Тонкости 3D печати. Чего следует избегать?

Такие устройства как 3D-принтеры, действительно весьма просты в управлении, как и утверждают их производители. Все что нужно – это скачать модель в цифровом виде, загрузить в принтер и уже можно начать работу. Но в случаях, когда пользователю требуется оригинальная модель, изначально ее нужно подготовить к 3D-печати. Чтобы сделать это правильно, разумеется, нужно иметь представление от технологии самой трехмерной печати.

Основные определения

Слайсер – так называется программа, используемая для перевода 3D модели в управляющий код, понятный принтеру. Сегодня пользователю доступен уже достаточно широкой выбор таких программных решений - Kisslacer, Slic3r, Skineforge и др. Без такой программы принтер 3D вряд ли сможет работать с моделью.

Слайсинг (от англ. «резать»)– соответственно, процесс перевода трехмерной модели в управляющий код. Принтер «делит» модель по слоям, каждый из которых заливается поочередно (включает заливку и периметр). При этом процент заливки может быть разный, а может быть и так, что заливка вовсе не понадобится (при изготовлении пустотелой модели).

Каждый слой наносится расплавом пластика для 3D принтера (перемещения по осям XY). В завершение печати одного слоя начинается печать следующего, и так далее (происходит перемещение по оси Z – то есть на слой выше).

1. Сетка

При пересечении граней можно получить оригинальные модели слайсинга. В данном случае – когда модель включает несколько объектов - их требуется свести в один.

Однако, следует отметить, что не каждый слайсер чувствителен к сетке (к примеру Slic3er). Если же сетка кривая, а исправлять сложно или просто лень, то можно воспользоваться бесплатным облачным сервисом сloud.nettfab.com Он удобен в большинстве случаев.

2. Плоское основание

Желательно задать у модели плоское основание, но это не обязательное требование. При наличии плоского основания модель будет лучше держаться на столе принтера. Если же она вдруг отклеится (деламинация), то соответственно будет нарушена геометрия основания модели, а это может привести к смещению координат XY, что приведет еще к более плачевным результатам.

Если у модели нет плоского основания или же его площадь мала, то объект можно напечатать на рафте — специальной напечатанной подложке. Минус использования рафта заключается в том, что он портит поверхность модели, с которой соприкасается. Поэтому по возможности лучше его не использовать.

3. Толщина стенок

Стенки модели получается равными или чуть больше диаметра сопла (при меньших показателях принтер просто не сможет их напечатать). Толщина стенки зависит от количества периметров, которые будут печататься. Например, при трех и использования сопла диаметром 0,5 мм, стенки могут быть толщиной минимум от 0.5 до 3мм. Если толщина стенки меньше показателя N*d (N- кол-во периметров, d - диаметр сопла), то она должна быть кратной диаметру сопла.

4. Минимум нависающих элементов

Тонкости 3D печати При печати нависающих элементов требуется использование поддерживающей конструкции – специальной поддержки. Естественно, чем больше будет нависающих элементов, тем меньше поддержек потребуется, а значит будет больше затрат материала и времени, соответственно и дороже будет печать. Учесть следует и то, что поддержка негативно влияет на качество поверхности, соприкасающейся с ней.

Без поддержки можно печатать стенки, у которых угол наклона не превышает 70 градусов.

5. Точность

Точность по осям XY зависит от механических особенностей принтера - люфтов, жесткости конструкции, ремней и т.д.

По оси Z точность зависит от высоты слоя (0.1-0.4 мм). Соответственно высота модели получается кратной высоте слоя. Важно учитывать и то, что после того как материал остынет, он усядется, следовательно немного изменится и геометрия самого объекта.

В данном случае также есть одна проблема, связанная с программой. Не все слайсеры могут корректно обрабатывать внутренние размеры. В связи с этим диаметр отверстий рекомендуется увеличить на 0.1-0.2 мм.

6. Мелкие детали

Печать мелких деталей – пока еще сложная задача для некоторых 3d принтеров. Особую сложность представляют собой модели, которые меньше диаметра сопла. При обработке поверхности такие мелкие детали станут незаметными или вообще исчезнут.

7. Узкие места

Плохо поддаются обработке узкие места детали, поэтому по возможности их лучше избегать, особенно таких, к которым сложно подобрать даже шкуркой или микродрелью. Можно попробовать обработать поверхность растворителем, но есть вероятность того, что оплавятся все мелкие элементы.

8. Большие модели

В ходе моделирования важно учитывать возможные габариты печати. Если модель, которую планируется напечатать, больше максимальных параметров, допустимых в возможностях печати принтера, то его нужно «разрезать», чтобы напечатать отдельные ее части, а потом собрать. Так как части будут склеиваться, то заранее можно изготовить их с соединениями, например, типа «ласточкин хвост».

9. Расположение на рабочем столе

От расположения модели на рабочем столе зависит ее прочность. Распределение нагрузки должно осуществляться поперек слоев печати, но не вдоль. В противном случае слои разойдутся, поскольку сцепления между ними не будет 100%-ым.

Для наглядности приведем в примере две Г-образные модели. Линиями на рисунке показаны слои печати.

Прочность детали, как мы уже сказали, зависит от того, как приложена сила относительно ее слоев. В приведенном примере для правой модели достаточно небольшой силы, чтобы ее сломать.

10. Формат файла

Слайсеры работают с фалами формата STL. Следовательно, готовую модель нужно сохранять именно в указанном формате. Отметим, что почти все современные 3D редакторы могут самостоятельно экспортировать изображения в этот формат или же делать это с использованием плагинов.