
• 批量模式，用于比较不同打印设置的成本

该项目保持足够小巧以保持乐趣，同时提供了大量实验和成长的空间。