Подготовка модели к 3d печати

16 Сен 2021
автор Кирилл Коверзнев

Для того чтобы напечатать 3d объект, недостаточно создать или просто скачать 3D-модель из интернета. Обязательно должна быть подготовка модели к 3d печати. Об этом мы и расскажем в сегодняшней статье.

Прежде всего, необходимо отметить, что 3d принтер не осуществляет обработку 3d модели. Он работает в соответствии с командами, которые описаны в G-коде. Это язык программирования для большинства 3D-принтеров, который устанавливает какой шаговый двигатель, когда и сколько раз задействовать, чтобы получилось изделие. Для этого используют программы-слайсеры (Cura, Simplify3D, Slic3r и др.), преобразующие 3d модель в управляющий код (G-code) для принтера.

Таким образом, прежде чем начать печать, необходимо загрузить виртуальный STL-файл модели в программу-слайсер, которая преобразует объект в серию тонких слоев и создаст файл G-кода, содержащий инструкции для печати каждого слоя. В состав слоя входят: периметр детали (стенки) – внешняя часть и внутреннее заполнение.

Звучит просто: загружаем деталь в программу, нажимаем одну кнопку и она сама составит код для печати. Однако если загрузить модель неверно, печатаемое изделие может получиться с ошибками. Что же нужно для грамотной подготовки модели? Давайте разберем пару моментов, которые вы обязательно должны учесть перед 3Д печатью.

 

  • Размер модели

Первый, самый простой и короткий пункт подготовки - это проверка размера модели. В инструкции об эксплуатации 3d принтера всегда указывается  максимально допустимый объем его печати. Таким образом, если указано, что максимальная высота возможной печати 300 мм, выше этого значения печатать у вас просто физически не получится. Поэтому перед печатью убедитесь, что ваша модель имеет допустимые размеры.

 

  • Правильное расположение

Первое, что необходимо сделать – это правильно сориентировать модель на столе. Положение модели может существенно повлиять на то, каким в результате получится изделие. Рекомендуется располагать модель плоской стороной вниз. Так принтеру будет легче начать печать, и ошибок в некоторых элементах будет меньше. Также вы можете расположить модель горизонтально, это уменьшит количество слоев, а следовательно уменьшит время печати, и итоговая деталь выйдет прочнее.

  • Мелкие элементы

По аналогии с общим размером модели следует учесть размеры и ее отдельных элементов. 3d принтер использует в печати пластиковую нить, которая плавится и наносится на поверхность стола. При этом ее диаметр варьируется от 0,2 до 1 мм (зачастую используется 0,4 мм). А значит, если в вашей модели есть элементы, размеры которых меньше или равны диаметру сопла, в лучшем случае они напечатаются неровно, с искаженной геометрией. В худшем случае они будут проигнорированы и не распечатаются вообще.

 

  • Поддержки

Как уже ранее отмечалось, 3d принтер создает деталь, расплавляя пластик и нанося первый слой на стол, а все последующие - поверх первого. Однако в моделях сложной формы бывают случаи, когда слои должны печататься буквально на воздухе, такой процесс называют “печать мостов”. На малых расстояниях принтер способен печатать “мосты” практически без потери качества, но если ему приходится печатать навесу довольно продолжительные элементы, качество заметно падает. Для этого и существуют поддержки. Поддержки - это добавочные элементы, которые будут размещаться под навесными элементами, чтобы принтер мог их качественно пропечатать, а после их будет необходимо убрать вручную. Это немного увеличит расход пластика, но заметно улучшит качество детали.

 

  • Высота слоя

Печать слоями можно в каком-то смысле сравнить с цифровой фотографией. Как и фотография, напечатанное изделие имеет расширение. В фотографии оно зависит от числа пикселей (маленьких квадратов определенных цветов). Чем больше пикселей, тем более плавно выглядит изображение. Если же пикселей, создающих изображение, будет мало, то картинка получится низкого качества, человеческому глазу будут заметны неровности элементов, которые должны быть плавными.

В 3d печати расширение детали зависит от высоты слоя, измеряемого в миллиметрах. Чем меньше будет высота слоя, тем больше слоев понадобится распечатать для изготовления детали. Очевидно, что увеличение слоев увеличит и время печати. Однако это также увеличит и качество детали, сделав ее более гладкой и приятной взгляду.

  • Толщина стенок

Назначение у 3d печати разное, от промышленного производства деталей до создания скульптур. В зависимости от того, где ваше изделие будет использоваться, можно придать ему различную прочность. На прочность детали могут повлиять такие параметры, как толщина стенки и заполнение. Толщина стенки зависит от того, сколько периметров использовалось для ее создания.

Приведем пример для сопла диаметром 0,4 мм. Если печатаемая модель имеет декоративный характер и ее судьба «красиво стоять на полке», дополняя интерьер комнаты, то достаточно будет толщины в 1,2 мм, т.е. 3 периметра для сопла 0,4 мм. Если же деталь будет подвергаться в дальнейшем каким-либо нагрузкам, то толщина может составлять 1,6 – 2 мм, т.е. 4-5 периметров. Стоит отметить, что увеличение числа также увеличивает время печати, а потому слишком большой ее делать не нужно. Так же как и слишком тонкой, т.к. деталь еще в процессе печати может сильно деформироваться и полностью потерять свой вид к концу.

  • Заполнение

Как было оговорено в предыдущем пункте, на прочность детали также влияет ее заполнение. Заполнение - это своего рода соты, которые будут находиться внутри детали, для сохранения формы изделия и повышения его прочности. Измеряется заполнение в процентах. И также, как и в случае с периметром, - чем больше процент заполнения, тем дольше печать и тем больше параметр прочности.

А потому для декоративных изделий будет достаточно и 20%, для изделий требующих повышенной прочности вершиной будет 40%. Также заполнение играет важную роль, если в дальнейшем в деталь будут добавлять дополнительные элементы, например в нее будут вкручиваться шурупы или болты. В этом случае заполнение можно повысить до 70%, не столько для прочности, сколько для удержания этих добавленных элементов в детали.

Проделав все вышеперечисленные пункты, можно смело запускать программу для создания кода и отправлять модель на печать.

Подытожив все выше сказанное, следует отметить, что подготовка 3д модели к печати является довольно большим и трудоемким занятием, но просто необходимым, если вы хотите, чтобы ваша деталь вышла именно такой, какой вы её и задумывали. Следование основным пунктам поможет сэкономить как время, так и деньги, затрачиваемые на материал.

 

3D Печать

Узнать о технологии 3D печати

Это процесс воссоздания реального объекта по образцу 3D модели. Цифровая 3D модель сохраняется в формате файла STL и передается на печать 3D принтеру. Затем 3D принтер, накладывая слой за слоем, формирует реальный объект.