Не так страшен черт, как его малюют, или как подготовить модель к 3D-печати.

1. Что такое 3 D-печать

3D-печать или технология послойной печати - это процесс изготовления физического объекта на основании его трехмерной цифровой модели, при котором материал, использующийся для печати объекта, наносится слой за слоем. В целях прототипирования технология послойной печати стала использоваться еще в конце 1980-х гг. Сегодня с помощью 3D-принтера можно создать полностью завершенный продукт, а сам процесс 3D-печати постоянно дешевеет, набирая обороты и повсеместное распространение, становясь более индивидуальным.

2. Что можно распечатать на 3 D-принтере?

Возможности 3D-печати ограничены только нашим воображением. С помощью различных сервисов по 3D-печати, как, например, Shapeways , i.materialise и пр., можно распечатать различные объекты: игрушки, гаджеты, аксессуары, арты, украшения для дома и пр. На картинке ниже, как образец дизайнерской мысли, можно увидеть так называемое Smoke Dress датского дизайнера Anouk Wipprecht.

Smoke Dress датского дизайнера Anouk Wipprecht, созданное при сотрудничестве с дизайнером Niccolὸ Casas

3. Как сделать идею реальностью?

Ну, для начала неплохо было бы сделать пару скетчей вашей идеи, которые затем можно превратить в 3D-модели с помощью специальных 3D-редакторов, примеры которых приведены на скриншоте ниже, или наняв 3D-дизайнера. Любые сервисы по 3D-печати обычно также предоставляют услуги 3D-дизайна.

Приложения, способные быстро превратить скетч в полноценную 3D-модель

Работа творческого тандема Katrien Herdewyn и Frederik Bussels

4. Какие материалы используются для 3 D-печати?

О, вы не поверите, но совершенно разные. В зависимости от выбранного сервиса, макета и бюджета, вы можете распечатать свое изделие в пластике, керамике, резине, олове, серебре, золоте, титане и пр.

5. Какого цвета будет 3 D-модель?

Обычно после загрузки модели на вебсайт любого сервиса по 3D-печати, необходимо выбрать материал и его цвет. Кроме того, можно воспользоваться услугами художника, который может как окрасить изделие в любой необычный цвет, так и расписать его.

6. Моделирование с учетом характеристик материала

При моделировании для анимации, геймдева и пр. модель существует в мире без гравитации, а законы физики на нее не воздействуют. При моделировании для 3D-печати необходимо помнить о характеристиках выбранного для печати материала, которые можно найти на вебсайте выбранного сервиса.

Распределение веса

Постарайтесь понять, как именно распределяется вес на вашей модели. Если модель должна стоять сама, без подпорок, сделайте ей прочное основание. Возможно, для более успешного распределения веса у модели должны быть более толстые ноги, подпорки или несколько контактных точек.

Размеры

Размеры модели должны отвечать вашим нуждам и соответствовать техническим требованиям. Например, после обработки поверхности, размеры изделия из олова, бронзы, серебра или стали могут уменьшиться на 0.125 мм. После обжига керамические изделия сначала уменьшаются на 3%, а затем увеличиваются на 1 мм после глазурования.

7. Герметичный меш

Геометрия будущего изделия должна быть герметичной, а нормали не быть вывернутыми, в противном случае принтер «поймет» их как дыры. Кроме того, после булевых операций необходимо проверить меш на наличие любой лишней внутренней геометрии.

Нормальные нормали

Никакой лишней геометрии после булевых операций

8. Выступающие части меша

Слишком тонкие выступающие части меша могут отломиться при постпечатной обработки модели или при транспортировке.

Например, при печати персонажа уделите особое внимание его запястьям, плечам, шее и лодыжкам. При этом необходимо продумать позу персонажа, сделав ее более устойчивой.

Хрупкие области кота выделены стрелочкой, например его хвост, лапы и уши

9. Выходные отверстия

Цена на изделие зачастую зависит от количества использованного материала. С помощью полости, созданной внутри модели, можно снизить стоимость изделия.

Например, при печати материалами Frosted Detail Plastic или Strong & Flexible Plastic с помощью сервиса Shapeways полость изделия заполняется воскообразным формообразующим материалом, который по окончании печати удаляется из модели через выходные отверстия и используется повторно. При этом диаметр выходного отверстия должен быть соответствующего диаметра, который также зависит от количества отверстий. Например, при печати латунью диаметр одного такого отверстия должен составлять минимум 4 мм, при наличии двух и более отверстий их диаметр уже сокращается до 2 мм.

10. Отдельные или плотно прилегающие детали

С помощью 3D-печати можно создавать сложные изделия, состоящие из нескольких частей, без дополнительной сборки. При этом возможности различных 3D-принтеров разнятся, наиболее оптимальный подход можно вычислить только путем экспериментирования. Пример сложного изделия можно увидеть на видео ниже.

Strandbeest дизайнера Theo Jansen

Кроме того, 3D-принтеры также позволяют создавать сложные изделия, состоящие из различных деталей, которые после печати необходимо будет собирать как пазл или игрушку.

11 . Очистка

Если модель состоит из различных неприлегающих друг к другу частей, необходимо оставить между ними соответствующее расстояние, так, чтобы при печати они не проникли друг в друга, а формообразующий материал не остался внутри них. В противном случае это может вызвать сложности при обработке поверхности изделия или его просушке.

12. Применение смуза к модели

При создании 3D-модели все дизайнеры обычно начинают с создания лоупольной версии геометрии.

Далее, в зависимости от 3D-редактора, лоупольная версия переводится в режим предпосмотра смуза, чтобы избежать зависания вьюпорта и ускорить время рендера. Однако 3D-принтеры не понимают предпросмотр смуза, он же режим троечки в Maya, и печатают модель такой, какая она есть. Для печати хайпольной версии модели, ее необходимо продивайдить.

Геометрия со смузом и без него

Продивайденный меш

13. Экспорт модели

После окончания моделирования не забудьте сохранить модель в формате, подходящем для 3D-печати: STL, OBJ, X3D, DAE, Collada или VRML97/2 (WRL). При этом STL обычно считается наиболее распространенным форматом. За дополнительной информацией обратитесь к информации, предоставленной на вебсайте сервиса по 3D-печати.

14. Печатайте, вдохновляйте и вдохновляйтесь

Итак, загружайте модели на вебсайт понравившегося сервиса по 3D-печати, распечатывайте свои идеи и наслаждайтесь результатом. Покажите готовое изделие друзьям, коллегам, знакомым CG-художника, вдохновите других своим примером и сами вдохновитесь на дальнейшие подвиги. Первая распечатанная 3D-модель - это как первая любовь, не всегда успешная или совершенная, но абсолютно незабываемая.

Полезный урок по подготовке модели к 3D-печати.

В данной статье приведем несколько порталов, с которых можно скачать или купить модели для 3D принтера.

На русскоязычном пространстве наиболее популярным является ресурс

3dtoday.ru

На данном сайте можно найти не только огромное количество
разнообразнейших моделей stl и эскизов для последующей печати на 3D принтере, но и множество полезной информации. На страницах сайта также расположена информация о сканирующих объемных устройствах и настоящая энциклопедия о 3D печати.

make-3d.ru

Предлагает более практичные модели для печати. В каталоге ресурса размещены образцы предметов с их фотографиями после распечатки. Удобный каталог, наличие видеоинструкции и большое количество бесплатных качественных моделей для печати делают ресурс привлекательным для пользователей.

www.thingiverse.com

На момент написания статьи, имеет наибольшую базу для свободного скачивания и покупки в интернете. В каталоге ресурса можно обнаружить несколько тысяч моделей различной направленности, тематики и внешнего вида. Для удобства ориентирования по странице разработчики снабдили сайт удобной поисковой системой и привязкой каждой stl модели к конкретному тегу. Каждый образец снабжается несколькими фотографиями с разных ракурсов. Это позволит получить полное представление о результате печати. Из относительных минусов ресурса можно назвать отсутствие в навигации русского языка.

www.youmagine.com

Обладает более технической направленностью предоставленных ресурсов. В каталоге можно найти множество устройств и механизмов, которые создаются исключительно из деталей, распечатанных на 3D принтере. В описании stl моделей указывается не только информация о печати, но и алгоритм сборки. На главной странице размещены модели, которые являются лидерами по популярности среди пользователей.

cubify.com

Этот ресурс является своеобразной платформой любителей 3D печати. Здесь вы обнаружите большое количество готовых к скачиванию и покупке моделей, удобный инструмент для создания собственных образцов для печати, рекомендации и полезные советы по использованию возможностей объемной печати. Кроме этого, сайт обладает удобной системой группового общения. Это позволит решать возникшие проблемы и обсуждать вопросы по печати вместе с друзьями.

grabcad.com

Самый интересный портал для любителей техники . Он не содержит простых stl моделей, как предыдущие ресурсы, но обладает огромной базой полезных ресурсов и моделей для 3D принтера, частей различного оборудования и устройств. Если вы любитель самостоятельно изготовить полезные предметы для обихода с помощью 3D принтера, то этот ресурс станет вашим любимым из перечисленных.

На этом ресурсе мой двоюродный брат выкладывает свои работы . А вот на этой странице есть его контакты, чтобы связать и заказать 3D модель.

Известно, что обязательным условием для 3D-печати является наличие 3D-модели, по которой принтер будет выращивать трехмерный объект. Но, даже смоделировав предмет, не стоит со стопроцентной уверенностью полагать, что дело сделано, и скоро принтер выдаст вам готовое изделие. Дело в том, что не все модели пригодны для 3D-печати. Есть определенные требования к размерам, толщинам и дизайну моделей – причем эти требования варьируются в зависимости от используемого материала и принтера. Кроме этих индивидуальных характеристик, есть и общие требования, которые отличают модели для печати от других 3D-моделей. И сейчас мы подробнее расскажем о том, как подготовить модель для 3D-печати.

Прежде всего, нужно помнить, что для 3D-печати подходят файлы формата STL (для одноцветных моделей) и WRL (для цветной 3D-печати из гипса). Практически все программы для 3D-моделирования позволяют экспортировать модели в STL, поэтому с этим не должно возникнуть проблем. Также следует учитывать, что для на нашем сайте принимаются файлы размером не более 50 МБ каждый, а также расширенный список форматов, которые автоматически экспортируются в STL: STP, STEP, OFF, OBJ, PLY и непосредственно STL. Если размер файла составляет больше 50 МБ, то нужно отправлять модель на наш электронный адрес: . Кстати, один из наиболее простых способов уменьшения объема модели и размера файла - создание полых 3D-моделей, о том, как это работает, мы .

Перед тем как начать создавать модель для 3D-печати, важно понять, из какого материала вы хотите печатать изделие. У каждого материала есть свои индивидуальные особенности для 3D-моделирования - максимальный и минимальный размеры модели, толщины стенок, расстояние между подвижными частями и т.д. Подробнее узнать о требованиях для того или иного материла можно в .

А об основных принципах работы с Netfabb читайте в разделе нашего блога.

Возможность печати моделей в 3D появилась в 1991 году, а в 2017 по технологиям трехмерного прототипирования в России выстроен первый дом с мебелью и работающими системами коммуникации. Трехмерное моделирование все чаще используют в бытовых целях и сегодня скачать готовые модели для 3D принтера и распечатать, скажем, формы для печенья или чехол для телефона можно за десять минут.

Ассортимент трехмерных шаблонов Медуза-онлайн

Вам не нужно обладать навыками моделирования, чтобы распечатать понравившееся изделие. Наш каталог бесплатных 3D моделей содержит несколько сотен шаблонов, распределенных по категориям:

• аксессуары для мобильных телефонов;
• украшения – серьги, браслеты, кольца;
• игрушки – фигурки и паззлы;
• подарки к праздникам;
• предметы для офиса;
• кухонная утварь и бытовые предметы.

Получить изделие, напечатанное по прототипу, вы можете в два клика – просто откройте каталог 3D моделей для принтера, выберите желаемый шаблон и оформите заказ. Альтернативный вариант – распечатать макет понравившейся модели для 3D принтера и найти ближайшую студию 3D печати в вашем городе. Сделать это вы также можете с помощью нашего ресурса.

Почему стоит заказать 3D печать у нас

Вы спросите, почему мы? Ведь можно и самостоятельно нарисовать прототип, отправить его на печать и через несколько дней забрать заказ. Отвечаем – есть минимум шесть причин выбрать ресурс Медуза:

• у нас можно скачать бесплатные модели для 3D принтера и заказать продукт из любого материала;
• наши партнеры – более 150 студий 3D печати на территории РФ;
• делая заказ на сайте Medusa, вы получаете комплекс услуг от выбора прототипа до готового изделия;
• товары, напечатанные в 3D, стоят дешевле заводских;
• вам не нужно ожидать поступления товара в продажу;
• 3D модели для печати на 3D принтере отличаются разнообразием.

Просматривайте каталог, выбирайте любимую модель и оформляйте заказ – печатайте прототип с нашей помощью или самостоятельно. Медуза отвечает за качество шаблонов, как платных, так и бесплатных. Мы уверены в наших партнерах и делаем все, чтобы вы могли без труда получить желаемую вещь.

В этом уроке мы рассмотрим такой важный вопрос, как толщина различных элементов вашей . Этот параметр очень важен для , т.к. от него зависит, можно ли модель успешно напечатать, обработать и переслать заказчику.

Неправильный подбор толщины стенок и деталей – самая распространённая ошибка у новичков. Дело в том, что в виртуальном мире 3D-редактора , ваша модель может быть какого угодно размера и формы. Однако, в реальном мире действуют другие законы, которые налагают определённые ограничения. Поэтому, если вы хотите, чтобы ваше творение было пригодно для воплощения в материале, вы должны их учитывать.

1. Теория

Основные части и детали

Вначале, мы рассмотрим такие понятия, как основные части и её дополнительные детали. Здесь всё просто. Крупные части , которые являются её неотъемлемой структурной составляющей, считаются основными. Мелкие детали, которые выполняют декоративные функции - дополнительными.

Попросту говоря, основные части 3D — составляют её остов, на который навешиваются мелкие дополнительные детали .

Пример основной и дополнительной детали. Выступ на левом рисунке является основной частью 3D , рельефный текст на кубике справа - дополнительная деталь.

Минимальная толщина стенки модели.

В 3D-печати, под толщиной стенки понимают расстояние между двумя противолежащими плоскостями основной (несущей) части .

Отдельно подчеркну, что это определение не относится к дополнительным (декоративным) деталям. Только к основным частям. Аналогичный параметр для декоративных элементов называют толщиной деталей .

На рисунке выше, буквой d обозначена толщина стенок двух . В случае сплошного, монолитного цилиндра, этот параметр равен его диаметру. У полой трубы, в свою очередь, цельными являются только её стенки. Соответственно, толщиной стенки этой считается не внешний диаметр трубы, а толщина её стенок.

Очевидно, что минимальной толщиной стенки считается её толщина в самом тонком месте.

Конечно, вы можете сделать стенки меньшей толщины, и они успешно напечатаются на 3D принтере …возможно…

Например, у этой фигурки хамелеона, толщина языка всего лишь 1 мм, но он получился довольно неплохо. Однако, нужно учесть, что эта деталь получилась очень хрупкой и нет никаких гарантий, что она не сломается во время транспортировки .

А вот у следующей, напечатанной в 3D — явные проблемы с толщиной — у нее не пропечаталась одна стенка.

2. Практика.

Поэтому, сейчас мы поделимся некоторыми практическими рекомендациями, которые помогут вам в проектировании ваших .

Соотношение длины и толщины

Есть проблема, связанная с неверным соотношением толщины детали и её длины.

На двух рисунках ниже приведён пример такой ситуации.

На этом рисунке видно длинный выступ, размерами 1 х 1 х 20 мм, исходящий из большого параллелепипеда. Эта деталь удовлетворяет требованиям по минимальной толщине, но из-за своей огромной длины (в 20 раз больше толщины), этот выступ обладает слишком низкой жёсткостью. Вряд ли эта деталь переживёт чистку, упаковку и перевозку. Особенно, если она сделана из материалов, не предназначенных для 3D печати с очень высокой детализацией ( или )

На этом рисунке показан квадратный «мостик» толщиной 1мм и длиной 100 мм, соединяющий два куба, размерами 70 х 70 х 70 мм каждый. В этом случае, толщина мостика тоже вписывается в формальные требования. Однако, он просто не выдержит веса двух массивных кубов и сломается на этапе очистки или транспортировки.

Поэтому, чтобы обеспечить достаточную жёсткость и прочность конструкции, выбирайте соотношение толщины детали и её длины не более 1:10
Т.е., если длина вашей детали равна 10 мм, толщина её стенки должна быть не менее 1 мм. Если толщина детали 2 мм, её оптимальная длина - не более 20 мм.

Конечно, добиться такого соотношения не всегда возможно. Поэтому, для конструкций с длинными, тонкими выступами, мы рекомендуем использовать толщину стенки, в 2-3 раза превышающую минимально допустимую величину.

Самоподдерживающиеся конструкции

Это предметы, которые обладают особой формой, равномерно распределяющей нагрузку.
Простые примеры - клетка и стакан, изображенные на рисунке ниже.