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.

• 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.

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.

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.