Пользователь
0,1
рейтинг
28 октября 2013 в 14:42

Дизайн → 10 правил подготовки модели к 3D печати tutorial



Скачал модель, распечатал, пользуйся — что может быть проще!? Но, если говорить про FDM 3D-принтеры, то не каждую модель можно распечатать, и практически каждую модель(не подготовленную для 3D-печати) приходится подготавливать, а для этого необходимо представлять как проходит эта 3D-печать.

Для начала пара определений:
Слайсер – программа для перевода 3D модели в управляющий код для 3D принтера.(есть из чего выбрать: Kisslacer, Slic3r, Skineforge и др.). Она необходима, т.к. принтер не сможет скушать сразу 3D модель (по крайней мере не тот принтер о котором идёт речь).
Слайсинг (слайсить) – процесс перевода 3D модели в управляющий код.




Модель режется (слайстися) по слоям. Каждый слой состоит из периметра и/или заливки. Модель может иметь разный процент заполнения заливкой, также заливки может и не быть (пустотелая модель).
На каждом слое происходят перемещения по осям XY с нанесением расплава пластика. После печати одного слоя происходит перемещение по оси Z на слой выше, печатается следующий слой и так далее.

1.Сетка

Пересекающиеся грани и ребра могут привести к забавным артефактам слайсинга. Поэтому если модель состоит из нескольких объектов, то их необходимо свести в один.



Но нужно сказать, что не все слайсеры чувствительны к сетке (например, Slic3er).
И даже если сетка кривая, а исправлять её руками лень, то есть прекрасный бесплатный облачный сервис сloud.nettfab.com, который поможет в большинстве случаев.

2. Плоское основание

Желательное, но не обязательное правило. Плоское основание поможет модели лучше держаться на столе принтера. Если модель отклеится (этот процесс называют деламинацией), то нарушится геометрия основания модели, а это может привести к смещению координат XY, что ещё хуже.



Если модель не имеет плоское основание или площадь основания мала, то её печатают на рафте — напечатанной подложке. Рафт портит поверхность модели, с которой соприкасается. Поэтому при возможности лучше обойтись без него.

3. Толщина стенок

Стенки должны быть равными или толще, чем диаметр сопла. Иначе принтер просто не сможет их напечатать. Толщина стенки зависит от того, сколько периметров будет печататься. Так при 3 периметрах и сопле 0,5mm толщина стенок должна быть от 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3mm, а свыше может быть любой. Т.е.толщина стенки должна быть кратна диаметру сопла если она меньше N*d, где N — количество периметров, d — диаметр сопла.

4. Минимум нависающих элементов

Для каждого нависающего элемента необходима поддерживающая конструкция – поддержка. Чем меньше нависающих элементов, тем меньше поддержек нужно, тем меньше нужно тратить материала и времени печати на них и тем дешевле будет печать.
Кроме того поддержка портит поверхность, соприкасающуюся с ней.
Допускается печать без поддержек стенок, которые имеют угол наклона не более 70 градусов.



5. Точность

Точность по осям XY зависит от люфтов, жёсткости конструкции, ремней, в общем, от механики принтера. И составляет примерно 0.3 мм для хоббийных принтеров.
Точность по оси Z определяется высотой слоя ( 0.1-0.4 мм). Отсюда и высота модели будет кратна высоте слоя.
Также необходимо учитывать, что после остывания материал усаживается, а вместе с этим изменяется геометрия объекта.
Существует ещё программная сторона проблемы — не каждый слайсер корректно обрабатывает внутренние размеры, поэтому диаметр отверстий лучше увеличить на 0.1-0.2 мм.

6. Мелкие детали

Мелкие детали достаточно сложно воспроизводятся на FDM принтере. Их вообще невозможно воспроизвести, если они меньше, чем диаметр сопла. Кроме того при обработке поверхности мелкие детали станут менее заметны или исчезнут вовсе.

7. Узкие места

Узкие места очень сложно обрабатывать. По возможности необходимо избегать таких мест, требующих обработки, к которым невозможно подобраться со шкуркой или микродрелью. Конечно, можно обрабатывать поверхность в ванне с растворителем, но тогда оплавятся мелкие элементы.



8. Большие модели

При моделировании необходимо учитывать максимально возможные габариты печати. В случае если модель больше этих габаритов, то её необходимо разрезать, чтобы напечатать по частям. А так как эти части будут склеиваться, то неплохо бы сразу предусмотреть соединения, например, «ласточкин хвост».



9. Расположение на рабочем столе

От того, как расположить модель на рабочем столе зависит её прочность.
Нагрузка должна распределяться поперек слоев печати, а не вдоль. Иначе слои могут разойтись, т.к. сцепление между слоями не 100%.
Чтобы было понятно, взглянем на две Г-образные модели. Линиями показаны слои печати.



От того как приложена сила относительно слоёв зависит прочность напечатанной детали. В данном случае для правой «Г» достаточно будет небольшой силы, чтобы сломать её.

10. Формат файла

Слайсеры работают с форматом файла STL. Поэтому сохранять модель для печати нужно именно в этом формате. Практически любой 3D редактор умеет экспортировать в этот формат самостоятельно или с использованием плагинов.

PS:
Теперь вы знаете тонкости моделирования для FDM 3D печати и, надеюсь, они вам пригодятся. Удачного 3D-моделирования!
Михаил @om2804
карма
42,2
рейтинг 0,1
Пользователь
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое Дизайн

Комментарии (32)

  • –7
    Здесь будет комментарий про «вам послайсить или одним писом»
  • +1
    Спасибо. Было бы здовово заиметь чеклист подобного формата.
    • +5
      Пожалуйста. Попробую сделать такой на досуге
  • +1
    Отличный туториал, с у довольствием прочитал, спасибо.
    Кроме FDM есть еще куча интересных технологий, и у них есть свои особенности, например, SLS позволяет не заморачиваться с поддержкой, т.к. построение осуществляется лазером в массе порошка.
    Еще есть очень удобный инструмент Netfabb, позволяет быстро проверить на ошибки и исправить часть из них нажатием кнопки. Есть хороший туториал по Netfabb.
    • 0
      С другими технологиями, к сожалению, не имел дело на практике.
      Облачный сервис netfabb будет получше, по-моему, в плане автоматического исправления, на нём тестируют новые алгоритмы.
      • 0
        Отлично, попробую им попользоваться. У вас ссылка битая cloud.netfabb.com/, не хватает одной буквы.
        • 0
          Ага, спасибо, поправил
  • 0
    3Д-печать набирает обороты! А расскажите, кто что печатает? Очень интересно, т.к. пока не могу придумать для себя, почему я его хочу. Это как с iphone, круто, но зачем — у каждого свои цели.
    • 0
      • 0
        Вот есть портфолие с примерами 3D-печати по разным технологиям.
    • +2
      Я печатал модель катера для презентации. Точнее я делал модель и подготавливал ее к печати, а в саму печать отдавал в конторку одну.

      image

      image

      Прозрачные детали напечатаны из жидкого фотополимера — очень качественные и прочные, а желтые вроде как методом из статьи. Кстати, можно добавить в особенности то, что на длинных плоскостях пластик ведет, поэтому необходимо промоделивать ребра жесткости.
      • +2
        Ух ты, а можно посмотреть на готовую модель?
        • 0
          Совсем готовой нету, да и вышло так себе, далеко не выставочная модель получилась, зато намного быстрее традиционного способа. Насчет стоимости только не уверен, что намного дешевле.
          Как уже сказал, главной проблемой оказалось то, что плоскости были большие и их сильно повело, к тому же модель пришлось половинить, так как камера была маленькая для всей модели. Вот альбом с фотками, правда они сделаны на тостер, поэтому извиняюсь, если что-то будет неразобрать.
          • 0
            Зря вы так, вполне неплохо получилось ;)
  • 0
    пункту 6 еще можно добавить, что если вы например печатаете одну маленькую шестеренку, то лучше ее размножить, так как слои не будут успевать остыть (или нужны будут пляски с охлаждением), таким образом пока одна остывает сопло ходит по другим.
    • 0
      Да, это один из приёмов, если нет принудительного охлаждения. Но это скорее относится к особенностям печати
  • 0
    STL — формат для стереолитографии. Он не поддерживает доступные возможности технологии. Ему на смену идет AMF
    • 0
      Пока слайсеры кушают только STL. И этого формата вполне хватает для 3х-осевого одноцветного FDM 3D принтера.
      • 0
        STL и для всех остальных технологий печати подходит, кроме полноцветной печати из гипса, там нужен .wrl + jpg c текстурой.
        • 0
          Мне ещё не нравится, что AMF основан на XML. Нет, я не против XML, но нужно же его использовать в рамках разумного. Даже представить страшно сколько будет весить неупакованная высокополигональная модель
          • 0
            Вы по умолчанию подразумеваете, что это будет текстовый файл. Но XML может содержать и бинарные данные например в BASE64.
          • +2
            (offtopic) Поддержу насчёт XML. В первый раз я почувствовал неладное, когда один веб-сервис передал мне около двух килобайт текста, вся нужная информация из которого сводилась к одному boolean. Остальное — всякие теги с неймспейсами. Написан сервис был на яве, и работал примерно в десять раз медленнее своего легаси-собрата, написанного на си. Часто вижу такое по роду занятий, и очень смешно читать статьи про производительность явы, которая не хуже си (если очень повезёт), и про человекочитаемость XML (обратно пропорциональной скорости парсинга); про преждевременную оптимизацию (в итоге не делается никакая) и тому подобное.
      • 0
        Slic3r, например, поддерживает. Вы правильно заметили «одноцветного», а всё идет к тому, что несколько материалов/цветов будет стандартной опцией и поэтому новый формат будет нужен в любом случае.
  • +1
    Спасибо интересная статья.
    Вот кстати в этом ролике www.youtube.com/watch?v=9acRH-4f8iQ#t=52 с 50-той секунды наглядно показано зачем нужны поддержки.
  • 0
    Забыли про Solid-правило, которое важно соблюдать при создании модели в векторных 3D-редакторах, наподобие SketchUp. Модель должна быть цельной (иногда это называют «water tightness», герметичность). Другими словами, модель должна иметь замкнутый объем, чтобы её можно было распечатать на 3D-принтере.

    • 0
      ну это как само собой разумеющееся
  • 0
    Учитываются ли при слайсинге усадка после охлаждения, растекание? Или это только алогритм для штриховки обхода? Что нужно чтобы можно было точно сделать «вертикальные» и «горизонтальные» отверстия?
    • 0
      У некоторых слайсеров (например Kisslacer) есть специальная настройка, которая корректирует это
  • 0
    Возможно, вопрос будет не совсем по теме топика, но тем не менее — касательно его. Скажите, а вообще если мне нужна определённая статуэтка, например, в единственном экземпляре — я правильно понимаю, что проще всего её именно смоделировать в 3Д и напечатать на таком вот принтере в каком-нибудь фаблабе? А не знаете, есть ли фрилансеры, например, на хабре, которые под заказ такую модель могут сделать?
    • +1
    • +1
      Все зависит от того, какой конечный результат необходим. Если достаточно грубой поверхности со слоями или низкой детализации с постобработкой в ацетоновой бане, то можно напечатать на настольном 3D-принтере в фаблабе политеха. А если желаешь получить поверхность хорошего качества сразу из принтера или напечатать цветную фигурку из гипса, то можно заказать в онлайн-сервисе can-touch.ru, там промышленные принтеры с кучей материалов и там же можно модель или 3D-сканирование заказать.
      • 0
        Спасибо за информацию!

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.