PrusaSlicer 2.9.1-alpha1版本发布：碰撞检测与多材料互锁技术解析

PrusaSlicer是一款广受欢迎的开源3D打印切片软件，由Prusa Research开发并维护。作为3D打印工作流程中的关键环节，切片软件负责将3D模型转换为打印机可执行的G代码指令。PrusaSlicer以其强大的功能、优秀的用户体验和持续的创新在3D打印社区中享有盛誉。

全新的顺序打印排列算法

在3D打印中，顺序打印（Complete individual objects）是一种将模型逐个打印而非同时打印的技术。这种方式可以减少打印头在不同模型间的移动，降低打印失败的风险，但也带来了打印头可能与已完成模型碰撞的问题。

PrusaSlicer 2.9.1-alpha1引入了一项革命性的碰撞检测算法，它不仅能检测潜在的碰撞风险，还能自动优化模型的排列和打印顺序以避免碰撞。这一创新显著提高了顺序打印的安全性和易用性。

技术亮点

1. 精确的碰撞检测：新算法基于打印头的实际几何形状进行精确计算，而非简单的边界框检测，大大减少了误报情况。

2. 可视化辅助：在预览模式下，用户可以看到打印头的3D模型随层高变化的情况，直观了解打印过程中的潜在碰撞点。

3. 智能排列优化：算法会自动调整模型的位置和打印顺序，在保证不碰撞的前提下最大化打印效率。

4. 错误提示：当检测到不可避免的碰撞时，软件会明确提示用户哪个模型会被碰撞，但不会阻止G代码生成，给予用户最终决定权。

这项功能目前主要支持Prusa系列打印机（除MK2和HT90外），因为它需要精确的挤出机几何数据。对于其他品牌打印机，软件会回退到基于extruder_clearance_radius和extruder_clearance_height参数的简化模型。

多材料互锁技术

多材料打印常面临不同材料间粘合强度不足的问题。PrusaSlicer 2.9.1-alpha1引入了多材料互锁功能，通过在材料交界处创建机械互锁结构来增强连接强度。

技术实现

1. 互锁结构生成：在材料边界处，软件会自动创建微小的凹凸结构，使不同材料在物理层面上相互咬合。

2. 参数控制：用户可以在"打印设置->多挤出机->高级"中调整互锁深度、宽度等参数，以适应不同材料和打印需求。

3. 应用范围：不仅适用于不同材料的打印，对于相同材料的多挤出机打印也能提供更好的层间结合。

这项技术最初由Ultimaker Cura开发，后被OrcaSlicer移植，现在PrusaSlicer团队对其进行了优化和整合。

打印参数优化

温度控制改进

1. 床温管理：新增"按挤出机设置床温"选项，解决了多材料打印时不同材料所需床温不同的问题。

2. 逻辑优化：默认情况下，首层温度取自第一个打印挤出机，第二层温度也有独立设置，确保温度过渡平滑。

速度参数细化

1. 桥梁上方实心填充速度：新增独立控制参数，允许单独调整这一关键区域的打印速度。

2. 首层实心填充速度：新增专门参数，优化首层打印质量。

其他重要改进

1. 批量上传优化：向Prusa Connect发送多床打印时，文件名设置逻辑更合理，确保每个打印的统计信息准确。

2. SLA材料预设：新增快速、慢速和高粘度三种预设，简化SLA打印参数设置。

问题修复

2.9.1-alpha1版本修复了大量问题，主要包括：

1. 预览显示问题：修正了自定义Z偏移下的移动路径显示错误。

2. 随机移动修复：解决了极少数情况下打印头可能随机移动的问题。

3. 缩略图问题：修复了CLI切片时缩略图尺寸错误。

4. 支撑生成：改进了自动支撑在非活动床上的处理逻辑。

5. 接缝处理：优化了随机接缝位置算法和斜接接缝方向。

6. 擦塔问题：修复了首层擦塔打印不完整和特定情况下的擦塔间隙问题。

7. 多材料分割：改进了算法，减少了绘画应用中的不规则现象。

8. 账户同步：解决了多实例运行时的登录状态同步问题。

技术价值分析

PrusaSlicer 2.9.1-alpha1的发布展示了几个重要的技术发展方向：

1. 算法优化：新引入的碰撞检测算法基于z3求解器，展示了如何将形式化验证技术应用于3D打印领域。

2. 多材料打印成熟化：互锁技术的引入标志着多材料打印从简单的并存走向真正的功能整合。

3. 用户体验精细化：通过细化速度控制和温度管理参数，软件提供了更精确的打印控制能力。

4. 稳定性提升：大量历史问题的修复显著提高了软件的可靠性。

对于3D打印爱好者来说，这个版本特别是顺序打印的自动化碰撞检测功能，将大大降低打印失败的风险，提高打印成功率。而多材料互锁技术则为功能性多材料打印开辟了新的可能性。

随着3D打印技术向更复杂、更功能化的方向发展，PrusaSlicer的这些创新不仅解决了当前用户面临的实际问题，也为未来更先进的3D打印应用奠定了基础。