воскресенье, 3 ноября 2013 г.

11 правил подготовки модели к 3D печати с дополнениями

Уважаемый Михаил (om2804) продолжает радовать интересными и полезными статьями.

Собственно его статься с моими комментариями и дополнениями (коричневым цветом):




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 ("slicer": ломтерезка) – программа для перевода 3D модели в управляющий код для 3D принтера (есть из чего выбрать: Kisslicer, 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). (имеются ввиду домашние настольные принтеры)
  • Слайсинг (слайсить) – процесс перевода 3D модели в управляющий код.



Модель режется (слайсится) 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 ("Mesh" - Модель)


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, Slic3r).
И даже если сетка кривая, а исправлять её руками лень, то есть прекрасный бесплатный облачный сервис сloud.nettfab.com, который поможет в большинстве случаев.

Slic3r попытается исправить ошибки, но нет гарантий что он исправит их корректно, если Slic3r обнаружит ошибки с которыми он не в состоянии справится, то он сообщит об этом появившимся окошком об ошибке и рекомендацией исправить модель (подробнее в руководстве).
О способах исправления моделей можно почитать в этой статье.


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 плоского основания 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.  
Данный пункт вызвал большой резонанс в сообществе, поэтому небольшое разъяснение: рекомендации приведенные в этом пункте даны в упрощенной форме. На самом деле все будет зависеть от многих параметров, таких как число периметров, диаметр сопла, ширина экструзии, скорость потока пластика, скорость печати, тип пластика, скорость остывания и даже от используемого слайсера.

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, жесткости конструкции, ремней, в общем, от механики принтера. И составляет примерно 0.3 мм для хоббийных принтеров. При доработке и хорошей отладке можно получить точность 0.1мм.
Точность по оси Z определяется высотой слоя ( 0.1-0.4 мм). Отсюда и высота модели будет кратна высоте слоя. Если быть точнее то точность модели по высоте Z определяется высотой слоя. Точность по оси Z зависит от механики принтера.
Также необходимо учитывать, что после остывания материал усаживается, а вместе с этим изменяется геометрия объекта.
Существует еще программная сторона проблемы — не каждый слайсер корректно обрабатывает внутренние размеры, поэтому диаметр отверстий лучше увеличить на 0.1-0.2 мм. А наружный диаметр (если ваша модель или ее часть у вас цилиндрическая) нужно уменьшить на 0.2мм.



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 ее 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 слоев зависит прочность напечатанной детали. В данном случае для правой «Г» достаточно будет небольшой силы, чтобы сломать ее.

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.

Некоторые слайсеры понимают большее число форматов, например OBJ и AMF (подробнее смотрите документацию на ваш слайсер). Но формат STL стал де-факто в мире 3D печати и поддерживается абсолютно всеми слайсерами.


11. Движущиеся Части

Если вы проектируете движущие детали или узлы которые должны состыковываться (соединяться), то обязательно делайте зазоры в этих местах 0.5-0.6мм, иначе вы не сможете собрать воедино всю модель без дополнительной работы напильником (надфилем, шлифовальной бумагой и т.д.) по причинам указанным выше.

PS:
Теперь вы знаете тонкости моделирования для FDM 3D печати и, надеюсь, они вам пригодятся. Удачного 3D-моделирования!


PPS:
Надеюсь своими комментариями и дополнениями я не испортил оригинальную статью, и это тоже окажется для вас полезным.

Удачи!

Оригинал статьи >>


При копировании ссылка на источник обязательна.