3D-принтер — всё по этой теме для программистов

Оглавление (нажмите, чтобы открыть):

Напечатать проще, чем купить: гайд по выбору 3D-принтеров

Человеку XX века объёмная печать показалась бы научной фантастикой, сегодня же эта технология знакома большинству. 3D-принтеры активно трудятся на производстве, в строительстве, и у обычных пользователей встречаются всё чаще. Если сломалась пластмассовая деталь игрушки или прибора, её можно просто распечатать, а не бегать по магазинам. Давно хотели попробовать, но не знали, с чего начать? Подборка готовых решений на все случаи жизни — под катом.

Первое, с чем сталкивается будущий владелец 3D-принтера — кажущаяся сложность обращения с высокотехнологичным прибором. Но не так страшен чёрт: если не полениться внимательно прочитать инструкции, установить и настроить такой агрегат вовсе не сложно. Что касается креативной части процесса, то не понадобится даже умение рисовать: в интернете получится без труда скачать уйму готовых моделей. Останется только определиться с кругом задач, которые должен будет решить аппарат.

Первый шаг

Самый доступный способ знакомства с технологией — это 3D-ручка. Макет в неё, конечно, загрузить не выйдет, зато можно разобраться в основах объёмной печати и побаловаться без лишних затрат. Или подарить гаджет ребёнку: возможность создавать (или модифицировать) собственные игрушки куда увлекательнее, чем гонять по экрану горсть пикселей. Весит устройство всего 62 грамма при размере 184x31x46 мм.

Технологически 3D-ручка схожа со всем известным клеевым пистолетом, разве что в качестве наполнителя используется специальная пластиковая нить вместо клейкого стержня. Продвинутые модели позволяют «заправить» ручку разными цветами и менять их прямо на лету. Расходный материал — ABS- или PLA-нити толщиной 1,75 мм.

В отличие от принтера, элементов управления у гаджета минимум, а индикатор температуры и скорости плавления вынесен прямо на корпус. Регулируется и скорость выхода пластика, значительно упрощая процесс ручной печати. Для повышения точности есть насадка толщиной 0,4 мм.

Просто добавь объёма

При первом рассмотрении 3D-принтер кажется чем-то вроде промышленного станка с множеством деталей. На деле же смонтировать такой агрегат не сложнее, чем системный блок. Geeetech 3D Printer I3 Pro W на базе популярнейшего проекта Prusa i3 отлично подойдёт для начинающих. Собрать его можно за пару вечеров, да и открытая система накаливания заметно упростит обслуживание.

Несмотря на принадлежность к бюджетному сегменту, аппарат может похвастаться приличной площадью печати — 20х20х18 см. Модель поддерживает широкий набор материалов для печати: как стандартные гибкие нити ABS/PLA, так и продвинутые нейлоновые или дерево-полимерные.

Саморегулирующаяся система управления с функцией автоматического выравнивания 3D Touch простит «начинающему» многие распространённые ошибки. В комплекте с принтером поставляется фирменное приложение EasyPrint 3D с набором готовых моделей и возможностью загрузки новых. Поддерживается и автономная печать с SD-карт.

План «Дельта»

В отличие от классических решений, построенных по принципу декартовой системы координат, печатающая система дельта-принтера смонтирована на специальных подвесах. Такая конструкция обладает компактными размерами и гораздо большей скоростью печати. При этом аппарат не только экономит время своему владельцу, но и выглядит футуристически. У FLSUN 3D Kossel Delta, несмотря на довольно скромные габариты, весьма неплохой рабочий объём: 180×315 мм в базовой версии.

От ошибок при печати принтер защищает автоматическая регулировка уровня направляющих. В зависимости от сложности модели, скорость печати (включая цветную) составляет от 20 до 150 мм/с при толщине слоя от 0,05 до 0,4 мм. Состояние печати дополнительно отображается на встроенном LCD-дисплее.

Фотопринтер без бумаги

Фотополимерные (SLA) принтеры предназначены для создания высокоточных моделей, в том числе тонкостенных и с большим количеством мелких деталей. В качестве расходного материала такие модели используют жидкие фотополимеры, отверждаемые при помощи лазера или УФ-лучей. Такой аппарат в большей степени подойдёт продвинутым пользователям с опытом 3D-печати.

Sparkmaker SLA 3D — один из самых доступных принтеров в своём классе. Он предназначен для объёмной печати сравнительно небольших деталей габаритами до 98x55x125 мм. Скорость печати составляет от 5 до 15 секунд на слой, расходником служит 405-нм фоточувствительная смола. SLA-принтер нередко становится вторым в коллекции, дополняя классическое решение. Впрочем, лишнего места он не займёт: размеры аппарата всего 170×275 мм при весе 3,5 кг. В комплект входит фирменное программное обеспечение Spark Studio, ввод данных производится с SD-карты.

От простого к сложному

Рано или поздно наступит такой момент, когда захочется большего, и выбирать придётся из моделей посерьёзнее. Ripson А3 выполнен по кинематической схеме CoreXY: печатающая головка движется по осям X и Y, а платформа по оси Z. Устойчивая закрытая конструкция обеспечивает высокое качество печати.

Благодаря сложному устройству привода печатающей головки с большим количеством ремней повышается точность позиционирования. Печать происходит посредством ABS, PLA, SBS и других распространенных видов пластика-наполнителя. Чтение данных предусмотрено с SD-накопителя, статус печати и системные сообщения отображаются на LCD-дисплее в нижней части принтера.

Трудности выбора

Казалось бы, какие могут быть сложности при заказе онлайн? Выбор на внутреннем китайском рынке часто больше, а цены ниже, чем в магазинах, работающих на зарубежную аудиторию. Зашёл на Taobao, а то и вовсе на сайт производителя, нажал «купить» — и жди себе доставку. Но есть пара нюансов. Во-первых, в большинстве случаев понадобится знание китайского для связи с продавцом. Во-вторых, далеко не каждый поставщик возьмётся за доставку в Россию — а если и возьмётся, цена определённо перестанет быть привлекательной. И наконец, если придёт некачественный товар, доказать свою непричастность к поломке будет практически нереально.

Решить все эти проблемы поможет уже знакомый нам сервис YOYBUY. Достаточно выбрать понравившуюся модель и передать ссылку сотрудникам сервиса через официальный сайт, предварительно зарегистрировавшись. Останется лишь оплатить товар и дождаться его. Представители YOYBUY сами свяжутся с продавцом (что особенно важно, если вы не владеете китайским) и оформят заказ на свой склад с последующей отправкой по указанному адресу.

К другим преимуществам YOYBUY относятся удобный онлайн-калькулятор для расчёта стоимости покупки с доставкой, проверка товара перед отправкой, широкий выбор способов оплаты и возможность доставки российской логистической компанией «Карго». Кроме того, все впервые зарегистрированные пользователи сервиса получат бонусный купон на $10 на любые покупки через YOYBUY.

3D печать: 8 советов начинающим

Принтеры для трехмерной печати — не только многофункциональные, но и невероятно модные устройства. Очевидно, что в наши дни они находятся на пике популярности и все больше людей желают купить 3D принтер для того, чтобы попробовать свои силы в этой области.

Однако прежде не лишним запастись багажом знаний и полезной информацией об этом оборудовании. Вот что советуют профессионалы отрасли — люди, которые используют 3D печать на протяжении нескольких лет.

Инженер, специалист в области алгоритмических проблем и оптимизации, работает консультантом в нескольких стартапах и научно-исследовательских институтах по вопросам программного обеспечения и аппаратных средств прототипирования. Ведет блог о 3D принтерах www.tridimake.com.

#1 Вы должны четко понимать, что «3D принтер для дома» — это не «3D принтер для домохозяек», как бы производитель вас не убеждал в том, что вам нужно только включить его и печать начнется сама собой. Объем знаний того, как все на самом деле работает, должен быть не меньшим, чем ваше любопытство и желание скорей попробовать печать. На сегодняшний день лишь очень немногие принтеры способны действительно работать «из коробки». Но даже с ними, рано или поздно, вам придется решать ряд технических вопросов, связанных с обслуживанием или заменой деталей.

#2 Не начинайте печать без точно проделанной калибровки. Опять же — моделей, которые обладают автокалибровкой пока считанные единицы, но и в этом случае я настоятельно рекомендую изучить принципы настройки 3D принтера. Не полагайтесь на автоматику, проверьте самостоятельно рабочую площадку, шкивы и ремни, держите все основные узлы в чистоте. Сейчас тематические форумы наполнены сообщениями о десятках различных проблем, связанных с 3D печатью. Люди разочарованы и посылают проклятия в адрес производителей, но в 9 случаях из 10 причиной всех бед является неправильная калибровка или ее полное игнорирование. Еще раз: изучите принципы калибровки 3D принтера и со временем вы сможете определять буквально на слух, если что-то пойдет не так.

#3 Не зацикливайтесь на каком-то одной причине, если вдруг моделирование будет происходить с ошибками. 3D принтеры — это технически сложные устройства и часто источников у проблемы может быть несколько. Например, проскальзывание нити при печати может быть вызвано недостаточным натяжением крепежного винта на экструдере, загрязнением сопла, неправильно выставленным значением подачи, слишком низкой температурой, слишком высокой температурой или же вовсе совокупностью нескольких этих факторов.

Ричард Хорн (a.k.a RichRap)

Инженер-электроник, дизайнер, предприниматель, изучающий различные электронные технологии и платформы на протяжении последних 20 лет. С 2009 года развивает собственный интернет-проектRepRap.org, разрабатывает DIY-комплекты для трехмерного моделирования.

#4 Мой первый совет всем, кто делает первые шаги в 3D печати — начните с простого. С самого простого. После того, как вы соберете и настроите принтер, распечатайте несколько кубиков 20 на 20 мм. Согласен, это звучит скучно, и вы вовсе не этого хотите от вашего 3D принтера. Но именно такие простые объекты позволят вам понять, как работает машина, каким образом ее лучше всего калибровать и настраивать под ваши дальнейшие задачи. Напечатайте монолитные кубики для проверки беспрерывной экструзии и точности калибровки. Напечатайте полые внутри кубики, чтобы проверить минимальную толщину стенок и их прочность. Как и в любом деле — для достижения выдающихся результатов, сначала нужно набить руку на рутинных задачах.

#5 Нельзя обойтись без совета о калибровке рабочей платформы — ни в коем случае не игнорируйте этот момент. Чем больше времени вы проведете с 3D принтером на начальном этапе и чем больше узнаете о принципах его работы, тем меньше совершите ошибок в будущем. Скорее всего, уделив должное внимание настройки, вы и вовсе обойдетесь без них. Даже если ваш принтер снабжен системой автоматической калибровки, проверьте самостоятельно положение по осям X, Y и Z — все должно быть идеально ровно под углом 90 градусов. Печать небольших кубиков, которую я советовал чуть ранее, поможет вам удостовериться в этом.

#6 Думаете, с кубиками все? Как бы не так! Именно эти маленькие фигурки помогут вам точность размеров печати. Мы условились с вами, что каждое ребро кубика будет 20 мм — вооружившись электронным штангенциркулем вы сможете убедиться, так это или нет. В особенности я рекомендую выполнить эту проверку тем, кто собирает 3D принтеры самостоятельно. Часто в открытом исходном коде имеется возможность микро-корректировки шага печати. Иными словами, вы сами способны определять эталонный миллиметр, который ваша машина возьмет за основу.

Дизайнер, преданный поклонник цифровых технологий и разработчик оригинальной продукции, создаваемой с помощью 3D принтеров. Портфолио и проекты Чарльза собраны на его личном сайтеcharlesfried.com.

#7 Помните про два немаловажных правила: правило 45 градусов и правило 0,25 мм. Первое — это золотая середина, которая обеспечит вам хорошее качество готовых моделей. В этом случае вам не потребуются дополнительные элементы поддержки, а значит поверхность детали будет идеально гладкой.

Правило 0,25 мм применяется в случаях, когда печатаются составные модели. Именно таким, а точнее не меньшим, должно быть расстояние от поверхности одной детали, до поверхности другой. Например, если в вашей заготовке присутствует отверстие диаметром 10 мм, стержень для этого отверстия должен быть 9,5 мм толщиной.

#8 Исследуйте мир материалов для 3D печати. После того, как получите достаточно опыта с АБС-пластиком или ПЛА-пластиком, вам обязательно стоит попробовать что-то новое. Художник не использует только две краски, значит и вам не стоит себя ограничивать — только так вы сможете оценить собственный потенциал творца и все возможности своего принтера.

Отдельные материалы создаются из оригинальных композитных смесей, что позволит вам получить на выходе нечто большее, чем просто пластиковые безделушки. В конечном итоге вы даже сможете делать готовые изделия на продажу, например, из нитей с древесной структурой или люминесцентного пластика.

Руководство по разработке 3D-моделей для FDM-принтеров

3D-печать набирает популярность семимильными шагами, а 3D-принтеры становятся всё более и более доступными. Это означает, что люди всё больше и больше перестают пользоваться сторонними услугами 3D-печати, а сами присоединяются к 3D-моделированию и пользуются собственными FDM-принтерами.

А это в свою очередь означает, что людям требуется всё больше и больше высококачественных моделей, которые можно распечатать в домашних условиях, и это с учетом того, что не каждая модель может быть создана по технологии FDM. Поэтому возникает вопрос: как сделать так, чтобы разрабатываемая модель была реализуемой по FDM-технологии 3D-печати?

Что такое FDM-принтер?

Перед тем как вы приступите к созданию моделей для FDM-принтеров, вы должны понять, как они работают. 3D-принтеры реализуют так называемую аддитивную технологию, то есть материал при создании объекта добавляется в соответствии с 3D-моделью. Такая технология отличается от традиционной субтрактивной, когда материал удаляется, а то, что остается, — и есть конечный продукт.

Моделирование методом наплавления (Fused Deposition Modeling — FDM) — технология, наиболее часто используемая в домашних 3D-принтерах. В таких принтерах применяется специальная нить, которая подается через сопло, где расплавляется до жидкого состояния и затем слой за слоем выкладывается на платформу печати, на которой моментально охлаждается и застывает. Процесс расплавления и выкладывания нити исходного материала продолжается до тех пор, пока не образуется требуемый объект.

Почему при моделировании следует учитывать условия FDM-процесса?

Самый простой и прямой ответ на этот — затраты и удобство. Коммерческие 3D-модели получаются при реализации значительно дороже, чем те, которые созданы специально под FDM-принтеры. Во-вторых, — и это не менее важно, — высокий спрос именно на такие модели, которые можно распечатать по FDM-технологии. 3D-печать находится на начальной стадии развития, и интерес к ней в значительной степени подогревается теми, кто используют собственные принтеры и нуждаются в моделях высокого качества.

Что делает модель распечатываемой по FDM-технологии?

Чтобы модель можно было реализовать по FDM-технологии, следует иметь в виду несколько общих принципов.

    Дизайн под правильные материалы. В домашних принтерах наиболее часто используются филаменты из акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) и полилактида (PLA). При создании любых моделей важно помнить о свойствах этих материалов, потому что с учетом этих свойств может потребоваться та или иная подгонка элементов. Например, изготовленный из PLA простой крючок на стену, чтобы вешать на него одежду, в определенных местах должен быть толще того крючка, который изготовлен промышленным способом из керамики, – только тогда можно рассчитывать, что он окажется достаточно прочным, чтобы выдержать нагрузки. Кроме того, важно учитывать температуру плавления используемого филамента. Нет никаких проблем, чтобы распечатать на FDM-принтере форму для выпечки, но только вот температура плавления у ABS составляет 150 °C, а у PLA – 105 °C, так что испечется совсем не то, что нужно.

Формат файлов. FDM-принтеры могут распечатывать файлы .STL и .OBJ (которые с помощью программ «нарезки» перед печатью преобразуются в специальный G-код).

В файлах .STL содержится информация о геометрии поверхности без учета окраски и текстуры 3D-объекта.

В файлах .OBJ содержится информация о поверхности, специальный MAT-индекс и данные по текстуре.

Правило 45. Поскольку каждый очередной слой является основой для последующего, для корректной печати вертикальных углов более 45°, как правило, требуются дополнительные подпорки. Хотя добавить к модели перед ее печатью пару подпорок совсем не трудно, важно, чтобы таких подпорок было как можно меньше, чтобы упростить процесс печати и не делать его чрезмерно дорогостоящим. Получится не совсем хорошо, если пользователю придется потратить лишние $5 на материал для подпорок, помимо расходов на собственно материал печати.

Еще одна вещь, которую можно учесть, — это то, что вы можете предложить два варианта одного и того же файла – с поддержками и без. Тогда у одних пользователей появится возможность разработать поддержки самостоятельно, а другие смогут ограничиться нажатием кнопки запуска печати.

Дизайн под размеры принтера. Габариты FDM-принтеров варьируются от 120 × 120 × 120 мм (как UP Mini) до 305 × 305 × 305 мм (как Series 1 фирмы Type A Machines). Пользователь может преобразовать размеры модели скачанного файла, чтобы она помещалась в принтер, но если печать ведется в потоковом режиме, это невозможно. Поэтому всегда при разработке моделей для печати в потоковом режиме следует иметь в виду максимальные размеры принтера.

Обратите внимание на детализацию. Существуют определенные ограничения на размеры мелких деталей, которые могут быть выпечатаны на FDM-принтере. Детализация не должна быть настолько крошечной, чтобы появился риск того, что что-то не пропечатается.
Вот несколько советов по этому поводу:
Для большинства FDM-принтеров рекомендуемый размер шрифта на верхней или нижней поверхности модели не должен быть меньше 16 пунктов полужирным и 10 пунктов полужирным на вертикалях.

Рекомендуемая минимальная толщина стенок модели зависит от толщины конкретного слоя при печати, а также от особенностей дизайна (размеров, массы, которую модель должна держать, и т.п.), но 1 мм и толще, как правило, подходит для большинства случаев FDM-печати.

Минимальное расстояние между прилегающими деталями для большинства FDM-принтеров должно составлять 0,4 мм, но чем больше, тем лучше.

Обращайте внимание на количество полигонов. Модели с большим количеством полигонов могут быть очень детализированными, но с такими файлами трудно работать из-за их размеров. Во избежание этой проблемы старайтесь, чтобы количество полигонов было как можно меньшим, но без потери детализации.

Уменьшить количество полигонов и размер файла можно с помощью таких программ, как Blender или Meshmixer

Следите за макетной сеткой. Убедитесь, что ваша макетная сетка связная (герметичная). Это не значит, что не должно быть пространства там, где ему быть положено, но следует убедиться, что в модели нет дыр там, где поверхность подразумевалась сплошной. Дыры в макетной сетке могут привести к тому, что модель окажется невозможно напечатать.

Проверить модель на наличие нежелательных дыр можно с помощью таких программ, как Solid Inspector (бесплатный плагин для Sketchup), которые укажут на все сомнительные в этом смысле места. Есть еще программа Netfabb, которая сама закроет в модели все имеющиеся огрехи в макетной сетке.

Рендеринг должен быть реалистичным. Следует стремиться к тому, чтобы рендеринг показывал, в каком виде модель будет напечатана на самом деле. Все FDM-принтеры используют одноцветную печать, никакой мультицветности. Разноцветные рендеринги могут создать иллюзию текстуры, но на деле получаться будет просто гладкая поверхность. Это может разочаровать и разозлить пользователей, которые окажутся недовольны приобретением вашей модели.

  • Для профессионалов. Попробуйте пропустить свою модель через программы Magics, Netfabb или Meshmixer. Так можно отловить коварные ошибки (те же несвязные сетки).
  • Помните: материал имеет значение!

    Поскольку клиент заказывает разработку дизайна, расширьте дизайнерское решение с учетом используемого материала, минимальных затрат и времени печати.

    Следуйте Правилу 45, сокращая потребность в материале для подпорок.

    Уменьшайте модель, чтобы она помещалось в пространство печати. Это, к тому же, окажется для клиента дешевле и быстрее. Имейте в виду, что, если вы разрешаете загружать свои модели, пользователи смогут уменьшать их по своему усмотрению, но потоковый файл уже нарезан, и у пользователя нет удобных возможностей его модифицировать.

    Комбинируйте несколько файлов в один, в котором объекты находятся друг от друга на расстоянии 2 мм. Пользователь в таком случае сможет распечатать все за один заход. Помните, что в FDM-принтерах все объекты должны опираться на платформу, поэтому убедитесь, что начальная вертикальная координата у всех одинакова.

    Следуйте этим указаниям, и они помогут вам уверенно идти к успеху в деле FDM-печати!

    Планы уроков по 3D-печати для общеобразовательной школы STEAM

    3D-печать для образовательного курса STEAM

    Как высшие учебные заведения, так и общеобразовательные школы используют 3D-печать в качестве инструмента для повышения уровня обучения. Для многих преподавателей трехмерная печать по-прежнему является новой технологией, и может стать проблемой попытка выяснить, как интегрировать ее в учебную программу. 3D-принтеры — это такие же инструменты обучения, как калькулятор и линейка. Вместо того, чтобы изменять существующий классный материал, чтобы сосредоточиться на 3D-печати, учителя используют 3D-принтеры в качестве инструмента для поддержки своих занятий.

    В Formlabs мы считаем, что совместное использование учебных программ и ресурсов является одним из лучших способов помочь коллегам-педагогам понять, как интегрировать 3D-печать в существующие или новые уроки. Мы обратились к нашим представителям-педагогам и попросили их представить планы уроков, которые включали аспекты 3D-дизайна и 3D-печати. Вы можете найти все планы уроков наших представителей на нашей странице образовательных ресурсов.

    Это модель из Плана уроков Dodecahedron, представленного Инициативой научной визуализации

    Данное руководство включает в себя два примера планов уроков от ведущих преподавателей, тематическое исследование с преподавателем по профессионально-техническому образованию (CTE), а также обзор различных технологий 3D-печати. Используйте это руководство в качестве ресурса, чтобы получить идеи и представления о том, как создавать новые или использовать существующие планы уроков, которые интегрируют 3D-печать и дизайн в Ваш класс.

    3D-печать. Обзор технологий

    Каждая технология 3D-печати имеет свои сильные и слабые стороны и требования и подходит для различных приложений и бизнеса. Ниже приведен обзор того, как работает каждая технология:

    МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОМ НАПЛАВЛЕНИЯ (FDM)

    Моделирование методом наплавления является наиболее широко используемой формой 3D-печати на потребительском уровне, вызванной появлением любительских 3D-принтеров. FDM 3D-принтеры создают детали путем плавления и экструдирования термопластичных нитей, которые печатная головка закладывает слоями в области сборки. FDM работает с рядом стандартных термопластов, таких как ABS, PLA и их различные смеси. Этот метод хорошо подходит для базовых концептуальных моделей, а также для быстрого и недорогого прототипирования простых деталей, таких как детали, которые обычно можно обрабатывать.

    Детали FDM имеют видимые линии слоев и могут показывать неточности вокруг сложных функций. Этот пример был напечатан на промышленном 3D-принтере Stratasys uPrint с растворимыми носителями (цена на машину начиналась от 15900 долларов США).

    FDM имеет самое низкое разрешение и точность по сравнению с SLA или SLS и не является лучшим вариантом для печати сложных конструкций или деталей со сложными функциями.

    Высококачественная отделка может быть получена путем химического и механического полирования. Промышленные 3D-принтеры FDM используют растворимые опоры для смягчения некоторых из этих проблем и предлагают более широкий спектр технических термопластов, но они также имеют значительно более высокую цену

    СТЕРЕОЛИТОГРАФИЯ (SLA)

    Стереолитография была первой в мире технологией 3D-печати, изобретенной в 1980-х годах и до сих пор одной из самых популярных технологий для профессионалов. SLA использует лазер для отверждения жидкого полимера в затвердевший пластик в процессе, называемом фотополимеризацией.

    Детали SLA имеют наивысшее разрешение и точность, самые четкие детали и гладкую поверхность среди всех технологий пластиковой 3D-печати, но основное преимущество SLA заключается в ее универсальности. Изготовители материалов создали инновационные составы полимеров SLA с широким спектром оптических, механических и тепловых свойств, в соответствии со стандартными, инженерными и промышленными термопластами.

    Детали SLA имеют острые края, гладкую поверхность и минимальные видимые линии слоев. В этом примере деталь была напечатана на настольном SLA 3D-принтере Formlabs Form2 (цена начинается с 3 499 долларов США).

    SLA — отличный вариант для очень детальных прототипов, требующих жесткие допуски и гладкие поверхности, таких как формы, шаблоны и функциональные детали. SLA широко используется в различных отраслях промышленности от проектирования и дизайна продукции до производства, стоматологии, ювелирных изделий, моделирования и образования.

    СЕЛЕКТИВНОЕ ЛАЗЕРНОЕ СПЕКАНИЕ (SLS)

    Селективное лазерное спекание является наиболее распространенной технологией производства присадок для промышленного применения.

    SLS 3D-принтеры используют мощный лазер для сплавления мелких частиц полимерного порошка. Неиспользованный порошок поддерживает деталь во время печати и устраняет необходимость в специализированных опорных конструкциях. Это делает SLS идеальным для сложных геометрий, включая внутренние поверхности, подрезы, тонкие стенки и отрицательные поверхности. Детали, изготовленные с использованием SLS-печати, имеют отличные механические характеристики, прочность которых напоминает детали, изготовленные методом литья под давлением.

    Детали SLS имеют слегка шероховатую поверхность, но почти не имеют видимых линий слоев. В этом примере деталь была напечатана на настольном SLS 3D-принтере Formlabs Fuse1 (цена начинается с 9 999 долларов США).

    Наиболее распространенным материалом для селективного лазерного спекания является нейлон, популярный инженерный термопластик с превосходными механическими свойствами. Нейлон легкий, прочный и гибкий, а также устойчивый к ударам, химикатам, теплу, ультрафиолетовому излучению, воде и грязи.

    Сочетание низких затрат на партию, высокой производительности и установленных материалов делают SLS популярным выбором среди инженеров для функционального прототипирования и экономичной альтернативой литьевому формованию для производства с ограниченным тиражом или параллельного производства.

    СРАВНЕНИЕ FDM, SLA И SLS ТЕХНОЛОГИЙ

    Каждая технология 3D-печати имеет свои сильные и слабые стороны и требования и подходит для различных приложений и бизнеса. В следующей таблице приведены некоторые ключевые характеристики и особенности.

    В следующей таблице приведены некоторые ключевые характеристики и особенности FDM, SLA, и SLS 3D-принтеров.

    Моделирование методом наплавления (FDM) Стереолитография (SLA) Селективное лазерное спекание(SLS)
    Разрешение
    Точность
    Поверхность — Отделка
    Пропускная способность
    Сложные дизайны
    Простота использования
    Плюсы Скорость
    Низкозатратные потребительские машины и материалы
    Высокая стоимость
    Высокая точность
    Гладкая поверхность
    Разнообразие функциональных применений
    Крепкие функциональные детали
    Свобода дизайна
    Нет необходимости в опорных конструкциях
    Минусы Низкая точность
    Низкие детали
    Ограниченная совместимость с дизайном
    Средний объем построения
    Чувствительность к длительному воздействию УФ- излучения
    Грубая поверхность
    Ограниченные варианты материала

    Знакомство с производственной лабораторией передового производственного обучения

    Formlabs доверяют лучшие преподаватели в США; 46 из 50 лучших университетов США работают на принтерах Formlabs. Читайте дальше, чтобы узнать, как преподаватель Джерри Шоу, использует 3D- печать в своей программе CTE (Профессионально-техническое образование) и Fablab.

    В новой лаборатории в средней школе Сомервилля ученики учатся использовать современное производственное оборудование, от станков с ЧПУ до 3D-принтеров.

    Почему важно внедрять в школы передовые инженерные и производственные курсы?

    Одна из вещей, которые отсутствуют во многих средних школах, — это привычка думать о проекте с самого начала и до конца. Я одновременно вел физический и инженерный курсы. Студентам физического курса было бы скучно в лабораториях, тогда как в инженерном классе мы освещаем подобные концепции, и все же они хотели бы работать над ними. Позже я понял, что это разница между лабораториями и проектами: лаборатории имеют предписывающий поэтапный процесс, от которого Вы не можете отклоняться, тогда как в случае проектов у детей есть свой собственный творческий вклад. Такое волнение вокруг проектирования и создания помогает им лучше понять творческий процесс.

    Кроме того, 3D-принтеры и лазерные граверы — это то, что многие дети никогда раньше не видели. Ими легко изначально увлечься, но потом я показываю им видео о том, как оборудование фактически используется в промышленности; что Вы можете фактически создавать 3D-прототипы, биомедицинские устройства, органы, даже пищу, и они уже «на крючке».

    Сегодня производство выглядит значительно иначе, чем 10 лет назад. Школы и университеты по всему миру обучают студентов использованию современных технологий и процессов. На изображении показана мастерская средней школы Сомервилля.

    Кроме того, многие традиционные рабочие места были потеряны из-за появления автоматизированных рабочих мест. Отчасти проблема заключается в том, что у нас нет людей, которые знают, как управлять этими новыми машинами; есть огромный спрос на эти навыки. До того, как мы создали Fabville, многие студенты умели изготавливать детали на старом оборудовании, но не с новыми способами производства, с цифровой технологией — использованием 3D-моделирования и CAD. Вот что сейчас необходимо. Большинство моих нынешних студентов уже получили работу. У меня есть работодатели, которые постоянно спрашивают меня, есть ли у меня кто-нибудь, кто знает, как управлять ЧПУ или системами цифрового 3D-моделирования

    Чем отличается модель CTE Сомервилля и как Вы ее видите?

    Половина моих учеников идет в колледж, а половина — на работу. Предубеждение, которое существовало в отношении профессиональных программ, исчезло, особенно в Массачусетсе. В начале 90-х годов государство сделало гигантский акцент на профессиональном техническом образовании, с целью довести его до высоких стандартов и реализовать более академический подход.

    Я пошел в колледж изучать проектирование для инженерии и никогда не учился на профессионально- техническом уровне. Я не знал, что такое инженер, когда я окончил среднюю школу, потому что таких возможностей там не было. В технике или дизайне очень много людей, которые не знают, как работать с этими машинами или как их проектировать. Они знают теоретически, но не физически. Я думаю, именно поэтому необходимо понять, что сейчас многие дети не воспринимают программы CTE в качестве барьера для колледжа; 70 процентов наших первокурсников зарегистрировано в CTE.

    На последнем году обучения, студенты, зачисленные на курс передового производства программы CTE старшей школы Сомервилля, знают, как использовать все машины.

    Все первокурсники, которые зачисляются, проходят нашу исследовательскую программу, где каждый студент тратит несколько недель на обзор по всем программам CTE — от косметики до передового производства. В моей мастерской некоторые старшекурсники помогают в обучении первокурсников, помогая им в использовании 3D-принтеров и т.д. Мы показываем им конкретные проекты, что такое мастерская, и какие пути карьеры они могут выбрать. В четвертом семестре первокурсники выбирают три профиля и затем переходят в одну программу на следующие четыре года. Еще одна приятная вещь заключается в том, что за это время растет близость детей и сообщество с учителями и сокурсниками. Это как быть частью клуба в школе. Есть чем гордиться.

    Есть много модных слов для школ, которые привносят новые технологии в общие пространства — производственные площадки, производственные лаборатории, инновационные центры и т.д. В чем разница?

    Половина моих учеников идет в колледж, а половина — на работу. Предубеждение, которое существовало в отношении профессиональных программ, исчезло, особенно в Массачусетсе. В начале 90-х годов государство сделало гигантский акцент на профессиональном техническом образовании, с целью довести его до высоких стандартов и реализовать более академический

    Я пошел в колледж изучать проектирование для инженерии и никогда не учился на профессионально- техническом уровне. Я не знал, что такое инженер, когда я окончил среднюю школу, потому что таких возможностей там не было. В технике или дизайне очень много людей, которые не знают, как работать с этими машинами или как их проектировать. Они знают теоретически, но не физически. Я думаю, именно поэтому необходимо понять, что сейчас многие дети не воспринимают программы CTE в качестве барьера для колледжа; 70 процентов наших первокурсников зарегистрировано в CTE.

    Давайте поговорим об этом примере. Как 3D-печать вписывается в Ваш учебный план?

    Во многих случаях трехмерная печать выполняется быстрее, но в целом отлично подходит для прототипирования. Мы можем взять 3D-модель, отправить ее на машину и посмотреть, как она будет построена более доступным способом. Если это именно то, что мы хотим, мы затем используем нержавеющую сталь, которая немного дороже, и тратим время на производство модели из нее.

    Я также использовал 3D-печать для обучения 3D-моделированию, поскольку 3D-печать — это весело и привлекательно, это стимул для студентов изучать CAD. Студенты учатся 3D-моделированию с использованием SolidWorks или Inventor, но через некоторое время это может стать скучным, потому что Вы просто работаете на компьютере, поэтому мы создаем их фактическую физическую часть, используя 3D-печать. Затем студенты используют измерительные инструменты для двойной проверки и чтобы убедиться, что все напечатано правильно; изучают аспекты контроля качества. В этот момент мы попадаем на производственную площадку.

    Помимо этого, 3D-печать является основным инструментом для решения множества проблем. Итак, вы объясняете, как использовать ее структурированным способом с 3D-моделированием, а затем позже это такой же инструмент, который можно использовать для решения любой другой проблемы, как и пила. Это помогает студентам понять, как использовать технологии в контексте, а затем, если у них есть свои собственные идеи, они могут вернуться и работать над ними. Все мои старшекурсники в целом знают, как использовать все оборудование, которое у нас есть.

    Шоу использует 3D-печать в качестве инструмента для создания прототипов, а также для обучения ценным навыкам CAD и 3D- моделирования, и обнаружил, что студенты более активно участвуют, когда они могут воплотить свои проекты в жизнь.

    Помимо обычной учебной программы, мы используем Fabville, аналогично тому, с чем мы встретимся на рабочих местах. Вот проблема, Вы должны решить ее. Например, ручка парового стерилизатора в косметологическом магазине сломалась и откололась. Один из моих учеников поднялся туда и измерил все, разработал 3D-модель для ручки, и узнал, что ручка должна быть очень точной, чтобы вписаться в пространство в машине, поэтому он решил распечатать ее с помощью нашего Formlabs 3D-принтера.

    Студенты курса передового производства выполняют работы для других отделов и курсов CTE, таких как создание плакатов, изображенных выше для программы кулинарного искусства.

    Что Вы видите в качестве препятствий для преподавателей, применяющих новые технологии, и как Вы находите ресурсы или вдохновение?

    Несмотря на то, что у меня есть инженерный опыт, у меня нет опыта во всей инженерии или всей 3D- печати. Я ничего не знал о 3D-печати, пока несколько лет назад не столкнулся с ней.

    Один из ресурсов, которыми я пользуюсь, — это teachengineering.org, , сайт, созданный группой педагогов-инженеров, которые объединились вместе, понимая, что не существует достаточно много ресурсов, чтобы поделиться тем, что мы делаем. Другой способ — это просто сотрудничество с педагогами по проектированию в целом, общение с людьми в отрасли, чтобы увидеть, что там используется. Даже просто можно сходить в Музей науки, увидеть идеи, которые у них есть, и подумать: «Как я могу интегрировать это в свой класс?» Также можно просто создать идеи учебного плана и уроков для начала. Многие люди не имеют опыта проектирования или создания с этим оборудованием, поэтому, планы уроков, которые направляют их или помогают им узнать, что важно искать, может быть огромной помощью. Загрузите план уроков старшей школы Сомервилля

    “Принципы 3D-моделирования и 3D-печати” и подпишитесь на нашу новостную рассылку для получения обновлений, поскольку наша библиотека планов уроков растет.

    После школы, Fabville и программы переподготовки машинного цеха в партнерстве с местным консорциумом по производству.

    Какие другие виды программ поддерживает Fabville? Как площадка вписывается в сообщество?

    Это наш первый год, поэтому мы усиливаем работу, чтобы настроить все эти программы. Идея состоит в том, что люди, которые не всегда чувствуют себя комфортно, создавая вещи или работая на машинах, но хотят узнать об этом, моли прийти сюда и получить эти знания и опыт. Безработные могут здесь научиться навыкам, таким как 3D-моделирование, которые помогут им вернуться в рабочую среду. Здесь, в механическом цехе, мы фактически сотрудничаем с местным производственным консорциумом, который приводит людей, которые были уволены, в классы механической обработки, чтобы они могли получить работу на актуальных вакансиях.

    Что касается самого Сомервилля, мы надеемся, что цель в этом направлении состоит в том, что все больше людей, желающих создать свой собственный бизнес, даже некоторые из наших студентов с бизнес-идеями, могут начать именно здесь. Наша роль заключается не в том, чтобы усиливать или заменять то, что делают другие центры производственного обучения или производственные площадки района, а создавать стартовую площадку для людей, которым некомфортно заниматься в местах, где работает много людей; это безопасная среда, чтобы не спеша узнать, как использовать машины, а затем перейти к другой площадке или сразу перейти к созданию бизнеса.

    Что будет дальше для Fabville?

    Одним из величайших аспектов будущего является наша новая средняя школа, которая только что получила одобрение. В новом учреждении механический цех и производственная лаборатория будут рядом друг с другом, у нас будет несколько машин, которые облегчат работу, таких как электронный текстиль, и все отделы CTE также будут перемешаны по всей средней школе.

    Мы также будем стремиться внедрить некоторые робототехнические и мехатронные программы, а также научим студентов создавать роботов и внедрять их в производственные процессы.

    Планы уроков

    Следующие планы были написаны, использованы и проверены в классах аккредитованными преподавателями по всей Северной Америке. Скачайте эти уроки и используйте их так, как они есть, или используйте их как вдохновение для интеграции 3D-печати в один из Ваших собственных учебных планов.

    ПЛАН УРОКА FORMLABS

    Принципы 3D-моделирования и 3D-печати

    Стартовая площадка для создания объектов с использованием автоматизированного проектирования (CAD) и 3D-печати с уроками дизайна для производства.

    Formlabs «Innovate & Educate Challenge» приглашает преподавателей по всей стране разрабатывать и делиться планами уроков, которые способствуют творческому мышлению и практическому обучению посредством трехмерной печати. Благодаря тем, кто присоединился, мы можем делиться с более широким учебным сообществом бесплатными ресурсами, посвященными знакомству студентов с богатым, захватывающим опытом.

    Узнайте больше о нашей растущей библиотеке планов уроков.

    Пропустили вызов, но у Вас есть инновационный план уроков, которым Вы хотели бы поделиться? Дополнительную информацию можно найти по адресу formlabs.com/innovate-and-educate-challenge

    План урока проверен и представлен:

    ПЕДАГОГ

    ОРГАНИЗАЦИЯ

    МЕСТОРАСПОЛОЖЕНИЕ

    Сомервилль, Массачусетс, США

    КОНТАКТЫ

    ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

    Принципы 3D-моделирования и 3D-печати создают связи между знакомой декартовой системой координат и объектами моделирования в трех измерениях с компьютерным программным обеспечением. Эти мероприятия будут бросать вызов тому, как ученики думают о повседневных предметах, сначала переводя их в планарные прогнозы. Студенты испытают полный цикл проектирования, от мозгового штурма и проведения измерений, до моделирования, 3D-печати и анализа их продуктов. Этот урок предоставит студентам практические основы CAD, 3D-печати и дизайна для производства.

    ЦЕЛИ

    • Узнать о математических рамках для моделирования объектов в двух измерениях и трех измерениях
    • Узнать, как моделировать объекты с помощью CAD
    • Узнать о дизайне для производства

    ПРЕДЛАГАЕМАЯ АУДИТОРИЯ

    Студенты 8-12 классов или начинающие 3D-дизайнеры

    ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ И ОТРАСЛИ

    • математика
    • инженерия
    • дизайн продукта
    • производство
    • исследования и образование
    • проектирование и дизайн продукции
    • создание моделей и развлечения
    • производство

    ИНСТРУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ

    ОБЗОР УРОКА

    5 мин Задачи к немедленному выполнению Сфера Студенты будут создавать прогноз о том, как программное обеспечение 3D- моделирования используется для создания сферы.
    40 мин Основание Описание 2D и 3D-пространства. Студенты знакомятся с 2D векторами и 3D-векторами, как средством понимания математических корней программного обеспечения для 3D- моделирования
    3 ч Исследование Основы CAD Студенты будут ознакомлены с базовыми концепциями перевода 2D- эскизов в 3D-модели и изучат основы программного обеспечения CAD.Моделирование с использованием CAD Студенты создадут две модели (шестигранный кубик и кегли для игры в боулинг), используя размеры, которые они найдут самостоятельно. Они будут создавать сборки, если позволит время.Lego-задача Студенты будут ознакомлены с производством с использованием 3D-принтеров и будут проектировать, моделировать и печатать пользовательскую деталь, которая соединяется со стандартной деталью Lego.
    30 мин Ретроспектива Точность Класс проверяет печатные фигуры и анализирует разницу размеров между их дизайнами и их конечными продуктами.
    5 мин Закрытие Перспективы Класс обсудит производственные, стоимостные и другие последствия прецизионной обработки и важность проектирования с учетом конкретных машин.

    УПРАЖНЕНИЕ ОДИН

    5 мин Задачи к немедленному выполнению
    1. Попросите учащихся записать свой прогноз того, как компьютерное программное обеспечение (CAD) используется для моделирования сферы.

    УПРАЖНЕНИЕ ДВА

    5 мин Основание
    1. Представьте ученикам актуальность 3D-моделирования в повседневной жизни (см. ниже).
    2. Предоставьте студентам справочную информацию о векторах, плоскостях и декартовой системе координат, как они относятся к 3D-моделированию с помощью программного обеспечения CAD (см. ниже).
    3. Двумерная декартова система: На доске нарисуйте координатную плоскость X, Y с отметками масштаба. Нарисуйте вектор (V = 4,5) в квадранте I и разложите вектор на его X (Vx = 4,0) и Y (Vy = 0,5) компоненты, где Vx + Vy = V
    4. Нарисуйте три дополнительных вектора (стрелки) на доске и попросите учащихся разложить их на их компонентные векторы. Совет: Каждый вектор является диагональю прямоугольника. Понимание того, как математически определять вершины прямоугольника, очень поможет построению векторов в трехмерной декартовой системе.
      ВЕРШИНА X Y ОПИСАНИЕ
      V = 4, 5 1 начало
      2 4 5 вектор
      3 4 x-компонент
      4 5 y-компонент
    5. Трехмерная декартова система: На доске нарисуйте координатную плоскость X, Y, Z с отметками. Пройдите через шаги построения вектора (V = 3, 2, 4) с помощью прямоугольной призмы (см. совет выше).
      ВЕРШИНА X Y Z ОПИСАНИЕ
      V = 3, 2, 4 1 начало
      2 3 2 4 вектор
      3 3 x-компонент
      4 2 y-компонент
      5 4 z-компонент
      6 3 2 xy-вершина
      7 2 4 yz-вершина
      8 3 4 xz-вершина
    6. Предоставьте учащимся несколько векторных координат (x, y, z) и проинструктируйте их по построению векторов (V, Vx, Vy, и Vz) с использованием декартовой системы координат, как показано. например (10, 10, 10), (5, 10, -5), (1, 3, 8).

    ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    3D моделирование — это инструмент визуализации и аналитики с множеством целей и преимуществ. Моделирование позволяет передавать идеи, структурную осуществимость проектов, которые будут проверяться с помощью симуляций, а детали и сборки должны быть итерационно улучшены до изготовления.

    Например, в течение нескольких дней деталь может быть смоделирована с программным обеспечением автоматизированного проектирования (CAD), ее физические свойства могут быть проанализированы с использованием реальных сил, и инженеры могут обновить модель по мере необходимости. Моделирование экономит компании ценное время, деньги и ресурсы и является неотъемлемой частью автомобильной, оборонной, инженерной, модной, архитектурной, энергетической, игровой, развлекательной и медицинской промышленности.

    Векторы и плоскости позволяют 2D-компьютерам визуально представлять

    3D-среды. Вектор, часто представленный стрелкой, представляет собой геометрический объект с двумя свойствами: длиной и направлением. Плоскость — двухмерная поверхность, которая простирается бесконечно далеко. Рассмотрим декартову систему координат для трехмерного пространства. Система координат состоит из трех пересекающихся, парных перпендикулярных плоскостей. Пересечения этих плоскостей становятся осями для каждого направления: X, Y и Z. CAD часто отображает декартовы плоскости в качестве опорных направляющих. Начальной точкой в CAD является пустое рабочее пространство, которое в случае Onshape отображает трехмерные декартовы плоскости.

    Подумайте, как Вы нарисуете первую линии детали в программе CAD, на фронтальной плоскости и начните с начала координат. Недостаточно просто нарисовать линию и двигаться дальше. Вы должны сообщить компьютеру длину этой линии (например, 50 мм). 50-миллиметровая линия, начинающаяся в начале координат, все еще может перемещаться, потому что она не полностью определена. Ей нужно направление (или угол). Только когда эта линия имеет заданную длину и направление, когда она является вектором, она будет полезна в трехмерной модели.

    УПРАЖНЕНИЕ ТРИ

    3ч мин Исследование
    1. Объясните студентам принципы геометрического и физического моделирования.
    2. Демонстрируя программу CAD, объясните студентам процесс преобразования 2D-эскизов в 3D-объекты (выдавливание, вращение). Дополнительно: Нарисуйте простую форму на доске (например, круг) и спросите учеников, что можно сделать с кругом, чтобы превратить его в разные трехмерные фигуры. Аналогичным образом составите список общих трехмерных фигур (например, сферу, диск, конус, куб, купол) на доске и спросите учащихся, как 2D-формы могут использоваться для моделирования каждой из них.
    3. Покажите учащимся несколько изображений CAD деталей, которые были выдавлены, и несколько вращающихся, и попросите учащихся нарисовать основополагающий эскиз для каждого.
    4. Обсудите дополнительные инструменты, обычно доступные в программах CAD (например, развертка, увязка, закругление и фаска и т.д.), а также возможности рендеринга
    5. Познакомьте учащихся с командной структурой программы
    6. Попросите студентов создать модель
      шестигранного кубика(используя либо точки, либо цифры).
    7. Попросите студентов создать модель кегли для боулинга (подсвечник или кегля) с красными полосками! Дополнительно: Попросите учащихся также создать шар для боулинга и дорожку для боулинга, а также собрать кегли и шар на дорожке.

    ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    3D-моделирование основано на принципах геометрического моделирования и моделирования сплошных тел. Геометрическое моделирование включает в себя представление объектов по уравнениям, тогда как моделирование сплошных тел включает в себя определение значений (длины, углы и другие пространственные отношения) внутри объекта.

    Например, компания создала модель для велосипеда. Эта геометрическая модель определяется набором уравнений, так что раму можно масштабировать в зависимости от высоты разных велосипедистов. Как только высота велосипедиста будет известна, геометрическая модель (основанная на уравнениях) может быть преобразована в модель сплошного тела (полностью определенную).

    2D до 3D Процесс проектирования 3D-моделирования начинается с 2D эскиза. Рассмотрите цилиндрическую часть, втулку, в модели велосипедной рамы.

    CAD-модель в елосипедной рамы. CAD-модель велосипедной рамы с выделением цилиндрической части, называемой «втулкой».

    Существует два основных способа моделирования этой втулки. Она может быть выдавлена из круга или прокручена из треугольника. Выдавливание можно рассматривать как «вытягивание» или «растяжение» формы в определенном направлении; вращение — это процесс поворота эскиза вокруг оси.

    Типы файлов Существует несколько файлов деталей, которые связаны с файлами CAD: файлы деталей, сборочные файлы, файлы чертежей и файлы, которые могут быть прочитаны 3D-принтерами (файлы .STL). Чертеж основан на детали и изображает 2D вид и размеры детали. Эти чертежи могут быть переданы рабочим, например, которые используют чертеж в качестве руководства для того, что делать. Детали могут быть объединены в группы деталей или сборок.

    Пример чертежа , созданного в CAD программе Onshape.

    Финишные штрихи

    В дополнение к моделированию формы объектов внешний вид объектов также может быть настроен. Модель стеклянной столешницы можно отредактировать, чтобы она выглядела как стеклянная столешница. Можно создать рендеринг стеклянного стола в офисе, с появлением естественного света, проходящего через окна.

    УКАЗАНИЯ

    1. 3D-печать Объясните учащимся, как работает стереолитографическая печать (SLA), а также предоставьте демонстрационную версию.
    2. Задача Предоставьте каждому ученику несколько стандартных деталей Опишите студентам следующее занятие: дизайн, 3D-модель и 3D-печать пользовательской детали Lego. Например, это может быть мебель для фигурок, животное или специализированная часть здания.
    3. Ограничения Опишите критерии дизайна:
      • Пользовательская деталь должна быть сочетаемая с фигурой Lego
      • Деталь должна помещаться в куб стороной 40 мм
      • Файл CAD должен быть в метрических единицах
      • Минимальная толщина детали = 2 мм
      • Добавьте дополнительные критерии, соответствующие вашему классу.
    4. Вариант один Позвольте студентам набросать несколько дизайнерских идей.
    5. Дизайн для печати Объясните дополнительные нюансы проектирования для 3D-принтера. Некоторые примеры включают в себя: оптимальную ориентацию деталей, соображения в отношении допусков и роль материала опоры.
    6. Обратная связь Предоставьте студентам обратную связь по дизайну, особенно если дизайн может быть адаптирован для дополнительной поддержки 3D-печати.
    7. Вариант два Попросите учащихся изменить свой выбранный дизайн на основе обратной связи.
    8. Рисуем Lego Попросите учащихся набросать изометрический вид детали Lego, с которой будет работать их пользовательская деталь. Попросите учащихся оставить один пробел для каждого измерения.
    9. Размеры Обеспечьте студентов измерительными инструментами (линейками, шаблонами, микрометрами) для выполнения их чертежей Lego со всеми размерами.
    10. CADПомогайте студентам в процессе изготовления 3D-модели их пользовательских частей
    11. PreForm Помогите учащимся подготовить свои файлы .STL в PreForm для оптимальной печати.
    12. Печать деталей. Обучайте студентов посредством трехмерной печати и последующей обработки их деталей.
    Мастер Йода рекомендует:  6 полезных привычек, которые научат программировать

    УПРАЖНЕНИЕ ЧЕТЫРЕ

    30 мин Ретроспектива
    1. Измерения Попросите учащихся измерить все размеры их печатных деталей, используя соответствующие измерительные инструменты и создать маркированный чертеж их детали.
    2. Анализ Ожидается, что не все проектные размеры совпадут с фактическими измерениями. Попросите учащихся выполнить каждый анализ размеров, сравнив их проектные значения с их фактическими значениями и выдвинув гипотезу о причинах расхождений

    УПРАЖНЕНИЕ ПЯТЬ

    5 мин Закрытие
    1. Ретроспектива Попросите учащихся рассмотреть последствия изготовления точных деталей на машине (3D-принтер), скорость печати, стоимость детали и любые другие релевантные факторы?

    Исходные положения

    Из-за ряда факторов (принтер, метод печати, стоимость машины, возраст машины) прототипированные детали не будут точно соответствовать их 3D-моделям. Точность принтера может меняться с точки зрения горизонтального разрешения (разрешение XY) и вертикального разрешения (толщина слоя). Чем меньше движения принтер может выполнить на осях X и Y, тем меньше толщина слоя, тем более гладкой и точной напечатанная поверхность. будет. Обратите внимание, что существует компромисс между временем и стоимостью с более высокой точностью. SLA 3D- принтеры могут создавать объекты с высоким разрешением. Их разрешение напрямую связано с оптическим размером пятна лазера, который составляет 140 мкм для Form 2.

    Преимуществом 3D-печати является возможность быстрой итерации. После определения различий между конструкциями и фактическими деталями конструкция может быть изменена для улучшения точности детали.

    ПЛАН УРОКА FORMLABS

    Dodecahedron

    Художественное исследование связей между нашим 3D-миром и 2D-методами визуализации

    Formlabs «Innovate & Educate Challenge» приглашает преподавателей по всей стране разрабатывать и делиться планами уроков, которые способствуют творческому мышлению и практическому обучению посредством трехмерной печати. Благодаря тем, кто присоединился, мы можем делиться с более широким учебным сообществом бесплатными ресурсами, посвященными знакомству студентов с богатым, захватывающим опытом.

    Узнайте больше о нашей растущей библиотеке планов уроков.

    Пропустили вызов, но у Вас есть инновационный план уроков, которым Вы хотели бы поделиться? Дополнительную информацию можно найти по адресу formlabs.com/innovate-and-educate-challenge

    План урока проверен и представлен:

    ПЕДАГОГ

    ОРГАНИЗАЦИЯ

    МЕСТОРАСПОЛОЖЕНИЕ

    Камберленд, Мэриленд, США

    КОНТАКТЫ

    ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

    Dodecahedron использует комплект 3D-печати, чтобы познакомить студентов с практическими методами перевода трехмерных объектов в двумерное пространство.

    Урок охватывает исторические связи с известными мнениями и методами в отношении ортогональных представлений, линейных перспективных чертежей, геометрии додекаэдра, золотой пропорции и последовательности Фибоначчи. Студенты совершат путешествие из предренессансной школы мышления, рассматривая, как вклад Да Винчи сформировал то, как мы изображаем наш мир, к нововведениям, благодаря возможностям 3D-моделирования.

    ЦЕЛИ

    • Узнайте о переводе трехмерных объектов в два измерения
    • Узнайте о платоновых твердых телах
    • Узнайте о геометрических пропорциях в природе и в дизайне
    • Узнайте о проективной геометрии

    ПРЕДЛАГАЕМАЯ АУДИТОРИЯ

    Учащиеся 6-10 классов

    ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ И ОТРАСЛИ

    • Математика
    • Изобразительное искусство
    • Проектирование

    ИНСТРУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ

    ОБЗОР УРОКА

    5 мин Задачи к немедленному выполнению Задача создания эскиза Студенты попытаются перевести свое представление о 3D-печатном додекаэдре в бумажный эскиз.
    10 мин Основание Исходная информация Опишите студентам «рационализацию пространства» и ее связи со многими отраслями, включая 3D-моделирование, анимацию, архитектуру, игровой дизайн, изобразительное искусство и технику.
    30 мин Исследование Проекции Используя 3D-комплект Dodecahedron Kit, направляйте учеников через построение чертежа более точного додекаэдра. Используйте «проекционный блок», чтобы объяснить принципы ортогональных представлений как способ перевода трехмерного пространства.Золотое сечение Проведите студентов через исследование пропорций (Золотое сечение), присущих додекаэдру и их связи с ортогональными видами. Ознакомьте студентов с построением Золотого сечения и направляйте х, чтобы создать одну грань додекаэдра (пятиугольник).Перспективный чертеж Объясните разницу между ортогональными проекциями и перспективными чертежами. Научите учащихся, как использовать Dodecahedron Kit, чтобы создать перспективный чертеж додекаэдра.
    10 мин Ретроспектива Соединение точек. Класс будет делиться своими творениями и обсуждать другие подходы к разработке ортогональных представлений других объектов.
    6 мин Закрытие Перспективы Обсудите релевантность 3D-концепций, изученных на этом уроке, в понимании нашего мира и в стимулировании инноваций во многих отраслях.

    УПРАЖНЕНИЕ ОДИН

    5 мин Задачи к немедленному выполнению
    1. Раздайте один 3D печатный додекаэдр каждому учащемуся (или группе студентов).
    2. Проведите интерактивную групповую дискуссию касательно геометрии додекаэдра.
    3. Объясните, что процесс построения объектов преобразует трехмерное пространство в двумерное пространство.
    4. Предложите студентам нарисовать додекаэдр, используя 3D-печатную модель в качестве образца. Советы: Будьте обнадеживающими, это сложная задача. Подумайте о подсказках, которым Вы их научите или «трюках» для построения трехмерных фигур.
    5. Приведите примеры того, почему способность переводить трехмерные геометрии в два измерения — важный навык.

    Геометрия и история додекаэдра

    Додекаэдры являются одним из пяти платоновых твердых тел, описанных 2400 лет назад греческим философом Платоном. Они характеризуются краями одинаковой длины и лицами одинаковой формы и являются строительными блоками нашего трехмерного мира. Додекаэдры имеют 20 ребер равной длины и 12 пятиугольных граней. Другие платоновые твердые тела: куб, тетраэдр, октаэдр, икосаэдр.

    УПРАЖНЕНИЕ ДВА

    10 мин Основание
    1. Просмотрите эскизы учащихся и отметьте, что многочисленные ребра и грани додекаэдра могут сделать форму запутанной для построения.
    2. Опишите, что художники доренессансной эпохи также испытывали трудности в переводе трех измерений в двумерное пространство. Покажите и обсудите картину Лоренцетти.
    3. Покажите студентам рисунки додекаэдров двух художников (да Винчи и Дюрера).
    4. Обсудите взаимосвязь геометрии, естествознания и искусства, используя в качестве примера сотрудничество между Пачоли и да Винчи
    5. Представьте концепцию «рационализации пространства» и «проекционной геометрии» в контексте «перспективной машины» Дюрера.

    Влияние Ренессанса

    Ренессанс (1300 — 1600) был переходным периодом для понимания того, как представлять 3D-объекты в 2D. Картина Амброджо Лоренцетти изображает нереалистичную перспективу. Художники и математики эпохи Ренессанс, тем не менее, работали вместе, чтобы понять и изобразить трехмерное пространство. Среди этих художников был Леонардо да Винчи, который подготовил рисунки платоновских тел для математика Лука Пачоли. Точно так же Альбрехт Дюрер был очарован связью геометрии, естествознания и искусства. Художники, такие как Дюрер, обнаружили, что трехмерное пространство можно спроектировать на 2D-поверхности предсказуемым образом. Его образ художников, использующих «перспективную машину», иллюстрирует один способ «рационализировать пространство». Это было началом проективной геометрии, которая используется во многих областях STEAM и по сей день.

    УПРАЖНЕНИЕ ТРИ

    30 мин Исследование
    1. Помогите ученикам создать свои наборы с додекаэдром посередине и с ацетатным листом («Плоскость изображения»), прикрепленным к стороне куба («Проекционный блок »), который перпендикулярен столу. Закрепите Проекционный блок на столе лентой.
    2. Попросите учащихся удерживать маркер в их основной руке, а Eyepoint Stick — в другой руке.
    3. Попросите учащихся взглянуть на додекаэдр на уровне глаз, удерживая Eyepoint Stick вертикально и на полпути между их глазами и плоскостью изображения.
    4. Попросите учеников закрыть один глаз, выровняйте верхнюю часть Eyepoint Stick с вершиной додекаэдра и тщательно перенесите додекаэдр на плоскости изображения.
      Проективная геометрия — это процесс перевода трехмерного объекта на двумерную плоскость.
      Ортографические проекции — это один из способов использования проективной геометрии. Вид или «проекция» додекаэдра различаются в зависимости от угла обзора. Когда додекаэдр находится внутри Проекционного блока, есть три различных параллельных вида — по одному на измерение. Это объясняет, почему для описания трехмерного объекта требуется три ортогональные проекции
      Линейная перспектива — это еще один способ использования проективной геометрии. Этот метод использует коническую проекцию, а не параллельную проекцию для преобразования 3D в 2D. Линейная перспектива помогает художникам подражать тому, что видит человеческий глаз.Художники эпохи Возрождения использовали оба метода в качестве инструментов для изображения трехмерного пространства способами, которые раньше никогда не были возможными.
    5. Просмотрите чертежи конической проекции учащихся.
    6. Объясните учащимся, что полные ортогональные проекции должны позволять создать объект в физической форме. Спросите студентов, как они подходят к созданию точных ортогональных проекций.
    7. Используйте измерительные палочки, чтобы привести реальный пример последовательности Фибоначчи и Золотого сечения..
    8. Попросите студентов сгруппировать свои Измерительные палочки по длине. Есть две маленькие (s), три средних(m) и две большие (l) палочки.
    9. Изучите со студентами взаимосвязь между последовательностью Фибоначчи и Золотым сечением.s + s = m аналогично 1 + 1 = 2
    10. Спросите студентов, какова будет следующая длина палочки в последовательности.s + m = l
    11. Попросите учащихся найти пропорции Золотого сечения o в додекаэдре.s = ребро додекаэдраm = диагональ пятиугольной граниl = расстояние между центрами пятиугольника
    12. Укажите некоторые примеры и применения в реальном мире Золотого сечения.Golden Ratio Геометрия пятиугольников и додекаэдров связана с Золотым сечением, феноменом, о котором друг Леонардо, Лука Пачоли, написал целую книгу. На протяжении столетий художники, математики и ученые считают это число очень интересным из-за его повсеместного присутствия в природе.Последовательность Фибоначчи Золотое Сечение связано со специальной последовательностью чисел, в которой Вы начинаете с двух чисел, и каждое последующее число равно сумме двух предыдущих чисел.например 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89,…По мере продвижения последовательности результат деления одного числа в последовательности на предыдущее (например, 89/55) сходится на иррациональном числе, phi = 1,618 …, которое называется Золотым сечением.Самоподобие — ключевое свойство Золотого сечения. Числа в последовательности Фибоначчи имеют эти общие пропорциональные отношения.
    13. Попросите учащихся сделать два разных золотых прямоугольника с помощью измерительных палочек. Изучите соотношение с последним упражнением.
    14. Проведите учеников по построению золотого прямоугольника, используя компас и линейку
      • Установите компас в радиус ‘r’
      • Нарисуйте круг радиусом‘r’
      • Используйте линейку, чтобы нарисовать квадрат в верхнем правом квадранте круга
      • Используйте линейку, чтобы найти среднюю точку на нижней стороне квадрата.Проведите учеников по построению золотого прямоугольника, используя компас и линейку. Используйте линейку, чтобы соединить эту середину с верхним правым углом квадрата
      • Установите компас на расстояние последней нарисованной линии. Нарисуйте новый круг, с началом в предыдущей средней точке от шага ‘d.’
      • Протяните нижнюю сторону квадрата к правой стороне нового круга. Затем нарисуйте две отсутствующие стороны Золотого прямоугольника.
  • Представьте две ортогональные проекции додекаэдра для студентов (Боковая и Верхняя в этом примере).
  • Объясните, как две ортогональные проекции могут быть использованы для создания линейной перспективы додекаэдра. Пояснение ортогональной проекции «Проекция плоскости изображения» показывает пересечение двух видов (сверху и сбоку) того же додекаэдра. «Плоскость изображения» получает коническую проекцию. В этом случае есть две плоскости изображения: одна с бокового вида и одна с фронтального вида. В каждом из двух видов точки додекаэдра переводятся на проекцию плоскости изображения. Именно пересечение этих представлений освещает 2D-изображение, «линейный перспективный чертеж», 3D-додекаэдра.
    Редуктор 3D-смоделированный в программном обеспечении CAD.
  • УПРАЖНЕНИЕ ЧЕТЫРЕ

    10 мин Ретроспектива
    1. Контролируйте работу учеников, их понимание того, что такое додекаэдр и как Проекционный блок позволил им создавать ортогональные проекции, которые затем помогали в создании линейного перспективного чертежа.
    2. Обсудите со студентами трудности при создании перспективного представления более сложныхобъектов и ландшафтов.
    3. Обсудите, как сегодня обрабатываются 3D-данные: компьютерное проектирование (CAD), 3D-сканирование, создание модели на основе фотограмметрии. Достижения в области компьютеров и программного обеспечения значительно улучшили двусторонний перевод между двумерными и трехмерными объектами.
    4. Выделите следующий шаг, на котором 3D-печать позволяет оживить трехмерные модели!

    Интересный факт Так же, как программное обеспечение 3D-печати создает 2D-сложенные слайды трехмерных деталей, 500 лет назад Альбрехт Дюрер также исследовал эту концепцию «срезов» как способ создания точных перспективных рисунков людей.

    УПРАЖНЕНИЕ ПЯТЬ

    5 мин Закрытие
    1. Проведите мозговой штурм со студентами, обсудите профессии, которые могут потребовать знаний 3D пространства.
    2. Опирайтесь на идеи студентов, путем ссылки на дисциплины, которые относятся к этим карьерам. Некоторые примеры курсов: искусство, информатика, инженерия, геометрия, деревообработка, машинный цех, фотография, игровой дизайн и многое другое.

    Мы надеемся, что этот план уроков был полезным взглядом на применение настольных SLA в классе! Если Вы заинтересованы в том, чтобы перенести план в свой класс, загрузите файл .STL для комплекта Dodecahedron Kit.

    Контакты

    Официальный дистрибьютор Formlabs в России и странах таможенного союза — iGo3D Russia.

    Сообщества › 3D Печать (сканирование и моделирование) › Блог › Технология создания 3D образцов

    Всем добрый день!
    Я 3D моделированием в различных сферах занимаюсь уже лет 10, а 3D печатью только третий год. Недавно вступил в это сообщество по 3d печати, и посмотрев блок не обнаружил описание общей технологии. Для профессионалов технология понятна, а вот у новичков или интересующихся людей возникает много вопросов. Вот я и решил поделиться своим опытном FDM 3d печати — не судите строго.

    Первое с чего я начинаю это с получения исходных данных. Все зависит от задачи это могут быть обычные замеры, фото или 3D скан поверхности.
    Приведу пример на базе создания накладки на суппорт.
    Самый информативный способ получения данных — отсканировать суппорт. Можно так же сделать фото, а в последствии отмасштабировать в 3D редакторе.

    Я использую сканер sense 3d, мне его погрешности хватает для создания качественных моделей.

    Далее производим моделирование. Дизайн и редактор зависят от индивидуальных предпочтений. Можно сделать что угодно и в чем угодно.
    Вот я построил 3D модель.

    Далее нужно подготовить 3D модель к печати. Для этого экспортируем 3D модель в STL файл и открываем с специальной программе – слайсере, которая производит нарезку 3D модели на слои. Я пользуюсь несколькими программами – одна из них Cura – наиболее распространенная. Так же стоит обратить внимание на Simplify3D (она платная), но в ней очень хорошо формируются поддержки, в том числе вручную.

    Здесь стоит отметить, что на FDM 3D принтерах можно печатать одним материалом, либо несколькими (как правило это 2 материала). Печать сложной детали с поддержками нависающих частей будет более качественной на 2-х экструдером FDM 3D принтере, когда одним материалом печатается деталь, а вторым поддержки. После печати, поддержки отделяются и на выходе получаем готовую деталь. Так же советую печатать детали для автомашин только ABS пластиком, т.к. он держит температуру, всякие SBS, PLA и т.п. даже летнего солнышка не выдержат — плавяться.
    Это все нужно учесть в слайсере при подготовке детали к печати. Ну и конечно не стоит забывать по параметры 3D принтера: размер стола, температура стола и сопла и т.п.

    Когда сформирован файл 3d модели, в большинстве случаев это *.Gcode можно начинать печать.
    Вот несколько примеров:

    Приведенные модели напечатаны высотой слоя 0,15 мм. Мое мнение, для качественной печати и оптимального времени печати нужно варьировать слой от 0,1 до 0,15 мм. Печатались детали 16 -18 часов.

    После удаления поддержек получаем готовый экземпляр. Далее можно проводить обработку.

    Здесь стоит отметить, что процесс/длительность/интенсивность обработки обратно пропорциональна качеству печати. А качество печати зависит от 3d принтера — как правило, чем дороже принтер, тем качественнее 3d печать вы получаете, поскольку в более дорогих моделях применяется:
    1) Более качественная механика – это линейность направляющих, отсутствие люфтов, воблинга и т.п.
    2) Более жёсткий корпус, например на моем Hori Gold корпус из 2-х мм стали, весит более 20 кг.
    3) Закрытая камера – это не маловажно для ABS пластика.
    4) Более продуманный конструктив экструдера.
    Для домашних целей подойдет принтер из за 15 т.р. но не стоит требовать от него сверх качественной печати. Я общался с многими людьми, которые покупали дешевый принтер, разочаровывались и начинали его апгрейдить, в результате совокупный ценник в разы вырастал.

    Процесс обработки как правило состоит из химической обработки и физической обработки. Цель химической обработки лучше склеить слои. Например для ABS деталей, применяют обработки парами ацетона — помещают деталь в герметичную емкость с ацетоном и нагревают. Если так сильно не заморачиваться, то можно поверхность детали обработать ацетоном.

    Далее можно шкурить, красить и т.п. В результате можно получить очень качественную деталь.

    Введение в 3D печать: всё что Вы хотели знать о 3D и даже чуточку больше.

    Статья написана 3D печатником Игнатом Погудиным, на основании своего собственного опыта работы с 3D печатью и собранной им в этой области информацией. Она может показаться местами довольно субъективной и в некоторых вопросах, например, в вопросе выбора 3Д принтера или подход к выбору слайсера, может не совпадать с мнением большинства. Но как раз в этом её самая ценность. Долой штампы, только личный опыт! А чем богаче опыт, тем богаче статья!

    В обзоре используется некоторое количество графических материалов, автором которых я не являюсь. В большинстве случаев это изображения типовых или отсутствующих у меня изделий и обычно я указываю это непосредственно в тексте.

    Введение

    В моей предыдущей статье про создание в подарок архитектурного макета церкви, в комментариях была просьба рассказать про сам принтер. Несмотря на то, что рассказов «я купил себе 3Д принтер» уже довольно много, я подумал: а почему бы и нет. Ведь можно написать этакое эссе на тему «Как я купил принтер и какими именно методами уговаривал его печатать». Что-то вроде рассказа про 3д печать вообще и 3D принтер в частности, плавно переходящий в небольшое введение в практику трехмерной печати.

    Большинство «немного интересующихся 3D» знают в основном только то, что 3D принтер печатает какими-то пластиками, а также смотрели напоминающие скринсейверы видео с принтерами, которые плавно заполняли слои пластика, выводя при печати своеобразные трели, смахивающие на какую-то очень странную электронную музыку. Собственно, на этом все и заканчивалось.

    С этим, я приступил к созданию статьи. Но получилось так, что по ходу появилось желание пояснить различные нюансы печати, чтобы любой чайник в данном вопрос мог понять саму тему 3Д печати в той мере, которая потребуется ему, если он все-таки решит купить себе принтер и заняться любительской 3Д печатью. В результате из отзыва о принтере с пояснениями на тему 3Д печати получилась, такое вот странное сочетание слов, «любительская фундаментальная» статья, охватывающая широкий спектр вопросов 3Д печати, с небольшими включениями отзыва о покупке конкретного принтера. Вариант «все в одном», что-то вроде «малая настольная книга начинающего печатника», в которую лишь немного вплетен рассказ о покупке 3Д принтера и работе с ним. Статья для чайников с попыткой объять необъятное.

    В статье будет вестись речь не о всех разновидностях 3Д принтеров и печати на них, а только о FDM (Fused Deposition Modelling), т.е. печать путем последовательной укладки слоев нагретым пластиком. Эта технология сейчас наиболее распространена, в отличие от SLS или SLA принтеров, которые, несмотря на схожесть аббревиатур, являются совершенно разными устройствами – селективное лазерное спекание и стереолитографическая печать – данные принтеры пока слишком дорогие и потому малораспространенные в категории условно домашних устройств.

    Данная статья может быть интересна как далеким от темы людям, которые хотят в ней немного разобраться, так и уже начинающим и не только, чтобы осмыслить уже знакомые аспекты и узнать что-то новое. Статья написана в плавающем стиле, с переходами от вольного к энциклопедическому и обратно. Небольшой дисклеймер: часть используемых в статье изображений взята с интернета, т.к. у меня нет дельта-принтера для фотосессии, и многочисленные тесты пластиков на одной и той же модели я не проводил, также я использовал фотографии из интернета типовых изделий вроде резиновых шпателей и баночек суперклея. Итак, приступим…

    1. Немного нудной теории

    Здесь я собрал описание некоторых нюансов технологии печати, по которому можно более менее определиться с «понятиями и определениями» пластиков и кинематик принтеров.

    Что вы все знаете, это то, что принтер печатает нагретым до температуры плавления пластиком. Что их, пластиков, есть вроде как несколько разновидностей, а дальше идет магия медленного и постепенного «вырисовывания» результата под печатные трели самого принтера. Потому я приведу общую информацию для понимания процесса.

    1.1. Некоторые принципы печати

    Кроме очевидного «печать разогретым пластиком через сопло», стоит обратить внимание на несколько фундаментальных для 3Д печати моментов. Например, сильно нависающие или же вообще висящие в воздухе на момент печати нижних слоев элементы печатаются с помощью выстраиваемых поддержек, но они не позволяют сделать нижнюю поверхность печатаемого элемента гладкой. В случае, когда вы печатаете поверхность сложной формы, эту нижнюю поверхность часто вообще невозможно обработать до получения достаточно качественного результата. Здесь требуется выстраивание поддержек другим типом пластика так, чтобы слой поддержки образовывал ровную поверхность со сплошным заполнением перед укладкой уже «конструкционного» слоя.

    Не следует рассчитывать на очень высокую скорость печати, т.к. это ощутимо снижает качество конечного отпечатка – на углах появляется «звон» – появление небольших затухающих волн, являющихся следствием инерции печатающей каретки и растяжения управляющих ремней, на прочих участках начинают проступать микролюфты механики.

    Качественная печать долгая… Да, «осторожно, кофе горячий», но это банальность, которая становится суровой реальностью после восьмого часа печати сложной модели. И вы понимаете это, когда одну и ту же маленькую фигурку вы отправляете на печать типичным «быдло-слоем» в районе 0.25 мм и когда вы печатаете в два с лишним раза дольше, но слоем 0.1 – разница в качестве таких отпечатков будет видна далекому от 3Д печати человеку.

    Кстати о сложных и крупных моделях… Их невозможно напечатать, просто нажав кнопку Печать. Требуется разбиение вручную на множество элементов, учет масштабов так, чтобы элементы не оказались слишком тонкими (когда речь идет о дизайнерской печати, где исходная модель делается без поправки на печать в масштабе 1/50-1/100) и прочие элементы предпечатной подготовки.

    Изучение софта и тонких настроек. Когда вы покупаете свой первый автомобиль, зная только, что где-то там у него находится инжектор и стойки, т.е. без опыта эксплуатации и ремонта машин друзей и родственников, но когда при этом год выпуска машины сравним с годом выдачи вашего школьного аттестата, то вы в глубине души надеетесь, что вам не придется в ближайшее время знакомиться с автомехаником и что вы будете лишь заливать в машину бензин. Но как показывает практика, как неизбежно знакомство с механиком с обращением вида в лучшем случае «у меня там немного брякает, гляньте, пожалуйста», в худшем «а почему у меня уже неделю горит вот эта красная лампочка с масленкой», так неизбежно и изучение чисто технических нюансов, касаемых скоростей и толщин слоев.

    Они будут отвлекать вас от процесса творчества, но на данный момент отрасль 3д печати недостаточно развита, чтобы можно было свести всю технологию печати к нажатию двух кнопок.

    Для получения качественного, а часто и вообще хотя бы приемлемого результата придется вникать в различные и при этом многочисленные настройки слайсеров.

    1.2. Пластики / Филамент

    Уже сейчас их существует огромное количество, включая резиноподобные, токопроводящие, «стеклянные», «деревянные» и даже гипсоподобные, но «канонично» есть три типа пластика, от которых уже можно плясать дальше в понимании процесса:

    1) ABS. Это типовой инженерный «all purpose» пластик. Он прекрасно обрабатывается и клеится, и им напечатана большая часть моделей, которые вы видели вживую или в интернете. Им печатают при средней (плюс-минус в зависимости от конкретного пластика и предпочтений печатающего) температуре 230 градусов. Т.к. у этого материала сравнительно высокий коэффициент термического расширения, он требует наличия у принтера подогреваемой платформы (heatbed), без которой печать им очень усложняется вплоть до полной невозможности. Самая известная проблема с данным пластиком – деламинация – отклеивания краев модели от стола из-за неоднородности остывания модели при печати. Скажу только, что война с деламинацией напоминает вечную борьбу добра и зла.

    Как и PLA, ABS пластик выпускается во всем спектре цветов. У разных цветов может отличаться качество печати из-за различия в используемых красителей. Отмечу одну особенность: есть белый и натуральный ABS. Они похожи, но натуральный идет без матирующего красителя. Если вы планируете печатать для показа, не крася при этом модель, то лучше использовать белый, т.к. в отличие от него, натуральный немного прозрачный, потому мелкие детали будут скрадываться.

    2) PLA. Тоже очень популярный для печати пластик, производимый на основе продуктов переработки кукурузы или сахарного тростника. Разлагается бактериями со временем, хотя я не видел ни одной разложившейся в обычных условиях модели из него. Имеет очень слабое термическое расширение, в результате чего им можно печатать объекты практически любых размеров. Но он более сложен в последующей обработке и мною не использовался. Скажу, что большинство «деревянных» и прочих подобных пластиков делаются на основе PLA.

    3) PVA. Водорастворимый пластик, использующийся для создания поддержек нависающих элементов. Используется вторым экструдером. Довольно дорогой, а потому, а также по причине меньшей распространенности двухэкструдерных принтеров, на текущий момент малопопулярный. На момент написания наши производители (не буду заниматься рекламой) запускают в производство данный пластик по предположительно разумной цене, будем посмотреть. Добавлю, что получить гладкую нижнюю «подвешиваемую» поверхность при использовании суппортов из ABS пластика практически нереально без подъедающей детали химической обработки, потому для некоторых моделей сейчас сам смотрю в направлении этого материала.

    1.3. Кинематика

    Дабы не расписывать на три страницы, упрощенно скажу, что их две: ортогональная и цилиндрическая. Ортогональные, есть нескольких исполнений, сводящихся к тому, с какой стороны бить яйцо, т.е. подвижна ли платформа, а если подвижна, то по какой оси. Цилиндрическая – так называемая «delta» кинематика – позиционирование печатающей головки производится с помощью трех расположенных по форме трехлучевой звезды тяг.

    При этом, они позиционируют головку как по X и Y, так и по высоте, а потому подложка может быть жестко закреплена на корпусе. Данная механика более требовательна к качеству исполнения, но обычно (по моему непроверенному мнению) позволяет реализовывать бОльшие скорости перемещения и печати, по причине частого использования bowden экструдеров и контроля положения головки посредством трех тяг (осей), а не двух, как в обычных «ящиках». Забегая вперед, скажу, что мой принтер использует ортогональную кинематику, использующуюся в Makerbot Replicator.

    Для примера обычных «кубиков» взят не каноничный Makerbot Replicator, а FlashForge просто по причине того, что новые Мейкерботы идут в темных металлических корпусах и потому их фотографии хуже для понимания, что это вообще такое.

    1.4. Экструдеры

    Их существует множество конструкций, но, как и принтеры, их можно разделить на два основных типа: direct и bowden. У директа есть подразделения на «директ директ», всмысле на экструдер прямой подаче, и на экструдер, называемый wade, с редукционной шестерней. На фото приведен «двухголовый» вариант direct экструдера.

    В первом случае мотор подачи пластика находится непосредственно рядом с подающим соплом, во втором закреплен на раме принтера (в редких случаях закреплен висящим в воздухе над печатающей головкой), а пруток подается от мотора до сопла по тефлоновой трубке.

    Преимущество direct экструдера: малое расстояние от мотора до сопла, а потому существенно меньше проблемы с «соплями» – остатками вытекающего из сопла пластика при прекращении подачи при переходах между отдельными участками печати, что особо существенно при использовании PLA пластика, т.к. он более текучий.

    Преимущество bowden экструдера: значительно меньшая масса печатающей каретки (мотор составляет большую часть веса экструдера), позволяющая увеличить скорость печати в сравнении с wade, которой, скорости, и так постоянно не хватает, без снижения качества.

    2. «Муки выбора»

    Началось все с процесса изучения темы, переходящего в выбор конкретной модели или группы моделей, из которых уже можно было бы выбирать при заказе. Таким образом, я набрел на некий Робофорум, на тот момент являющийся чуть ли не единственным русскоязычным ресурсом, где был настоящий действующий форумный раздел, посвященный 3Д печати, с множеством активных пользователей, которых можно почитать и/или задать им вопрос.

    Несколько дней я просто читал форум, что начало формировать конкретные мысли. Насколько я смог понять, большинство принтеров являются самоделками на основе различных условно серийных (назвать действительно серийными модели, состоящие из кучи тяг и отпечатанных на принтере же шестеренок все же сложно) моделей. Не буду подробно останавливаться на названиях и кинематиках этих принтеров (кратко я их описал выше), т.к. у каждой из них есть свои преимущества применительно к какому-то размеру, точности и качеству исполнения и кошельку. На текущий момент идеальный FDM принтер еще не изобретен.

    Ниже больше расскажу про свой собственный выбор принтера, но, говоря о выборе принтера вообще, нельзя не упомянуть наиболее популярный вариант – кит для самостоятельной сборки на основе конструкции Mendel Prusa. Выглядит он приблизительно следующим образом – на паре фотографий из интернета изображен сам принтер и один из вариантов китов:

    Данные фотографии взяты с разных сайтов, потому модификации принтеров могут немного отличаться. Киты данного принтера продаются в разных комплектациях: нередко это просто набор пластиковых деталей, а моторы, электронику, подшипники, шпильки и ремни требуется искать отдельно.

    Этот принтер очень популярен из-за дешевизны, имеет множество вариантов исполнения, в чем особо преуспели китайцы, может идти как с нагреваемой кроватью, так и без нее (напоминаю, нагреваемая кровать обязательна для печати ABS пластиком). Основными недостатками лично я считаю открытый корпус и, следовательно, подверженность всем сквознякам, невысокая жесткость в большинстве исполнений, не слишком большое поле печати и подвижная по горизонтали платформа, что может сказаться на качестве печати элементов малой жесткости – например, тонких высоких столбиков. Но, повторяю, это один из самых доступных принтеров, позволяющий получить вполне приличное качество печати.

    Изучение форума привело меня к одной простой мысли: нет, я не пойду по пути, по которому пошел большой процент пользователей – не буду брать разумно недорогой кит у китайцев для последующей сборки, браться будет готовый собранный принтер.

    На это есть несколько причин:

    1) Мне желательно найти принтер с разумно большим полем печати, тогда как большинство китов на момент покупки ограничивали поле печати в районе 12х12 см;

    2) Требуется не открытый «реечный» вариант, а «ящик» – то, что можно содержать в обычной квартире, закрыв кожухом и потому не слишком воняя парами пластика и изолировав область печати от сквозняков;

    3) Желательна двухэкструдерная модель для печати поддержек PVA пластиком. Нельзя знать заранее, понадобится это или нет, но пусть будет;

    4) Обязательно наличие подогреваемой кровати, т.к. в первую очередь я планировал печатать ABS пластиком;

    Прочтение множества тем на форуме заронило в меня каверзную мысль, что часто самоделки сводятся к созданию принтера, который продолжительно доводится до ума, а на нем печатаются детали для постройки более совершенного принтера, таким образом замыкая цикл производства. Т.е. постройка принтера для постройки принтера. Я же изначально планировал брать принтер для печати чего-то конкретного, потому постарался от темы замкнутого круга самоделок уйти.

    С этими вводными круг потенциальных моделей сузился до одной уже конкретной модели Makerbot Replicator 2, точнее до его китайских клонов, т.к. цена на «оригинал» категорически негуманна, а качество печати китайцев по тестам вызывают в памяти известную фразу «зачем платить больше».

    На рынке, а точнее, чего уж, на Aliexpress, на момент покупки было несколько производителей данного клона: уже сделавший себе имя и «забуревший» Wanhao, менее известный CTC и только появившийся там FlashForge. На тот момент я еще сомневался – «а надо ли мне оно», т.е. принтер вообще, но при появлении предложения двухэкструдерного FlashForge Creator с двумя бобинами ABS пластика за 29 тысяч рублей (сентябрь 2014 года) – «они сделали мне предложение, от которого я не смог отказаться».

    3. Переходим к практике

    3.1. Распаковка и первичная настройка

    Посылка пришла где-то через месяц, забираем, распаковываем.

    В коробке сам принтер со снятыми для транспортировки экструдерами с соплами 0.4 мм, две бобины пластика, небольшая упаковка с запасными болтиками, гаечками и ключами для работы с ними, а также 4-гигабайтная флешка с тестовыми объектами. На нагреваемой платформе наклеена каптон-лента и наклейка на англо-китайском языке, поясняющая, что не надо ее убирать.

    Первой мыслью после сборки был бы запуск печати с прилагающейся флешки, но ее разъем я обнаружил лишь поздно вечером, потому печать велась через компьютер.

    Первым делом я попробовал провести калибровку нагревательного стола (часто называют нагреваемой кроватью, здесь нет полностью устаканенного перевода – даже я в статье допускаю использование обоих вариантов) посредством регулировочных винтов, но об этом ниже. Затем подключил к компьютеру и начал разбираться с софтом.

    3.2. Первая печать

    Базовая «штатная» программа для печати – Repetier Host по сегодняшним меркам косматой версии, которая без дополнительных бубнов видит принтер и позволяет нажать кнопочку «Печать» на без раздумья подгруженной из интернета тестовой модели, представляющей собой элементарный кубик 2х2х1 см.

    При нажатии Печать, программа короткое время о чем-то думает, «мигая индикаторами», после чего принтер оживает и… начинается прогрев. Оказывается, нельзя просто послать что-то на печать. Мало того, что, как вы знаете, печать сама по себе очень медленная, но и перед каждой печатью надо ждать около 7-10 минут, пока нагреваемая кровать достигнет температуры 107 градусов. В это время принтер только жужжит вентиляторами, не производя полезной работы. При нагреве также прогреваются сами экструдеры, но им требуется значительно меньше времени – самым медленным верблюдом оказывается кровать.

    Наконец пошел процесс печати. Вначале принтер рисует на «кровати» решетку, называемую рафтом, и только после этого постепенно пропечатывает на ней исходный кубик размером 2х2х1 см. Принтер играет мелодию о завершении печати, уводит в начальное положение каретку, продолжая жужжать охлаждающими БП и двигатели вентиляторами.

    В этом месте я снова «свалюсь» из описания процесса непосредственного освоения принтера обратно в теорию.

    Рафт представляет из себя обычно двойную редкую решетку из нитей пластика, которая выстраивается на подложке перед печатью уже на ней самой модели. Он позволяет частично компенсировать температурные нагрузки и неровность «стола», но сильно портит нижнюю часть модели: вместо ровной и гладкой нижней поверхности вы получаете набор неважно склеенных пластиковых ниток.

    Кстати, тот самый кубик:

    Сама нагреваемая кровать устанавливается с помощью нескольких (обычно четырех) подпружиненных регулировочных винтов, которые позволяют произвести калибровку ее уровня – чтобы все четыре ее угла имели одинаковый зазор между полностью опущенным экструдером и самой поверхностью кровати. Но как вы не крутите их и не калибруйте, сама нагревательная поверхность часто кривая, а потому в лучшем случае вы отрегулируете углы, центр же почти наверняка будет вогнут или скорее выгнут. Я не могу поручиться, что это общая тенденция, а не мой конкретный случай, но скорее всего платформа будет лишь относительно ровной, а центральная точка, находящаяся на максимальном удалении от регулировочных винтов, окажется и самой выбивающейся из общей поверхности.

    Это приводит к тому, что или в центре экструдер будет скрести по поверхности стола, или же, если вы отрегулируете центр, ближе к краям будет иметь слишком большой зазор, а потому контакт пластика со столом будет посредственным, приводя к деламинации (отклеиванию) краев модели. Потому для выравнивания часто на нагревательный стол кладут сверху стекло. Это еще больше увеличивает время нагрева, но уменьшает проблемы печати, связанные с неровностью поверхности печати. Скажу, что калибровку платформы лучше проводить полностью прогретой, т.к. при этом зазоры будут соответствовать реальным печатным… да, короткими подкрутками винтов с попыткой при этом не обжечь пальцы ))

    Встречался также отзыв, где рекомендовалось греть платформу подольше перед печатью, чтобы увеличить равномерность ее прогрева и таким образом уменьшить ее изгиб, но влияние этого лично не проверял.

    3.3. Слайсеры

    Если вы хотя бы немного интересовались 3Д печатью, то знаете, что слайсер – это программа для превращения трехмерной модели в понятный принтеру набор команд, называемый g-code.

    Перевести модель в ж-код так, чтобы результат печати вышел удобоваримым даже при заковыристой форме модели – это отдельное программное искусство, в котором и соревнуются производители слайсеров. Здесь не могу не вспомнить известную фотографию Билла Гейтса, которая хорошо описывает генерацию слайсером этого самого ж-кода ))

    Далее я дам краткое описание нескольких популярных слайсеров, чтобы было понятно, что это, зачем и в направлении каких названий при случае копать интернет. Данная фотография взята в одном из тестов слайсеров в интернете, и приведена только для иллюстрации того, что генерируемый разными слайсерами ж-код может приводить к существенно отличающимся результатам при печати. Я не советую ориентироваться на эту картинку по принципу «вот этот слайсер же явно лучше сделал», т.к. это будет сильно зависеть от конкретных 3D моделей и версий слайсеров.

    Идущая в комплекте с принтером программа для печати – Repetier Host штатно у меня заработала только с одним идущим в комплекте с ней слайсером Skeinforge.

    Итак, основные слайсеры:

    1) Slic3r. Пожалуй, самый популярный из сегодняшних. Постоянно дорабатывается. Новые версии нередко работают менее стабильно, чем предыдущие, потому, несмотря на наличие на момент написания версии 1.2.9 Stable, нередко используется более старый 1.1.7, тоже с пометкой stable. Замечу, что в новой версии сделано множество изменений в плане интерфейса, например, появилась нормально сделанная визуализация слайсинга модели.

    2) Cura. Тоже очень популярный слайсер. Является полноценной системой печати «все в одном». Удобный «юзер-френдли» интерфейс, к которому начал стремиться в поздних версиях Slic3r. Скажу только, что мое общение с данным слайсером закончилось тем, что я не смог без бубна подключить к нему свой принтер, потому лишь пару раз воспользовался сгенерированным в нем кодом. Это не недостаток слайсера, а лишь мой опыт общения с ним.

    3) Kisslicer. Еще короче: сравнительно популярный, но я с ним не работал вообще, потому не могу дать характеристику.

    4) Skeinforge. Про него можно ограничиться тем, что его поддержка прекращена еще несколько лет назад, потому я не рекомендую его использовать кроме случая «идет в комплекте, надо напечатать сейчас, ничего не настраивая». Упомянул его здесь только по причине того, что это был первый слайсер, который заработал без проблем с моим принтером.

    Согласен, описание слайсеров получилось немного странным и слишком неподробным. Я исходил из принципа разумной достаточности: если данный слайсер выполняет свою работу не хуже другого по результатам нескольких тестов, то я беру тот, который мне удобнее, и работаю с ним до тех пор, пока не появляется информация, что «вот этот явно лучше». Это не даст наилучшего результата, но позволит уделять техническим аспектам печати разумное время, не переходя, как я выше сказал про самодельные принтеры, в избыточный цикл самопроизводства. В результате я остановился на Slic3r и пользуюсь им по сей день. В этой статье не ставится цель точного описания и сравнительного анализа работы всех слайсеров, потому подборку слайсера под ваши индивидуальные цели и задачи я оставлю на вас.

    Сам слайсер включается в работу либо в момент отправки объекта на печать, либо, как часто стали делать сейчас, слайсинг проводится прямо в реальном времени сразу после подгрузки модели. Фактически же, на современных компьютерах время для преобразования слайсером модели в ж-код является достаточно малым, чтобы не упоминать это отдельно фразой в духе «через два часа слайсинга модель все-таки была готова к печати».

    Также, я не привожу здесь никаких конкретных настроек конкретных же слайсеров, но ниже в одной из глав я приведу несколько общих для них всех.

    3.4. Подготовка модели

    Когда я уже сделал несколько распечаток тестовых кубиков и разных пирамид и многоугольников с круглыми дырками, появилось желание напечатать что-нибудь конкретное. Я взял модель плавильной печи с конвейером разлива шлака, которые я когда-то делал, и, особо не задумываясь, отправил на печать.

    На этом месте матерые 3Д печатники разражаются гомерическим хохотом, т.к. все ламерство попытки печати такой модели без малейшей ее подготовки на лицо, но, как уже выше сказал, эта модель была отправлена на печать лишь из интереса и после пары часов знакомства с принтером.

    Хотя я и включил автоматическую генерацию поддержек, уже через два часа стало ясно, что ничего путного на выходе не будет. Слишком тонкие для печати в данном масштабе детали конвейера, часть из которых вообще висит в воздухе, от чего из-за тонкости не спасают никакие сгенерированные суппорты. В результате у меня получилась куча спутанных нитей, в которых в некоторых местах угадывались очертания стоек конвейера и рама загрузочного блока. Так я познакомился с необходимостью подготовки модели к печати.

    И снова экскурс в теорию. Как я уже писал в статье про макет церкви, всю 3д печать я для себя разделил на два идеологических подхода: инженерный и дизайнерский. Первый относится к работе с печатью шестеренок, креплений и запчастей к новому принтеру, RC моделям или каким-то другим механическим конструкциям, второй же отвечает за печать статуи Зевса, кирпичных стенок с окнами и всяческих масштабных моделей чего-либо (например, любая статуя – это тоже масштабная модель).

    Это разделение довольно условно, но при этом реально. Шестерни и механические сборки проще всего делать в предназначенном для этого софте, тех же SolidWorks, Компас 3D и прочих. При этом вы делаете всю вашу модель с отверстиями, фасками и элементами тел вращения, после чего экспортируете все в stl файл, открываете в слайсере, и дальше он занимается преобразованием модели в ж-код, не требуя с вас дополнительного вмешательства.

    При этом попытка изготовить в чертежной программе космический корабль, статую Будды или ту же кирпичную стену здания, в которой из этой стены выделяется каждый отдельно взятый кирпич, закончится вполне предсказуемым уходом времени разработки такой модели в бесконечность, что равносильно эффективной невозможности создания там таких моделей. И вообще, вы чертеж статуи Будды в солиде представляете? Вот и я нет )) Для подобных вещей существуют совершенно другие программы – например, ZBrush или MudBox для скульптур или же тот же великий и ужасный 3DSMax для всего остального.

    Инженерные программы изначально заточены на работу с кривыми поверхностями, фасками и прочими элементами объемного проектирования и обычно в состоянии выдать на гора годный к печати результат – сетку (так называется состоящий из треугольников объект) с хорошей топологией, но тот же 3дмакс, когда вы делаете, например, кирпичную стену, при попытке объединения ее в единую непересекающуюся сетку посредством операции Boolean -> Union гарантированно получите негодный результат. Точнее, скорее всего вы получите пустоту вместо объекта. И это я еще рассматриваю самый простой случай, иногда ошибки топологии не видны невооруженным глазом, но модель к печати будет негодной. Суть при этом в том, что 3дмакс, несмотря на то, что это программа работы с трехмеркой, не приспособлена для работы с объемами. Будучи изначально заточенной для работы с висящими в воздухе треугольниками, таковой принципиально она остается и по сей день.

    Перед тем как сказать, что такое подготовка модели, нужно вначале обратить внимание на использующийся на сегодняшний день для печати формат файла STL. Этот формат содержит в себе модель посредством ее записи отдельными треугольниками, когда, например, цилиндр делится на множество «граненых» сегментов, сводящихся в конечном счете к этим самым треугольникам. Т.е. никаких кривых поверхностей, сфер и торов нет, как и ложки из Матрицы, все объекты аппроксимируются в состоящие из кучи треугольников фигуры. Не удержался от небольшой пасхалки в картинке.

    Слайсер читает треугольники из stl файла, нарезает это множество тонкими слоями, которые в результате и превращаются в пути движения печатающей каретки. Пока вы имеете дело с корректной сеткой, проблем не возникает, но стоит в ней появиться дырке или пересечению треугольников, слайсер может начать «заикаться». И это не всегда именно «ошибка», просто слайсер должен точно знать, как трактовать вашу модель. А если одна из граней вашей коробочки отсутствует, значит ли это, что у нее просто не должно быть одной стенки и она должна быть полностью полой и тонкостенной или же следует закрыть эту дырку в автоматическом режиме и считать коробочку цельной. Это самый простой пример, а ситуаций с совершенно некорректной сеткой, когда она вообще не может в принципе быть правильно напечатана, очень много.

    Теперь скажу о самой подготовке модели. Если выше была длинная нудная теория о топологии модели и ее экспорте в stl формат, сама же практика в описании куда проще: долгой в ней является только сама работа по подготовке.

    1) Пункт актуальный для дизайнерских программ (читай 3дмакс). Модель должна иметь наиболее корректную из возможных сетку при первичном экспорте. Т.е., если вы делаете в том же максе модель для печати, следите, чтобы по возможности в ней не было открытых ребер (дырок в сетке), пересекающихся в одном элементе треугольников и сходных непотребств. Система восстановления моделей скорее всего это исправит, но лучше сводить риск к минимуму.

    2) Актуально для всех. Сложные или крупные модели нужно разделять на элементы, т.к. напечатать за один заход это или невозможно, или результат будет заметно менее качественный, нежели распечатать правильно в нескольких частях, а потом склеить.

    3) Правильное расположение модели. Чем ниже высота, тем быстрее модель печатается – совокупная скорость печати в высоту всегда ниже скорости печати самих слоев… Понимаю, формулировка не очень хорошая, но понять можно ))

    Но уменьшение толщины до минимально возможной иногда несет в себе один подводный камень: иногда слоя толщиной 0.1 мм недостаточно для передачи в каждом этом слое детализации объекта. Например, на этой фото предварительной версии передней стены церкви барельеф вышел откровенно жеваным по фактуре:

    При этом расположенные под углом 45 градусов боковые барельефы вышли несравненно лучше. Потому здесь будет маленький хинт: иногда расположение модели под даже небольшим невертикальным углом может добавить ей детализации.

    4) И конкретный практический совет, зарытый в груде теории )) Прогоняйте модель через систему восстановления моделей. Фирма Netfabb – один из разработчиков таких систем. Компания Microsoft выкупила данную технологию и сделала бесплатный сервис по восстановлению моделей в облаке. Для дизайнерской печати это must have. Регистрируйте учетную запись, если у вас нет, и прогоняйте модель через сервис по адресу https://netfabb.azurewebsites.net/

    Прогонка через сервис восстановления в первую очередь нужна для экспортированных из макса моделей, сделанных в стиле «куча пересекающихся коробочек», для экспортированных из CAD программ это необходимо лишь иногда, когда программа при экспорте не смогла сделать корректную топологию. Впрочем, такое бывает нередко.

    После обработки на этом или подобном сервисе модель готова для отправки в слайсер и на печать.

    3.5. Некоторые особенности создания моделей

    Здесь я буду немного непоследовательным и вернусь к этапу, когда вы еще только рисуете или собираетесь переделывать для печати модель.

    Замеченное мною для дизайнерской печати. Такая печать обычно связана с распечаткой изделия в каком-то масштабе, но когда никто не будет сидеть со штангенциркулем, вымеряя точное соответствие размеров.

    Самое простое: вы хотите распечатать поручни-ограждения для крыши здания. В реале они имеют толщину порядка 4-5 см, при масштабе же печати 1/80 вы получите их диаметр около 0.5-0.63 мм. Учитывая сопло принтера (в моем случае 0.4 мм), они будут либо 0.4, либо 0.8 мм, если мы печатаем в два периметра. Скажу, что распечатывать их с толщиной 1 периметр, т.е. 0.4 мм будет совершенно неразумно – для обычного ABS пластика такая толщина слишком «ажурна», плюс клеить их на здание будет очень тяжело.

    То же самое касается любых объектов, которые должны после печати быть твердыми или хотя бы цельными. Моя попытка отпечатать стойки конвейера, что приведен на несколько страниц выше, имеющие толщину в масштабе всего лишь миллиметр или менее и само полотно конвейера, представляющее из себя ленту толщиной порядка сантиметра в реальном масштабе и порядка четверти миллиметра в масштабе печати, хороший тому пример. Масштаб объектов должен быть реален для печати.

    Пара моментов касаемых инженерной печати. Когда вы печатаете цилиндр диаметром 10 мм и отверстие под него 10 мм, то, естественно, цилиндр в это отверстие не войдет, т.к. никакие допуски для правильной посадки этого цилиндра при этом соблюдены не будут.

    Причин несколько:

    1) Неточная работа механики принтера, из-за которой каждый последующий слой может укладываться с небольшим произвольным смещением. В результате это уменьшает как диаметр отверстия, так и увеличивает диаметр самого цилиндра.

    2) Термическое расширение при нагреве и, соответственно, усадка после охлаждения. Усадка ABS пластика составляет в среднем 0,5%. Это желательно учитывать при переводе модели в печатный STL файл. Большинство слайсеров умеют масштабировать модель до нужного размера. Достаточной информации о том, как усаживаются отверстия, у меня нет, при печати я ориентируюсь только на линейные размеры. PLA пластик заметным эффектом усадки не обладает.

    3) Точность отверстий и малых диаметров сильно зависит также и от скорости печати – чем выше скорость, тем выше будет и погрешность.

    4) Фактическая ширина укладываемой нити в сравнении с теоретической может меняться из-за немного плавающего диаметра прутка и не совсем точного диаметра самого сопла.

    По моему опыту разница в диаметрах между отверстием и вставляемым в него элементом должна быть в районе 0.3-0.5 мм по диаметру.

    4. Особенности слайсинга и настройки слайсеров

    Самая серьезная проблема FDM печати даже не точность, а скорость. Часто печать объектов сводится ко многим часам ожидания результата, что накладывается на то, что сама 3Д печать до сих пор находится в стадии активного развития. Потому первая проблема войны с настройками слайсера: «Как сделать так, чтобы вообще что-то напечаталось». Вторая: «Как уменьшить время печати, не ухудшив видимо результат». Более того, вторая проблема нередко переходит в первую, и они решаются уже одновременно ))

    Как заставить печатать, когда еще нет вообще никакого результата – вы только купили принтер – это больше вопрос не настроек слайсера, а калибровки стола, устранения механических дефектов, если есть, и некоторых самых элементарных настроек слайсера вроде диаметра сопла и центра кровати. Когда же все это настроено и у вас распечатался хотя бы тестовый кубик в уже обработанном ж-коде, лежащий на флешке, прилагаемой к принтеру, мы переходим к слайсерам и их настройкам. Здесь я приведу не конкретные настройки конкретных же слайсеров с указанием названий пунктов, а общие для них для всех настройки – они есть в каждом слайсере и имеют похожие названия.

    С чего начнем… Мы хотим получить максимальную скорость при сохранении разумного качества печати. Т.е. как накрутить скорость на максимум, не получив на выходе клубок ниток или нечто, напоминающее мятый шарик вместо кубика.

    За время печати отвечают всего два пункта:

    2) Скорость движения каретки при печати

    Разберу каждый из них отдельно.

    4.1. Топология слайсинга

    1) Верхняя и нижняя заливки в 3-4 слоя – иногда может требоваться и 8-10 слоев при слишком малой толщине самого слоя и/или требований к прочности

    2) Периметры – 2, можно 3-4 для повышенной прочности

    3) Внутренняя заливка. 15-30% в среднем

    4) Суппорты, если есть заметно нависающие элементы

    4.2. Толщина слоя

    Понятно, что если мы ставим слой 0.1 мм, то скорость печати будет приблизительно в два раза ниже, чем при слое 0.2. Но какой ставить слой для каких моделей? И как это зависит от принтера.

    Вначале определимся с диапазонами от и до. Есть рекомендация не ставить толщину слоя более 70% диаметра сопла. Причина этого банальна – при чрезмерном увеличении толщины слоя у вас ухудшается сплавливание слоев и/или ощутимо ухудшается точность проработки самой модели.

    В качестве примера приведу схему для диаметра сопла 0.4 мм:

    Толщины же слоя меньше 0.1 мм будут, во-первых, увеличивать время печати чрезмерно, во-вторых, на типовых FDM принтерах размеры сопел и точность позиционирования уже не позволят получить заметного прироста в качестве печати. Т.к. на вашем (настоящем или будущем) принтере наверняка установлено сопло от 0.3 до 0.4 мм, то диапазон толщин слоев мы примем от 0.1 до 0.3 мм.

    Уменьшение толщины слоя, кроме очевидного увеличения разрешения как такового, также увеличивает качество отпечатка и сплавливание слоев. Т.е. даже вертикальная стенка, отпечатанная более тонким слоем, будет визуально лучше по качеству. Причина этого очевидна по приведенному рендеру – отпечаток более тонким слоем будет иметь и более гладкую поверхность.

    Теперь более конкретно и предметно… Это больше отражает мое личное мнение, но в здесь я себе позволю именно его: если вы хотите получать более-менее качественный распечаток, не ставьте толщину слоя выше 0.2. Это не так сильно зависит от размера сопла (если, конечно, у вас не метровый принтер с соплом в пару мм диаметром) и больше упирается в абсолютное значение – дело банально в соотношении размера типового распечатка в районе 5-15 см с нашим восприятием шероховатостей и деталей. Увеличение слоя выше 0.2 уже начнет заметно сказываться на качестве. Я вообще стараюсь печатать слоями от 0.1 до 0.15 в зависимости от размера конечной модели.

    Если вы печатаете небольшую фигурку какого-нибудь человечка или подобное с высотой в 3-5 см, то, в идеале, и старайтесь держать толщину слоя не выше 0.1-0.125. Время печати будет велико, но только так вы получите печать с действительно неплохим качеством. Уход в типовой «быдло-слой» в 0.25-0.3 мм будет очень сильно сказываться на качестве конечного распечатка.

    Если вы печатаете достаточно крупные детали, например, для того же принтера, где не так важен внешний вид, а механическая прочность будет достаточной, тогда можно спокойно печатать и слоем 0.2 или даже 0.3. Для лучшего сплавливания слоев немного поднимают температуру печати.

    Соглашусь, что слой в районе 0.125 для типовой печати – это малость экстремально – на распечатку будет уходить очень много времени. Но, как я сказал выше, это мое личное мнение и мое отношение к качеству конечных распечатков. Так что это всего лишь моя личная рекомендация, не более того. На самом деле, даже слой 0.2 дает результат вполне приемлемого качества, если речь не идет об очень малых размерах или очень высокой детализации.

    Толщина первого слоя обычно ставится выше – это компенсирует неровности подложки.

    Как я написал выше, в плане скорости печати также имеет значение правильный разворот печатаемой детали на поверхности. Чем меньше высота от стола, тем быстрее будет печататься деталь, независимо от соответствующего увеличения занимаемой площади на основании.

    4.3. Скорость печати

    С ней все сложнее… Разные конструкции принтеров могут давать одинаковое качество распечатков на различных скоростях. Как я писал в самом начале: если у вас wade экструдер, обладающий большой массой, то и инерция его перемещения будет высокой. На нем для повышения скоростей печати угловатых, но детальных моделей, например, до уровня 80 мм/с будет уже требоваться качественная механика и жесткая рама. На bowden экструдерах практические скорости при равном качестве исполнения будут выше.

    Я тут написал немного странную фразу: «угловатых, но детальных», за которую мог зацепиться взгляд. Допустимая скорость печати зависит в частности от формы модели. Модель с множеством резких углов требует меньшей скорости печати, чем модель гладкой формы: на углах происходит «излом» траектории движения печатающей головки, в результате углы идут «волнами». Чем больше размер и чем более гладкая форма у модели, тем большую скорость можно устанавливать, не теряя в качестве. Поэтому в частности, для демонстрации печати с высокими скоростями лучше подходит голова Йоды или Марио, чем кубик.

    Теперь предметнее о скоростях. Скорости указаны по моему опыту и относятся к моей модели принтера и моему отношению к качеству печати. Т.е. они приведены больше для справки и для понимания, что это за параметры и за что они отвечают.

    1) Внешние периметры (Perimeters и/или Outer Perimeters в слайсерах): они требуют сравнительно невысоких скоростей, т.к. определяют форму модели. Изначально можно ориентироваться на 55 мм/с. На моделях простой (читай скругленной) формы или крупных можно увеличить и до 65 без потерь.

    2) Малые периметры (Small Perimeters) – отверстия и контуры с сильным изменением направления движения головки. Им требуется меньшая скорость для компенсации инерции этой самой печатающей головки. Опять же, bowden экструдер имеет гораздо меньшую инерцию. Практически, можно ограничиваться теми же 30-35 мм/с.

    3) Заливка (Infill). Разделяется на внутреннюю (заливка внутри объекта) и внешнюю (днища и крышки). Внутреннюю можно ставить максимум, при которой у вас еще механика принтера не перегружается – те же 70-80 мм/с, например. Внешняя заливка – желательно ниже, можно в районе скоростей периметров. Вы же хотите, чтобы верхняя поверхность модели была ровной.

    4) Поддержка (Support). Скорости невысокие, т.к. это довольно-таки ажурные конструкции. В районе 35-40.

    5) Мосты (Bridges). Это висящие между двумя стенами горизонтальные элементы – самый простой пример, стоящая на ножках буква «П». Для их печати есть два разных подхода.

    5а) Печать с высокой скоростью (например 70 мм/с) с обдувом сопла, если оно есть штатно или установлено вами. При этом нить не успевает провисать и остается горизонтальной.

    5б) С точностью до наоборот, кроме обдува. Печать с малой скоростью (например, 25-35 мм/с), также с обдувом сопла, чтобы пластиковая нить успевала застыть и не провисала.

    С последним вариантом я случайно столкнулся на новой версии слайсера, где изменились координаты центра кровати. Часть объекта напечаталась за пределами нагревательной кровати и просто висела в воздухе, при этом ее первый слой (печать я в этот момент прекратил) неплохо сохранил форму, хотя и выдавался на пару см за пределы нагревательной кровати.

    Первый слой рекомендуется печатать с меньшей скоростью, чтобы обеспечить лучшее прилипание пластика к нагревательной кровати.

    4.4. Заливка

    Как вы знаете или догадываетесь, при 3д печати объект не заполняется пластиком внутри полностью, т.к. это не имеет смысла и существенно бы повлияло на расход пластика и космически увеличило бы время печати.

    Среднестатистическая заливка делается порядка 15-30% в зависимости от формы модели. В некоторых случаях, когда требуется особенная прочность, возможна установка заливки и до 50%, но это требуется редко.

    Заливка осуществляется внутри модели под внешние периметры. Существуют разные методы создания заливки, но используемый в большинстве случаев гексагональный метод лично мне кажется абсолютно достаточным, чтобы специально другие методы не рассматривать.

    4.5. Печать двумя или более экструдерами

    Существует множество принтеров, снабженных двумя экструдерами. Ими можно выполнять как печать двумя цветами, так и использовать второй экструдер для создания растворимых поддержек.

    С ними требуется знать несколько нюансов:

    1) Высота расположения сопел (зазор между соплом и кроватью) должна быть одинаковой или достаточно близкой, иначе один из экструдеров может начать упираться в отпечатанное другим.

    2) Использование двух экструдеров приводит к появлениям смазов, когда небольшими потеками – свисающими с хотэнда «соплями» – после печати экструдером слоя при переходе на печать другим, этот пластик смазывается о деталь, в частности вплетаясь в печатаемое другим экструдером. Для борьбы с этим делают экструдеры с самоочисткой, но в случае с обычными не очищающимися экструдерами можно выстраивать небольшую «стенку» сбоку от модели для того, чтобы «сопли» пластика просто смазывались в конце печати слоя об нее, не портя основную модель.

    4.6. Использование поддержек

    Поддержки требуются в случаях, когда один или несколько элементов модели начинают печататься висящими в воздухе – например, свесившееся вниз крыло птицы – или же когда связь с опирающейся на подложку моделью недостаточная для качественной пропечатки – например, стоящая на ножке буква «Т».

    В большинстве случаев создаваемых автоматически поддержек «штатным материалом» в слайсерах достаточно, но иногда лучше переработать или по-иному развернуть печатаемую модель, нежели использовать поддержки, т.к. необходимость их использования приводит к снижению качества конечного результата. Например, в случае с упомянутой выше буквой «Т» (считая, что мы не можем ее положить на нагреваемую кровать плашмя – для примера) ее лучше развернуть так, чтобы она, наклонившись, опиралась на подложку двумя точками, превратившись в подобие лямбды.

    Как я сказал, поддержки создаются автоматически слайсером, представляя собой тонкостенные легко отламываемые подпорки. К сожалению, они нередко вплавляются в стенки модели (например, созданием таких суппортов по сей день грешит Slic3r), усложняя отделение, и нижняя плоскость модели, лежащая на этих суппортах, получается не самого лучшего качества.

    Другой способ создания поддержек – это применение двухэкструдерных принтеров для печати поддержек из растворимого пластика. На взятой из интернета иллюстрации приведена печать поддержек HIPS пластиком:

    После печати материал поддержки растворяется, оставляя саму модель в целости и сохранности.

    Типовой материал для поддержек: PVA – поливинилацетат – да-да, тот самый клей ПВА. Этот пластик растворяется в воде – модель после распечатки достаточно кинуть в воду, и PVA пластик достаточно быстро в ней растворится. Этот пластик довольно дорогой, но и, т.к. он не является основным материалом для печати, он используется в небольших количествах.

    Второй материал для создания поддержек: HIPS. Данный пластик растворяется в Лимонене – очищенном цитрусовом масле. Лимонен не взаимодействует с PLA и ABS пластиками. Но очевидный недостаток использования пары HIPS+лимонен вместо PVA+вода: эту химию довольно сложно купить, тогда как вода доступна и бесплатна. На текущий момент я встречал лимонен в одном магазине по 3Д материалам по цене в 1500 рублей за литр. Уверен, его можно найти где-то еще по значительно меньшей цене, но у меня не было повода сильно искать.

    4.7. Борьба с типовыми проблемами

    Наиболее популярным материалом для печати является ABS. С ним же связано и большинство проблем. Самая большая и известная из них – это великая и ужасная деламинация. Края модели отклеиваются от подложки, загибаются вверх и часто это приводит к выкидыванию распечатка в ближайшую к принтеру урну. Происходит это из-за термического расширения ABS пластика при плавлении и, соответственно, сжатию, когда он остывает, будучи уже напечатанным. Верхние слои стягиваются и образуют рычаг, действующий на прилипающий к подложке пластик.

    Важный нюанс: наибольшие напряжения возникают на углах. Это одна из причин, кроме эстетической, почему те же сотовые телефоны и прочие носимые гаджеты делают со скругленными краями – при ударе острый угол получает значительно большие напряжения материала, чем скругленный. Также, температурные напряжения тем сильнее, чем больше у вас длинных прямых участков. Иными словами, голову Йоды в плане деламинации напечатать куда проще, чем прямоугольный домик.

    Для борьбы с деламинацией при слайсинге модели используется две техники:

    Уже упомянут выше, но напишу еще раз. При этом непосредственно под моделью выстраивается несколько (обычно два) слоя пластика редкими нитями. Получается своеобразная решетка. Ее цель: снизить температурные нагрузки на нижние слои и нивелировать влияние изгиба нагревательной кровати. Но, как писал выше, как и использование поддержек, это ухудшает качество нижней поверхности распечатываемой детали.

    При этом в первом слое вокруг объекта печатается «блин» на некоторое расстояние. Этот пластик образует дополнительный «якорь» для печатаемой детали, не позволяя оторвать углы от поверхности. Достоинство: не портит нижнюю поверхность детали. Недостаток: весь контур потом требует некоторой обработки надфилем, если требуется аккуратный внешний вид. Также, сами температурные напряжения при этом никуда не уходят, потому может не подходить для некоторых случаев печати.

    Для борьбы с избыточными напряжениями на углах можно применять «палаточные колышки». Чуть за пределами основного объекта в углах вы ставите низкие (да хоть в пару слоев высотой) цилиндры, которые при создании брима увеличат печатный участок в этих местах, компенсируя температурные нагрузки за счет приклеивания этих участков к кровати.

    По причине же температурных расширений часто расклеивается и сама модель, в основном на границах длинных участков… Например, однажды, моя попытка напечатать целиком стены дома закончилась растрескавшейся везде и всюду изогнутой снизу деламинацией коробкой.

    При этом один из методов, как ни странно, повышение температуры на печати 5-10 градусов. Это увеличивает нагрузки от теплового расширения, но при этом слои пластика сплавляются заметно лучше. Но это подействует, понятно, если до этого температура уже не была завышенной. Дальнейшее повышение температуры приведет к деградации пластика. Добавлю еще, что есть вполне конкретная и проверенная рекомендация мерить температуру печати не от «штатной» 230 градусов «на сколько-то градусов вверх, а наоборот – найти температуру, когда пластик уже начинает кипеть, и отнять от нее те же 5-15 градусов.

    Если отойти от настроек и моделей к практическому «железу», для борьбы с недостаточной адгезией при печати, кроме очевидных каптона и синего скотча, используют также пиво (для тех, кто по какой-то причине этого не знает до сих пор, пиво при кипении имеет приятный хлебный запах )) ), некоторые разновидности клеевых карандашей и какие-то еще злобные колдунства, которые я уже не пробовал и даже не запоминал по причине глубокой… сумрачности оных ))

    Борьба с деламинацией относится именно к ABS пластику, т.к. PLA имеет слишком слабое термическое расширение и позволяет печатать на слабо нагретом, а то и вообще не нагретом столе. Это же касается различных «деревянных», «керамических» и прочих имитирующих различные твердые материалы пластиков, т.к. они делаются на основе PLA. Это не относится к экзотическим «резиновым», электропроводным и прочим подобным материалам, они могут иметь любую основу, и я их не рассматриваю по причине, как уже сказал, экзотичности оных.

    Вкратце повторю также проблему «соплей» – когда при переносе печатающей головки между двумя печатными участками остается тонкая пластиковая нить. Когда такие нити возникают на каждом слое, результат печати придется потом отчищать. Наиболее сильно это проявляется при использовании PLA пластика, как более текучего. Борьба с этим сводится к настройке скорости и глубины ретракта – увода пластика обратно в сопло подающим мотором после завершения участка печати.

    5. Постобработка

    Многие механические детали требуют лишь очевидной очистки от облоя брима и рафта, после чего их можно применять по назначению. Но когда речь идет об объектах дизайнерского направления, где требуется эстетичный внешний вид, мы уже вынуждены взять в руки необходимый инструмент, высунуть кончик языка и приняться за обработку. Скажу также, что иногда данная обработка желательна и «механическим» деталям – обработка крупных зубьев шестерней для уменьшения их дальнейшего износа, шлифовка плотно прилегающих к существующим металлическим и прочим частям различных отпечатанных пластиковых патрубков и прокладок, но здесь я больше говорю именно об обработке в ключе эстетического вида результата.

    5.1. Механическая обработка

    Такой очевидный процесс, что хочется привести фотографию надфиля и на этом закончить. Ведь действительно, даже если нет ничего, то уж надфиль найдется практически у всех. Но где лучше использовать именно его и какие еще существуют варианты, об этом можно написать.

    Наиболее страдающие при печати участки, это низ модели и места прилегания рафта или суппортов. На этом месте, сонно читая, можно не обратить внимания на расположенные в одном предложении и логически разделенные «низ модели» и «места прилегания рафта», ведь вроде бы это синонимы, а потому не должны противопоставляться. Поясню.

    Нижнее основание, лежащее на рафте, гарантированно будет иметь форму «тысячи видов микроколбасок», что требует обработки. Если же мы не используем рафт, то основание будет очень ровным, исключая дефекты наклейки каптона или его вздутия из-за снятия какой-то большой плоской внизу детали. Да, иногда приходится снимать деталь мало того что с помощью ножа, но и без такой-то матери не обходится )) Это одна из причин, по которой лучше использовать каптон на всю ширину стола, а не поклеенный из нескольких частей. Но причем тут тогда обработка низа модели?

    Из-за неточной калибровки стола, его выгнутости, в результате чего калибровку приходится делать так, что при печати на некоторых участках экструдер упирается в платформу, и избытой подачи пластика на первом слое, несколько первых слоев могут скататься в откровенный блин с выступающей по бокам поверхностью внизу. Ничего удивительного, ведь у меня разница в высоте середины стола и участков ближе к краям составляет более полумиллиметра.

    При этом по периметру модели и есть смысл пройтись тем же надфилем. Нет, вы не выведите им границы до ровных, это сложно сделать даже для вертикальных стенок, но приведете состояние форменного безобразия к безобразию приемлемому.

    При обработке таких границ предпочтителен больше надфиль, нежели шкурка (кроме случая шкурки с бруском), т.к. надфиль жесткий, а в случае со шкуркой нельзя распределить усилие рукой.

    Шкуркой же есть смысл обрабатывать достаточно гладкие поверхности, вдоль которых можно пройтись рукой с этой шкуркой, будь то плоская стенка или поверхность какого-нибудь большого кольца. Однажды мне требовалось обработать 40 см клееную деталюху, некий зуб экскаватора, состоящую из четырех частей, как раз там хорошо подошла обработка шкуркой.

    Также, очень рекомендую обзавестись цанговым ножом. Он также может называться модельный нож и канцелярский скальпель. Под последним названием мне в свое время его и порекомендовали. Представьте, каким я себя чувствовал дураком, когда спрашивал в канцелярских магазинах его именно под таким названием. Думаю, услышанные мною ответы легко представимы: от «Мы такого не завозим» до банального «Чего?» )) Дошло до смешного: когда на сайте поставщика офисных принадлежностей, обозначенный именно как «канцелярский скальпель», он есть в наличии по 180 рублей, а в самом магазине вообще никто про него ничего не слышал… Я это к чему: если соберетесь купить, ищите его именно как цанговый или модельный нож ))

    Им очень хорошо срезать излишки брима и… он идеально подходит для того, чтобы им резать пальцы, с чем он прекрасно справляется, т.к. деталь при срезе излишков вы будете держать как раз так, что порезаться будет запросто. Потому, как бы банально это не звучало: осторожно, кофе горя… нож острый )) Особенно будьте аккуратны, когда срезаете толстый облой, который требует для этого большого усилия.

    В ключе механической постобработки нельзя не упомянуть такое полезное устройство как гравировальная машинка, которые часто, по аналогии с ксероксом, нарицательно называют дремелем. Название это пошло, собственно, от изначального производителя таких устройств для условно домашнего пользования – фирмы Dremel.

    Это довольно-таки универсальное устройство, им можно резать, сверлить, гравировать, полировать и много чего еще. В частности, им же можно удалять излишки пластика или шлифовать клееные стыки. Работа при этом производится посредством гибкого вала (вы его можете увидеть на приведенном выше изображении), вам не потребуется держать в руках весь гравер. Как часто бывает, у официального дремеля есть и множество китайских и не очень клонов. При этом, цена отличается в разы, качество же зависит от каждой конкретной модели и нередко от каждого конкретного экземпляра. Из качественных аналогов, вряд ли хуже оригинала, вспоминается только Proxxon, но цены на него уже сравнимы с оригиналом. Дешевые клоны начинаются от 900 рублей до 2500 в среднем на момент написания статьи, «оригинал» идет в районе 6000, в зависимости от модели.

    Касаемо граверов скажу еще одну вещь: если соберетесь брать, вам понадобится модель с регулировкой оборотов и, желательно, мощностью в районе 170 ватт, т.к. пластик рекомендуется обрабатывать на пониженных оборотах, иначе есть риск, что вы просто начнете его плавить.

    5.2. Шпаклевка

    Маленький дисклеймер: слово шпатлевка происходит от слова шпатель и потому пишется через «т». Но, т.к. его уже «употребили» через «к» до такого состояния, что даже ворд отказывается это подчеркивать, я для себя пришел к употреблению его через «т», когда речь идет о шпатлевке, как о материале, и через «к», когда речь идет о процессе. Согласен, это очень спорный вопрос, но, как и о причинах, почему я пришел к такому заключению, я считаю, что углубляться в это здесь не стоит.

    Один из способов выровнять поверхность, это использовать на больших сравнительно ровных частях обычную шпатлевку для пластика. Существует множество одно- и двухкомпонентных шпатлевок для работы с пластиковыми моделями. Их можно достать в магазинах, торгующих этими моделями и расходными материалами к ним, коих существует великое множество. Жидкие шпатлевки обычно используются для заделки клеевых швов, пастообразные же пригодятся в качестве шпатлевок «общего назначения».

    Что вам желательно знать еще о шпатлевках? Что однокомпонентные шпатлевки имеют заметную усадку при высыхании, потому те же швы может потребоваться обрабатывать ими несколько раз, прежде чем вы получите отсутствие впадины на этом месте, двухкомпонентные же обычно заметной усадки не имеют и обычно же более просты в хранении. При этом двухкомпонентные могут сильно отличаться по времени застывания.

    Т.к. мне лично пришлось иметь дело с достаточно крупной деталью, я пошел другим путем и купил двухкомпонентную шпатлевку фирмы Novol в магазине автоэмалей. Да, там можно купить дешевле, но шпатлевка для бампера может быть недостаточно качественной, чтобы работать с ней с мелкими деталями. Мне не было смысла сильно заморачиваться, т.к. деталь (приведенный выше и ниже на фото некий зуб экскаватора) была большая и достаточно ровная.

    Выше я упомянул время застывания. Когда я первый раз замешивал новоловскую шпатлевку, забыл одеть резиновую перчатку – я хотел размазать ее по поверхности прямо пальцем в перчатке… За те три минуты, пока я под аккомпанемент тихих матов под нос натягивал эту перчатку, шпатлевка… ну вы поняли. Пришлось замешивать снова. Скажу, что с такой шпатлевкой работать не очень удобно: 3-5 минут – это слишком короткое время застывания для удобной с ней работы.

    Сам процесс шпаклевания достаточно простой. Для этого можно взять небольшой резиновый шпатель из ближайшего магазина с разной бытовой химией, клеями и красками. Он вполне может найтись в том же магазине автоэмалей.

    Купленная мною шпатлевка была явно мягче пластика после печати, она значительно легче зачищается шкуркой и надфилем. Поверхность можно сделать очень гладкой, если применять последовательно несколько более мелких шкурок. Для базовой зачистки я использовал шкурку с шероховатостью 320.

    Для шлифовки этой детали я использовал две шкурки, если не ошибаюсь, более мелкая была 800, для данной поверхности это было достаточно. Начальную же обработку проводил вообще надфилем.

    5.3. Химическая обработка

    Химическую обработку после печати производят для сглаживания печатных слоев и придания глянца поверхности модели. Кроме внешнего вида, это улучшает адгезию слоев за счет сплавливания, но может съесть мелкие детали. При обработке химией важно выдержать баланс между выравниванием поверхности и избыточным «расплавлением» модели.

    Самый известный метод для обработки ABS пластика – так называемая ацетоновая баня. Она неприменима для обработки PLA, т.к. PLA практически инертен к ацетону.

    Здесь я снова позволю себе утянуть с интернета довольно известную фотографию модели совы до и после обработки:

    Суть данного метода: модель ставится на изолирующую подложку, можно взять обычный полиэтилен, фольгу или стекло, помещается под колпак из инертного к ацетону материала (опять же, обычное маленькое полиэтиленовое ведерко для продуктов) и все это ставится на нагретую до 40-50 градусов нагреваемую кровать принтера, куда также помещается небольшая емкость с ацетоном или смоченная в нем тряпочка.

    Ацетон имеет температуру кипения 56 градусов. При приближении к данной температуре он, будучи и так легко испаряющимся, испаряется еще интенсивнее. Под крышкой из пластикового ведерка вы получаете высокую концентрацию паров, которые начинают плавить наружные слои пластика модели. После достижения нужного результата вы убираете модель из-под колпака и даете полностью застыть. Если ацетон попал внутрь модели, для полного застывания может потребоваться сравнительно продолжительное время.

    Плюс этого метода: бесконтактная обработка, которая не оставит следов кисти и не требует лезть кистью или тряпочкой во все труднодоступные участки модели. Минус: не самый приятный запах ацетона, возможность недодержать или передержать модель и вероятность того, что модель может повести при неоднородном распределении паров.

    Плюс самого ацетона в том, что он легко доступен к покупке в магазинах, торгующих теми же красками, имеет разумно невысокую цену и, несмотря на вонючесть, испаряется полностью, не оставляя следов. Т.е. невозможно «пропахнуть ацетоном», что в ключе «околодомашней обработки» не может не радовать.

    Единственное, рекомендую его хранить с такой дополнительной импровизированной «крышкой» для предотвращения испарения.

    Ацетоном также можно обрабатывать с помощью натирания поверхности смоченной в нем тряпочкой, но т.к. это все-таки статья немного субъективная, то и скажу, что лично мне это кажется сомнительным по причине высокой трудоемкости с получением спорного результата – обработать так ту же сову у вас вряд ли получится.

    Также, возможна холодная обработка. В этом случае необходимые к обработке распечатки ставятся в герметично закрытую емкость – можно то же пластиковое ведерко с крышкой и туда же ставится небольшая емкость с ацетоном или даже смоченная в нем тряпка. Такая обработка гораздо более медленная, чем горячая, а также для неплоских деталей (а таких большинство) очень рекомендую наличие какого-то источника для циркуляции паров ацетона в этой «банке», иначе вы получите оплавленный низ детали и не обработанный верх, т.к. холодные пары ацетона будут стремиться осаживаться на дне. Корпус и крыльчатка вентилятора или другого «источника» циркуляции, естественно, должны быть сделаны не из ABS, иначе после часа-другого обработки, вы посмотрите в банку, после чего озабоченно почешете затылок )) Именно необходимость городить огород с циркуляцией или выдумывать иной способ, чтобы однородно обрабатывалась вся модель, отбили у меня весь интерес к такому методу обработки. Потому оставляю ее для вашего изучения.

    Еще один метод обработки, подходящий для обработки – обработка дихлорэтаном или дихлорметаном. Как и метиловый и этиловый (да, тот самый це-два-аш-пять-о-аш )) ) спирты, они сходны по некоторым свойствам, но как метиловый спирт является ядом, так и дихлорэтан ядовит. Обращаю внимание: дихлорэтан, а не дихлорметан. У них наоборот. Дихлорэтан является ядовитым, дихлорметан же имеет «относительно малую токсичность» по версии Википедии. Дихлорэтан продается в уже упомянутых выше универсальных хозяйственных магазинах с различными лаками для полов, инструментом и прочим «у нас все есть». Он проходит в разделе клей для пластика, т.к. он просто напросто растворяет пластики, позволяя спаять их. Продается в небольших флаконах, потому «возьмем большую тряпку и пройдемся по всем поверхностям» с ним не пройдет. К тому же, вряд ли это принесет пользу вашему здоровью. Техника работы с ним локальная: ваткой или ватной палочкой обрабатывается поверхность. Скажу, что именно дихлорэтаном я обработку не производил.

    Дихлорметан (он же хлористый метилен, он же метиленхлорид) найти сложнее. Он есть у поставщиков промышленной и технической химии, у которых на складах стоят 200-литровые бочки с кучей разных реактивов. Они обычно торгуют оптом и/или с юрлицами, потому купить его получится по принципу «как договоритесь». Мне повезло найти у нас в Челябинске поставщика, который согласился мне продать бутыль данной жижи, потому появилась возможность проверить такой метод обработки лично. На фото дихлорметан в удобной емкости из-под стеклоомывайки:

    Скажу, что этот метод подходит как для обработки ABS, так и PLA пластика, т.к. дихлорметан растворяет их оба. Но я работал с ABS, потому тонкости работы им с PLA оставлю для вашего изучения. Рекомендацию, не буду врать, встретил в интернете в одном из обзоров, по-сути я здесь лишь проверю эту рекомендацию лично и опишу результаты.

    Суть простая: окунаете вашу модель в дихлорметан на 3-5 секунд, после чего вытаскиваете и оставляете сушиться. После сушки окунаете еще раз на долю секунды для смачивания поверхности и оставляете сушиться еще раз. Естественно, это требует наличие необходимого количества дихлорметана.

    Некоторые рекомендации по работе. Дихлорметан имеет плотность 1330 кг/м 3 , т.е. на треть тяжелее воды, при этом он в ней не растворяется. Это значит, что не следует сливать отработку в канализацию, снабженную U-образными гидрозатворами (ими снабжены все домашние канализационные сливы), т.к. он просто осядет на дно U-образной трубки и вымывать его оттуда будет затруднительно. Более того, если так случайно окажется, что эта трубка сделана из пластика, растворимого дихлорметаном, последствия вы понимаете.

    Далее, он очень летуч, субъективно, почти как ацетон. Это значит, он быстро испаряется. Иными словами, воняет. Он не является высокотоксичным веществом, но, субъективно, эта дрянь во всех смыслах неприятнее ацетона, потому рекомендую иметь возможность проветрить помещение, и работайте с ним в резиновых перчатках. Еще одно: не советую наливать его в емкость для хранения доверху, особенно в немного растягивающуюся пластиковую тару, иначе, когда будете его открывать, вспомните, что такое бутылка шампанского, только в роли последнего выступит эта самая химия, а перчатки вы в этот момент надеть, естественно, забудете )) Понятно, что это произошло со мной, потому я вас от этого и предупреждаю. Хранить рекомендую так же, как и ацетон: кроме плотно закрытой крышки рекомендую также закрывать полиэтиленовым пакетом с резинкой для денег. Кроме этого, хранить рекомендую в жестких емкостях и помнить, что температура кипения у него всего 40 градусов (против 56 у ацетона), потому в хранении он существенно более капризный, нежели ацетон.

    Суть непосредственной работы проста: делая все в резиновых перчатках, наливаете дихлорметан в емкость, опускаете в него модель, как я уже выше писал, держа ее за наименее ответственные участки, вынимаете. Дихлорметан после этого лучше сразу же слить в емкость для хранения, если нет возможности вашу емкость для обработки условно герметично закрыть. Скажу, что не удивлюсь, если окажется, что вместо дихлорметана можно точно так же использовать ацетон, но не проверял.

    Ниже пример обработки выложенной на Thingiverse вертолетной рукоятки. Разница в цвете – это лишь разница в освещении во время съемки. Обработанная рукоять уже высушена, блеск от вспышки именно из-за приобретения глянца поверхностью.

    Обращаю внимание, что верхние и нижние (переходные, а не основание) слои имеют в большинстве случаев гораздо меньшую толщину, нежели боковые стенки, потому можно увидеть на этой фотографии, что верхняя скругленная часть местами немного провалилась. Учитывайте это, увеличивая степень заполнения или количество верхних слоев, если планируете подобную обработку.

    Но здесь стоит добавить то, что, возможно, стоило написать в самом начале данного метода обработки: если мы говорим об АБС пластике, то обработка «кунанием» для него возможна и ацетоном, т.к. эффект практически одинаковый, и это при том, что ацетон куда проще достать (кроме стран, где он запрещен к свободной продаже) и также проще хранить.

    И еще: старайтесь, чтобы ацетон или дихлорметан не попадали внутрь модели, иначе она рискует «поплыть», причем в случаях, когда модель откровенно «наглаталась» ацетона, а потом из-за оплавления пластика «закупорилась», оставив оный внутри себя, поплыть может очень серьезно, вплоть до полной потери формы.

    6. Склейка и окраска

    Последний раздел, который я решил осветить в своей статье, это финальная «сборка» и покраска вашей модели, если это требуется.

    6.1. Склейка

    Самый известный метод склейки моделей из ABS пластика – это известный с детства клей для масштабных моделей, продающийся в соответствующем же магазине в небольших флаконах. Он подплавляет пластик, позволяя деталям спаяться после застывания. Минус: часто требуется промазывать несколько раз, прежде чем клей начнет растворять пластик. Потому клеит довольно медленно и, без грамотного подхода, не особо прочно.

    Можно использовать дихлорэтан, продающийся в хозяйственных универмагах. Он тоже плавит пластик, но делает это быстрее. Можно также использовать и дихлорметан, обладающий сходными свойствами.

    Можно подклеивать элементы модельным клеем, а после фиксировать суперклеем с внутренней стороны модели. Он держит заметно лучше. Здесь я позволю себе небольшую рекламу. Вместо небольших на две трети пустых жестяных тюбиков по 15-20 рублей я перешел на Космофен.

    На момент написания в 2015 году он стоит в районе 140 рублей за 20-граммовый бутылек, но, во-первых, его много, во-вторых, он клеит! Не только пальцы, как и все разновидности суперклеев, но и пластик. Возможно, я брал слишком дешевые «модификации» жестяных тюбиков, но почему-то по моему впечатлению они клеили плохо. Я этого понять не могу, т.к. и там, и там должен быть цианоакрилат, но по факту. Плюс этого клея: склеивает намертво. Минус: склеивает слишком быстро, вы можете просто не успеть зафиксировать элемент в правильном положении. В моем случае однажды, намазав суперклеем соединительный стержень, который должен был взаимно фиксировать две детали, я просто не успел его вставить в одну из деталей на нужную глубину, когда этот стержень уже намертво приклеился к стенкам отверстия, пришлось его просто отломать.

    Хранить суперклей рекомендую в целлофановом пакете, с положенным туда пакетиком силикагеля, который собирает влагу из воздуха и предотвращает этим застывание клея. Да, цианакрилат застывает не от испарения его в воздух, а от содержащихся в воздухе паров воды, поэтому в частности он быстро склеивает пальцы… Такая вот занимательная википедия ))

    Для быстрого удаления суперклея с пальцев можно использовать продающийся в тех же магазинах растворитель суперклея в таких же маленьких жестяных тюбиках, что и обычный клей.

    6.2. Окраска

    После того, как вы более-менее освоитесь с непосредственно печатью моделей, у вас может появиться желание покрасить модель, а не пытаться выбирать из нескольких цветов пластика, добиваясь получения результата нужного цвета.

    Если вы планируете полностью окрашивать модель, то печатайте белым или натуральным пластиком. Напомню, что натуральный отличается тем, что в нем нет матирующего красителя, потому он слегка прозрачный (говорю об ABS), чуть напоминая PVA пластик. Это немного скрадывает форму, что в большинстве случаев неудобно. Для окраски крупной модели в один тон можно использовать обычные аэрозольные баллончики из магазина тех же автоэмалей. В идеале, нужно также использовать грунт для пластика, он тоже продается в аэрозольных баллонах, но я использовал его только в части случаев, где требовалась более ответственная покраска. По грунтовке замечу только, что грунт можно купить также и в баночках специально для аэрографа, но я лично пользовался аэрозольным баллоном.

    В моем случае использовался прозрачный пластиковый праймер (в предыдущей версии статьи я указал, что это был серый грунт, но меня просто немного подвела память )) ).

    Для АБС пластика подходят как акриловые, так и эмалевые краски, т.к., в отличие от некоторых модельных пластиков, ни данный праймер, ни краски модель не испортят. Здесь можно написать, в сколько слоев рекомендуется красить, каково время сушки слоев, написать банальность про то, что не стоит красить в холодную или влажную погоду, но с моей точки зрения, для малоразмерных пластиковых моделей наиболее подходящий метод покраски, а тем более покраски по частям в разные цвета – это покраска аэрографом, потому я перейду непосредственно к ней. Касаемо же покраски из баллончика скажу только, что для создания первичного основного тона модели как раз хорошо подходит как раз-таки баллочик, т.к. задувать из аэрографа большую модель с равномерным ее прокрасом вы откровенно замучаетесь. Итак, переходим к аэрографии.

    Что вам для этого потребуется? Минимальный набор юного и не очень покрасчика: китайский аэрограф, от которого будут воротить нос настоящие любители стендового моделизма, и аэрокомпрессор, тоже, как можно догадаться, китайский.

    Аэрографов существует великое множество во всех ценовых категориях, я же буду рассматривать на своем простом примере бюджетного JAS 1117. Практически во всех аэрографах есть регулировки подачи краски и давления воздуха. Ограничитель подачи краски используется реже, давление же воздуха настраивается под данный конкретный случай. Обычно просто ограничивается для уменьшения скорости воздуха на выходе из сопла аэрографа. Аэрографы легко разбираются для очистки. Большая часть элементов снимается без вспомогательного инструмента. Для очистки при работе с акриловой краской обычно достаточно просто протереть элемент ацетоном.

    У меня нет в планах плотно рассматривать работу с аэрографом как таковую, просто дать общие понятия об оном, потому переходим к компрессорам.

    Из типовых аэрокомпрессоров, продающихся в магазинах, можно выделить два вида: с ресивером и без. Что такое ресивер? Это накопительный баллон для сжатого воздуха. Он позволяет держать давление ровным и позволяет компрессору автоматически выключаться по достижению необходимого давления в ресивере. Естественно, компрессоры с ресивером стоят дороже, но с моей точки зрения брать компрессоры без оного смысла не имеет, т.к. разница в удобстве серьезная, плюс компрессор без ресивера в среднем будет иметь существенно меньший срок службы за счет банального перегрева при работе. На фото изображен мой компрессор с ресивером.

    Здесь я сделаю отступление и добавлю еще один небольшой раздел, чтобы было понятно дальнейшее. Итак, этот раздел…

    6.3. Покрасочная химия

    Как вы понимаете, для покраски вам понадобятся, собственно, краски.

    Но и, как вы догадываетесь, ими одними дело не ограничивается. Есть еще некоторая обязательная и некоторая рекомендуемая к наличию химия, без которой вам, скорее всего, обойтись не удастся. Обращаю внимание, что написанное ниже следует понимать в контексте использования акриловых красок. Для эмалевых описание стоит составить немного по-другому.

    1) Технический спирт

    Для тех, кто не знает, при этом представляется что-то вроде обычного этилового спирта с накрошенными туда то ли металлическими опилками, то ли какой-то химией… Зачем? Ну, он же технический )) Нет. В данном случае имеется ввиду даже не технический этиловый спирт, а спирт изопропиловый, он же ИПС.

    Он используется в качестве разбавителя акриловых красок и очистки аэрографа при смене краски. На момент написания (напомню, лето 2015 года) типовой бутылек ИПС стоит в районе 200 рублей, его можно купить в магазине, торгующими электронными компонентами – датчики, припои, резисторы и пр.

    ИПС также является хорошим очистителем, он используется в частности как один из компонентов стеклоомывающей жидкости для автомобилей. Например, им можно удалять следы, остающиеся после наклеек на новых холоднильниках.

    Используется для генеральной очистки аэрографа, рук и кистей, например, при окончании работы с акриловыми красками. Обладает очень хорошим свойством: испаряется без остатка, т.е. невозможно что-то провонять ацетоном. Единственное: т.к. он является растворителем, им запросто можно испортить краску или пластиковый элемент. Продается в хозмагазинах в районе 80 рублей за бутылку.

    3) Уайт спирит. Не знаю, было ли это когда-то торговой маркой, теперь же его выпускают все кому не лень. Используется для растушевывания масляных красок и удаления излишков смывки. Если не подходить к вопросу покраски слишком серьезно, то может и не понадобиться. Скажу только, что он немного отличается по составу у производителей, из-за чего есть предпочтительные варианты. Обычно хвалят тиккуриловский, но я брал по принципу «что есть в магазине». Уайт Спирит имеет несколько маслянистый запах. Он сравнительно медленно испаряется, потому рекомендую им ничего не заляпывать при работе.

    Как уже выше писал и как в качестве прозрачного намека привел выше на фотографиях, рекомендую закрывать вашу химию полиэтиленовыми пакетами с резинками для денег, чтобы обеспечить, что даже при хранении где-то в комнате, она не испарялась.

    Т.к. покраска в моем (и думаю, вашем) случае производилась «на материально-технической базе домашней квартиры», то речь пойдет об использовании акриловых, а не эмалевых красок.

    У красок есть множество производителей, я же, как можно понять по фотографии на странице выше, остановился на Тамии (Tamiya). Она дороже нашего Акана, но, говорят, что для аэрографа лучше использовать ее. Не хочу при случае оказаться в центре какого-нибудь холивара, скажу лишь, что мне нужно было получить некоторый разумно качественный результат, при этом не обнаружив себя через пару месяцев, активно спорящим на форуме на тему, чей хром лучше использовать, Тамию или Вальехо. Это немного напоминает ситуацию со слайсерами, здесь я тоже не буду давать каких-то явных советов, оставлю возможность выбора вам.

    Скажу только, что если вы планируете окраску кистью и вам не нужно точно попадать в определенный оттенок, крася танк в Dunkel Grau, то вам вполне могут подойти акриловые краски из магазина художественных товаров, которые можно купить по существенно более низкой цене за целую пачку бутыльков.

    6.4. Окраска (продолжение)

    Т.к. в основном эта статья все-таки про печать, то здесь я опишу лишь самое основное про покраску акрилом, чтобы можно было иметь некоторое базовое представление, потому здесь будет много кратких обрывочных сведений.

    Можно ли красить аэрографом дома без мощной вытяжки, противогаза, таблички «Осторожно, работают люди» и т.д.? Можно. Осторожно, но можно. Для этого, повторяю, мы работаем акриловыми красками, а не эмалевыми. Тамия более вонючая, нежели Акан, так что, возможно, вам есть смысл взять именно Акан (или какого-либо другого производителя), но в целом запах акрила не слишком сильный и неприятный, к тому же он очень быстро сохнет.

    Рекомендую окружить место покраски листами формата А1 или газетами в пару слоев. Их можно прикрепить на обычный малярный скотч к стене или шкафу, положить лист на пол. Это позволит практически полностью избежать вероятности постепенного появления пятен всех цветов радуги на окружающей обстановке.

    Нет, я еще не настолько сошел с ума и не собираюсь радостно красить тапок, я всего лишь съем его на завтрак )) А если серьезно, он приведен для масштаба. Вот такой «мобильный развертываемый покрасочный уголок».

    Обычно, акриловая краска при заливке в аэрограф разбавляется изопропиловым спиртом где-то в районе 1:1. Это не точная пропорция, а лишь общая рекомендация. Чем сильнее разбавляете краску, тем ниже ее укрывистость… Потому, как уже писал выше, для «заливки» модели в один цвет я вообще использовал баллончик с эмалью, т.к. покрасить аэрографом сравнительно крупную модель, при этом аккуратно залив ее без пятен, очень заморочливо. Чем сильнее разбавляем акрил, тем слабее он прокрашивает, потому сильно разбавленную (1:10–1:20) краску можно использовать для слабого тонирования. Кстати, почему акрил мы разбавляем ИПС, а не водой, которая практически бесплатно течет из-под крана, к тому же не обладая заметным запахом? Дело в том, что спирт, в отличие от воды, быстро испаряется, а мы не хотим, чтобы наша краска долго сохла или, того хуже, потекла прямо в процессе покраски.

    Перед покраской рекомендую обработать модель чистым изопропиловым спиртом в целях обезжиривания. Он, особенно в «пропорциях» аэрографа, сохнет практически мгновенно.

    Покраску я провожу без всяких специальных перчаток, если, конечно, это не эмалевый баллончик, с разумной вентиляцией.

    При работе с аэрографом категорически не рекомендую держать его над одной точкой, пытаясь ее «прокрасить». Это приведет только к тому, что краска потечет, им обязательно требуется «водить».

    Маскировать (закрывать) участки, которые не нужно прокрасить случайно, можно самым банальным малярным скотчем из хозяйственного. Да, рекомендуется использовать качественный модельный скотч, но лично мне полностью хватило самого обычного широкого малярного.

    Отрезать скотч быстрее всего не ножницами, а уже упомянутым выше модельным ножом.

    После окончания всех работ, если вы работали акрилом, рекомендую продуть через аэрограф небольшое количество ацетона (напоминаю, я говорю про акриловую краску). Этим вы очистите иглу и сопло аэрографа, не позволяя ему засоряться, что сильно продлит его срок службы.

    Рекомендую иметь в наличии кисти. Они позволяют окрашивать небольшие элементы, которые для окраски аэрографом имеют слишком маленький размер.

    Кисти бывают разной жесткости и ширины. Жесткие кисти хорошо использовать для растушевывания.

    Не могу не привести здесь конечный результат работы по окраске, чтобы можно было оценить сами возможности в получении конечного результата.

    Т.к. данные фотографии повторяют приведенные уже мною в статье по созданию этого архитектурного макета, в качестве бонуса приведу фото сделанной модели коттеджа:

    Эта модель изготовлена по той же технологии, но она несколько проще как по архитектуре, так и покраске, потому она производит меньшее впечатление, нежели макет церкви. Скажу, что данная модель была гораздо проще в отрисовке на компьютере, но настолько же сложнее в склейке и покраске по причине большого размера и вытекающих из этого проблем с зазорами, швами и покраской.

    6.5. Некоторые тонкости окраски

    Здесь я дам некоторую информацию о техниках «вторичной» окраски, т.е. покраски модели уже после нанесения основных красок. Это краткое описание тонирования и выветривания, которые используются в окраске масштабных моделей. Это те самые методы, мастерство в которых постигается годами и которые приводят к тому, что какой-нибудь покрашенный мастером танк выглядит, как настоящий, а не как маленькая пластиковая модель.

    По той же причине – статья в основном о 3Д печати – эти описания очень краткие и даны только для того, чтобы вы знали, что такие методы есть и активно используются. Это не инструкция по применению. Сразу скажу, что, если вы заинтересованы реалистичной покраской модели, но не имеет знаний по вопросу, рекомендую вбить в ваш любимый поисковик «Мастер класс Владимира Яшина». Он очень хорошо, понятно и с картинками объясняет работу данными техниками, во всяком случае на базовом уровне. Более того, на текущий момент я вообще не проводил окраску по всему спектру данных техник, ограничиваясь лишь применением некоторых из них – тех, что были мне необходимы для работы. Потому же здесь почти не будет иллюстраций, т.к. это лишь краткие описания. Также, т.к. я не имею даже любительского ранга в покраске, единственные иллюстрации здесь – моя собственная работа.

    Итак, галопом по европам:

    Обычно заключается в том, что на расшивки (стыки листов, резкие перегибы поверхностей и т.д.) модели наносится темная краска, чтобы при закрытии всей модели основным цветом, места расшивок немного выделялись темным цветом.

    Добавление слабого оттенка сильно разбавленной краской. Например, если ваша модель песочно-желтого цвета, то можно использовать сильно разбавленный серый или коричневый, чтобы, нанося их аэрографом или кистью, придать участкам модели чуть отличающийся от основного оттенок, чтобы ваша модель не выглядела совсем однотонной.

    Я использовал данную технику для придания камням цоколя здания слабые оттенки, т.к. иначе покрашенный цоколь выглядел, как загрунтованный бампер. Кстати, на «камне» можно увидеть «звон» из-за слишком высокой скорости печати.

    3) Масляные точки

    Техника для дальнейшего изменения основного цвета покрашенного объекта. Называется так из-за метода нанесения: на объект наносится множество точек масляной краской нескольких цветов (палитра зависит от основного цвета объекта) с последующим растиранием их жесткой кистью, смоченной в Уайт Спирите. Наносится на матовую поверхность – обычно, матовый лак. В случае с 3D печатью с нанесением масляных точек могут быть проблемы, т.к., как минимум, потребуется обработка поверхности для придания ей необходимой для работы гладкости.

    Техника для выделения расшивок. В швы тонкой кистью наносится жидко разведенная масляная краска (обычно покупают прямо баночки с уже готовой смывкой – Wash). Обычно, темная. Она легко растекается по швам. После частичного просыхания ее излишки удаляются тем же Уайт Спиритом. Делается только по глянцевой поверхности, обычно по лаку.

    Единственный выполненный мною пример смывки – это выделение «цемента» между кирпичами, произведенное прямо по матовой кирпичной краске. Это технически не верно, но у меня просто не было времени на производство всей требуемой цепочки.

    Здесь я описал не все используемые техники, скорее самые основные.

    Как вы заметили, я указываю матовую или глянцевую поверхность. В большинстве случаев это означает слои лака, наносимые между данными этапами. Также, наносимый лак должен быть из другой «группы» (акрил или эмаль), нежели последующий наносимый слой, чтобы используемый для коррекции наносимого слоя растворитель не растворил также и его. Лак выполняет в частности защитную роль для предыдущего нанесенного слоя.

    В конце данного раздела я еще раз повторюсь: это описание сделано лишь для краткого знакомства с данными техниками, потому рекомендую его использовать больше для справки, дабы я не был заживо съеден энтузиастами стендового моделизма, с точки зрения которых информация выше мало того что слишком поверхностна, так еще и местами и неточна. Для предметного изучения тонкостей покраски я рекомендую посещать профильные ресурсы по стендовому моделизму. Как минимум почитать уже приведенный выше в пример «Мастер класс Владимира Яшина».

    7. Заключение

    В этой статье я постарался познакомить вас с комплексом касающихся 3D печати аспектов, начиная от покупки самого принтера, пусть и c в немалой мере субъективным выбором, до получения конечного результата в виде, в данном случае, окрашенных архитектурных моделей. Естественно, такие модели – не единственное применение принтеров, просто на их основе можно хорошо рассмотреть не только саму печать, но и все остальные аспекты разработки.

    3D принтеры можно использовать как в целях создания дизайнерских моделей, так и инженерных решений, восстановления изношенных пластиковых деталей, быстрого прототипирования и в многих других направлениях. Я постарался осветить вопросы, которые занимали меня самого в процессе освоения данной области. Охватить же в одной статье их все, к тому же учитывая то, что далеко не все из них мною изучены в достаточной мере, нереально. «За бортом» остались такие актуальные темы, как самостоятельная сборка принтера из кита (очень популярное направление у начинающих печатников), нюансы калибровки подачи для сопла, настройки конкретных слайсеров и, возможно, их детальные сравнительные тесты, которые можно было бы провести, работа с PLA пластиком или же более детальные описания самих механик принтеров. Но, как уже сказал, это уже практически невозможно уместить в рамки одной статьи даже при большом на то желании. Но, с моей точки зрения, информации в данной статье достаточно, чтобы получить о самой 3D печати достаточное представление и достаточный же начальный набор сведений для начала во всяком случае хоббийной работы в этой сфере.

    Если Вам нужно заказать услугу 3D печати, Архитектурный проект или 3D макет, то Вы можете связаться напрямую с автором Игнатом Погудиным посредством социальной сети «В Контакте» или же через его страницу на сервисе Avito.

    Что можно напечатать на 3D принтере для начала малого или домашнего бизнеса

    На 3D-принтере можно печать товары для различных сфер потребителей. 3D-принтер просто создан для малого бизнеса. Он дал людям доступную новую возможность, достойно зарабатывать и занимаясь своим любимым делом. Какие продаваемые товары можно напечатать на 3D-принтере, чтобы запустить домашний бизнес? Бытовому 3D-принтеру присвоили еще пока скромные характеристики, но если детально проанализировать их можно увидеть широкий спектр удовлетворения потребителей эксклюзивных товаров мелкосерийного производства. От игрушек до напечатанной обуви.

    Можно организовать свой интернет магазин эксклюзивных товаров и по мере заказов печатать продукцию на продажу. Таким способом управлять торговлей в магазине без остатков на складе. Также технология объемной печати даст многим людям возможность реализовать свои инновационные идеи. Полезные изобретения теперь можно тестировать и оттачивать в домашних условиях без больших денежных расходов. Ниже проанализируем более детально все сферы применения бытового 3D-принтера в малом или домашнем бизнесе.

    На 3D-принтере можно напечатать широкий ассортимент товаров

    Рассмотрим все, что можно напечатать на 3D-принтере для организации успешного малого бизнеса в домашних условиях. Сначала определим общую характеристику производимой продукции. Для этого обратим внимание на промышленные особенности устройства для 3D ремесла:

    Преимущества домашнего производства организованного с помощью 3D-принтера за 3000$:

    • высокая точность;
    • печать с хорошим разрешением;
    • низкая цена сырья;
    • поддержка обоих видов пластика.
    • малая производительность;
    • размеры изделий ограниченны (в пределах 30-ти см).

    Учитывая данные особенности производства можно с уверенностью охарактеризовать основную категорию производимой продукции. Это будут эксклюзивные товары высокого качества из пластмасс мелкосерийного производства. Ну и некоторые другие изделия за рамками данной категории. На 3D-принтере можно напечатать следующие товары:

    • чехлы с современным дизайном для смартфонов и планшетов;
    • оригинальные брелки для ключей (с эмблемами, с животными, с элементами фэн-шуй и др.);
    • визитницы в фирменном стиле;
    • сувенирные шкатулки.
    • миниатюры выдающихся архитектурных зданий;
    • статуэтки скульптур и инженерных сооружений;
    • мини-копии людей созданных по их фотографиям;
    • бижутерия (красивые кольца, браслеты).

    Средства для модельеров:

    • можно напечатать на 3D-принтере обувь с уникальным дизайном;
    • элементы для одежды (стильные пуговицы или заклепки);
    • разные заколки, обручи, короны и др.

    Эксклюзивные игрушки для детей:

    • герои мультфильмов и компьютерных игр;
    • основы для флокирования и оформления игрушечных зверей;
    • детали сложных конструкций и механизмов для сложения в одну большую игрушку;
    • конструкторы для моделирования.
    • эксклюзивная посуда с различными дизайнерскими формами;
    • элементы декора для оформления интерьеров;
    • уникальная фурнитура для мебели;
    • оригинальную сборную детскую мебель.

    Копии сломанных или изношенных деталей. Здесь самые всевозможные варианты: пластмассовые шестерни, втулки, колпачки, уплотнители, кнопки, защелки и др.

    Учебные стенды. Например: устройство автомобиля, структуры молекул, макет ДНК, устройство человека и т.д. А также инструменты и средства для лабораторных работ.

    Оформление наружной рекламы (надписи, 3D логотипы и т.п.).

    Некоторые мастера на 3D-принтере печатают детали 3D-принтеров определенных моделей. Таким образом, можно даже задуматься о производстве собственных 3D-принтеров простых моделей. Это автоматически наталкивает на идею не только копировать, но и масштабировать эти удивительные роботизированные компьютерные устройства.

    Торговля трехмерными изображениями для печати на 3D-принтерах

    3D-принтер – это революционное устройство для домашнего бизнеса. Теперь реализация хороших промышленных идей стала доступна малому бизнесу. Больше творческих людей смогут самостоятельно реализоваться и развиваться, зарабатывая себе на жизнь и занимаясь любимым делом одновременно.

    Следует учесть прогнозируемый рост конкуренции. Но честная конкуренция – это скорее хорошо, чем плохо. В ближайшее время 3D-принтер станет бытовым устройством. Это значит, что прейдет новое важное изменение в современном мире. Возрастет количество потребителей 3D моделей созданных в программах для трехмерного моделирования. Этот факт повлияет первую возможность заработка от популярности бытовых трехмерных печатающих устройств. Не принтером единым! Сегодня уже существует несколько стоков по продажи трехмерных изображений (3D моделей). А через год взлетит спрос, который подымет цену за труды 3D дизайнеров и инженеров. Ведь легко представить, как люди поздравляют друг друга по электронной почте или в социальных сетях, но в качестве подарка будут слать не электронные «прикольные» открытки, а файлы готовых 3D моделей. Именинник сможет их распечатать на своем бытовом 3D-принтер и получить свой полезный подарок. Важно отметить, что один файл может продаваться огромное количество раз.

    К списку идей на тему: «Что можно напечатать на 3D-принтере?» следует добавить пункт: «торговля файлами для трехмерных принтеров». Благодаря 3D-принтеру можно зарабатывать еще до его наличия. Торговля трехмерными изображениями – это первый и резидуальный (пассивный) доход от продаж файлов для трехмерной печати из пластика. Учиться 3D дизайну нужно начинать уже сегодня, чтобы завтра быть одним из первых среди продавцов.

    С помощью 3D-принтеров создают инновационные изобретения

    Прекрасный пример того как можно напечатать на 3D-принтере свою идею и воплотить ее в жизнь, дав миру новое полезное изобретение. Дуг Гонтерман и Джессика Лайнбери с помощью 3D-принтера воплотили в жизнь свой инновационный продукт. Они изобрели ложечку, которая помогает детям быстрее научиться кушать самостоятельно, не пачкая себя и все вокруг.

    Из безопасного пластика домашние изобретатели напечатали два вида свих изобретений. Ложечка со сквозным отверстием с необычной формой – для густой каши. И ложка со специальными углублениями для жидкой пищи. Но чтобы добиться наилучшего результата, нужно было пройти целый ряд испытаний. И те ложки, которые получились с наилучшим эффектом, существенно отличаются от тестовых версий. Проделать изобретательскую работу, неоднократное тестирование, оттачивание изделий для достижения наилучшего результата позволила технология 3D-печати. А сколько еще идей хранится в мыслях малых и домашних предпринимателей, которыми люди еще много раз будут восхищаться.

    Выбираем 3D-принтер для малого бизнеса

    Что нужно знать при выборе 3D-принтера для малого и домашнего бизнеса:

    1. Цена. В интернете можно найти разные предложения. Но если приобретать принтер для изготовления уникальных и качественных изделий на продажу, то в сторону меньше чем 1000$ не стоит и смотреть. Также следует учитывать цену на расходные материалы. Бабины с пластиковой нитью находятся в ценовом диапазоне, от 35$ до 55$ за 1кг. (в зависимости от цвета и качества пластика). При покупке следует учитывать производителя устройства, так как на сегодняшний день еще очень мало официальных представителей и могут возникнуть проблемы с поставками запчастей.
    2. Поддержка видов пластика. Пластик для бытовых 3D-принтеров изготавливают из нефтяных продуктов – АБС-пластик или из возобновляемых ресурсов (из кукурузы или сахарного тростника) – ПЛА-пластик. Из второго производят пластиковую посуду и пластмассовые игрушки для маленьких детей. АБС-пластик более термостойкий и долговечный. Но при выборе 3D-принтера лучше, когда имеется поддержка двух видов пластиковых нитей.
    3. Диаметр печатающего сопла. Максимальное разрешение печати важная характеристика для каждого вида принтера. Уже сегодня в продаже существуют бытовые 3D-принтеры, которые могут печатать полосой незаметной для человеческого глаза (50 микрон). А готовые изделия получаются гладкими. 250 микрон это дешевый принтер. 100 микрон вполне достаточно для домашнего производства. С другой стороны менее качественная печать занимает меньше времени.
    4. Ограничение размера готового изделия. Дешевые 3D-принтеры печатают детали размером до 12 кубических сантиметров. Принтер за 3000$ способен напечатать детали объемом до 30 куб.см. и весом до 5кг. Следует учитывать возможность производимых изделий складываться или склеиваться с нескольких деталей. Этот факт существенно влияет на возможность не ограничиваться максимальными размерами напечатанных деталей трехмерным принтером.
    5. Многоцветная печать моделей. Делать объемную 3D-печать многоцветной могут только самые дорогие модели принтеров. У них несколько печатающих головок, которые комбинируются в процессе работы. Данный пункт не играет важнейшей роли в домашнем производстве, поэтому здесь лучше сэкономить, а изделия можно подкрасить вручную. Или производить одно изделие несколькими отдельными деталями, меняя цвет нити для каждой из них.

    Учитывая выше описанные советы для анализа характеристик при выборе устройства, можно брать за пример соотношение цены и качества модели Cubify 3D Printer.

    3D-принтеры прогрессивно усовершенствуются под малый бизнес

    Технология 3D-печати активно набрала популярность и постоянно развивается, усовершенствуется. Хоть сейчас существует ряд недостатков у технологии трехмерной печати (низкая скорость, ограничение в размерах) при росте потребностей и расширения бизнеса можно печатать не одним 3D-принтером. К тому же прогресс не стоит на месте.

    Компания HP (Hewlett-Packard) заявила о выпуске новой модели 3D-принтера специально ориентированного для малого бизнеса. Важнейшим конкурентным преимуществом нового устройства является:

    1. Более высокая скорость трехмерной печати за счет инновационного принципа работы, который будет отличаться от привычной экструзии.
    2. Относительно не высокая цена – 15000$.

    Учитывая такую цену понятно, что намерения компании нацелены на промышленный малый бизнес и предоставление услуг 3D-печати. Для бытовых целей сложно будет найти покупателя. Объемная печать 3D моделей – это, безусловно, перспективное направление для малого бизнеса. Обучаться технологии моделирования в 3D графике стоит начать уже сейчас. Идет время для новых возможностей. На дорогих промышленных 3D-принтерах сегодня печатают двух этажные дома за 24 часа. Придет время, их цена станет доступна малому бизнесу.

    3D-принтер комплект для сборки против самосборного, что дешевле?

    3D печать и 3D принтеры уже давно вошли в обиход, из года в год цена на сами принтеры, комплектующие и расходные материалы падает все ниже и ниже. Читая многочисленные форумы, где владельцы именитых брендовых принтеров стоимостью от 50 000 до 250 000р., жалуются на те же проблемы, что и на дешевых само сборных, я задумался. Если разницы нет, зачем платить больше? Я уже опробовал на практике 2 готовых набора 3D-принтеров из Китая и качеством остался весьма доволен. Остается один интересный момент, что же выходит дешевле? Собрать самому из комплектующих или купить один из наборов?

    На фото мой принтер из предыдущего обзора — JG Aurora, переодетый в стальную раму. В принципе я только заменил раму и всё, но принтер стал выглядеть намного лучше. Печатать он особо лучше не стал, до этого и так было все в порядке, но на определенные мысли меня это натолкнуло. Почему обязательно нужно брать наборы с брендом, будто китайский или европейский и переплачивать им, пускай и немного в случае с Китаем, но все же. А если взять комплектующие без рамы, а раму купить уже тут в России? Не выйдет ли это дешевле?
    Я начал искать самый дешевый набор для 3D-принтера на всеми известном сайте и нашел подходящий за 8 700р. примерно. Цена уже с доставкой.

    Давайте рассмотрим этот набор подробнее.

    Основа любого 3D-принтера это мозги. Мозги тут стандартные — Arduina Mega 2560 и шилд для нее – Ramps 1.4.
    В принципе это стандарт и большинство принтеров собраны на этой схеме. Более дорогие платы, например MKS Gen или Base так же в своей основе имеют ту же Arduin’у.
    Главное тут посмотреть Ramps на наличие не пропаянных мест или наоборот лишних наплывов, из-за этого чаще всего у людей бывают проблемы.
    Далее. Я вижу в данном наборе присутствует четырехстрочный экран LCD2004 с карт-ридером. Это очень удобное дополнение, я уже год не пользуюсь связкой 3D-принтер + компьютер. Закидываю G-код для печати на карту памяти и принтер печатает автономно.

    Красная платка это переходник для Ramps с выводами под этот экран, она есть в комплекте, как и провода для экрана.

    Драйвера, провода, концевые выключатели. Это все есть. Драйвера обычные – DRV8825, концевые выключатели на платах, провода без оплетки. Дешево и сердито, но эффективно. К драйверам так же положили радиаторы. Моторы тут так же стандартные для большинства 3D-принтеров, это шаговые моторы NEMA17.

    Так же в наборе есть нагревательный элемент для стола – плата МК2А на текстолитовой основе. Для меня это более удачный нагреватель чем версия МК3, который интегрирован на алюминиевую пластину. Дело в том, что я печатаю на стекле и дополнительная прослойка между стеклом и нагревателем мне ни к чему. МК2 быстрее будет нагреваться.

    И венцом данного набора является печатающая голова в виде клона E3D версии 5. Голова идет в собранном виде с нагревательным элементом и терморезистором. Недостает только проталкивающего механизма для пластика — экструдера. А так как моторов тут 5, значит нужна только небольшая часть экструдера. Под этот элемент необходим экструдер типа боуден, это значит пластик будет подаваться по ПТФЕ трубке к нагретому соплу. ПТФЕ трубки я на картинке не вижу, хотя продавец пишет что она в комплекте, возможно он имеет в виду маленькую тефлоновую трубку внутри термобарьера.

    Теперь чего недостает в наборе.

    Ну основной недостающий элемент – это рама. Я покупал 2 типа стальных рам от Nioz и Soberistanok. Nioz собирается легче и не требует никаких печатных элементов, но в комплекте нет болтов. Соберистанок кладет в комплекте болты, но сама рама использует несколько напечатанных элементов, не имея принтера, которых не так просто достать. Обе рамы вырезаны в Челябинске и при цене примерно 3000-3500р. без покраски и весе 3-5 кг. доставляются транспортной компанией. За доставку из Челябинска в Москву за раму я отдал чуть менее 600р.

    Стоимость рамы 3800 + доставка получается 4400р.

    Помимо рамы нужно добавить валы, подшипники, трапециевидные или обычные винты и шпули с ремнем.

    Валы как и раму, лучше брать у нас в России, они выходят дешевле чем на Алиэкспресс. Например набор валов для данной рамы у того же Nioz выйдет 1380р.

    Трапецивидные винты с гайкой на али почти в 2 раза дешевле и выходят примерно в 800р за пару.
    Остается добавить только Bowden экструдер и пару шпулей с ремнем.

    Экструдер так же лучше взять на али: Bowden Extruder — 600р.

    Тут уже присутствует крепление мотора к раме и используется хорошая каленая стальная шестерня с мелкими зубьями.

    Ремень GT-2 можно взять у того же продавца: ремень GT-2 — 200р., тем более он уже с 2-мя шпулями.

    Подшипники – 400р.за 12 штук, чего вполне достаточно.

    И нужно еще добавить блок питания это еще примерно 1400р.

    Итого выходит примерно 17900р.

    Останется только залить через Arduino IDE на плату прошивку Марлин и отрегулировать параметры под ваш принтер. Подставлять нужные параметры в прошивку удобно при помощи калькулятора, например такого: http://prusaprinters.org/calculator/

    Теперь рассмотрим набор для сборки, например самый дешевый – Annet A6.
    По ссылке производитель указан как Infitary, но это точно клон достаточно популярного Annet A6, возможно с некоторыми доработками.

    Давайте сравним его с набором представленным выше. Тут уже есть трапециевидные винты и даже с алюминиевыми демпферами. Установлен более дорогой экструдер типа Direct и уже с обдувом, что положительно сказывается при печати пластиками типа PLA или HIPS.
    Нагревательный стол более дорогой – МК3, хотя МК2 для меня более привлекательный. Плата управления не бутерброд из Mega + Ramps а что-то посолиднее, в описании нет названия платы, но на вид там все в порядке, напоминает что-то из линейки MKS.

    Присутствует так же экран 2004 с картридером и дополнительно имеется подставка для катушки с пластиком.

    Цена за такой набор 3D-принтера примерно 14200р.

    То-есть получается разница в примерно 4000р. Что как раз соответствует стальной раме. А принтеры со стальной рамой продают уже за 25 000р., например, в том же Челябинске.

    В принципе я подозревал, что взять набор 3D-принтера от Китайцев выходит примерно так же как собирать самому по частям, только в наборе уже все налажено и подходит друг к другу а в самосборном принтере придётся еще и разобраться что куда подключить и повозиться с прошивкой.

    Еще один вариант получить недорогой 3D-принтер остается – покупка на авито и пр. через объявления, но тут нужно чаще мониторить доски объявлений в поисках хороших предложений, да и то, в итоге можно получить проблемный экземпляр.

    Топ-10 лучших бесплатных программ моделирования для 3D-печати

    В этой статье мы рассмотрим бесплатные приложения для создания 3D-моделей и подготовки их к 3D-печати. Если вы хотите создать уникальный объект и распечатать его на 3D-принтере, но не имеете достаточного опыта моделирования, то лучший способ для этого – воспользоваться простым бесплатным 3D-редактором. Выбор графических редакторов для моделирования в настоящий момент достаточно большой. Они предоставляю различную функциональность от примитивного моделирования, до создания сложнейших сцен, не уступающих детализации созданным в профессиональном программном обеспечении. Однако, для 3D-печати достаточно обладать начальными знаниями в моделировании и выбрать графический редактор, обладающий базовыми функциями, но удобный для быстрого и интуитивно понятного создания модели. И так, рассмотрим доступные в интернете популярные программы для подготовки моделей для 3D-печати.

    Тинкеркад (TinkerCAD)

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Лучше всего подходит для начинающих
    • Браузерное онлайн приложение
    • Геометрическое 3D-моделирование
    • Разработчик Autodesk

    Для постижения азов 3D-моделирования, браузерное приложение TinkerCAD от компании с мировым именем Autodesk является отличным выбором. Программное обеспечение TinkerCAD работает как онлайн сервис в браузере и позволяет создавать геометрические 3D-формы, сохранять и обмениваться ими в интернете, а также экспортировать их в формат .stl для последующей печати на 3D-принтере. Однако, простота приложения накладывает на процесс моделирования некоторые ограничения, которые не позволяют раскрыть все ваши художественные замыслы. Процесс моделирования сводится к оперированию примитивами и формирования из них 3D-моделей. Примитивы являются строительными блоками, пользователи могут постепенно наращивать их друг за другом для формирования моделей от простых до более сложных и детализированных. TinkerCAD предлагает уже готовые 3D-объекты, чтобы использовать их в процессе моделирования и вдохновляться на создание новых образов. Приложение имеет встроенную галерею готовых оптимизированных для печати 3D-моделей.

    Сайт программы: https://www.tinkercad.com/

    3DSlash

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Подходит для начинающих, но требуются базовые знания английского
    • Браузерное приложение или приложение для Windows, Mac, Linux и Raspberry Pi
    • Геометрическое 3D-моделирование
    • Разработчик 3DSlash

    Еще одним замечательным и бесплатным вариантом для начинающих 3D-моделистов является программа 3DSlash. Приложение было анонсировано только в прошлом году. 3DSlash разработана специально для пользователей, не являющихся дизайнерами. Оно подходит для всех возрастов, в том числе детей, демонстрируя концепции 3D-моделирования в увлекательной и игровой форме (приложение 3DSlash основано на популярной игре Minecraft).

    В 3DSlash, пользователи используют такие инструменты, как молотки или зубила, с помощью которых можно формировать трехмерные блоки. Процесс моделирования является интуитивно понятным, красочным и веселым, а полученную 3D-модель можно совместно использовать в интернете или экспортировать в .stl файл для 3D-печати. На сайте 3DSlash имеется обширная библиотека видео-уроков по 3D-моделированию, которые, безусловно, стоит посмотреть. Единственный минус для соотечественников – это отсутствие в приложении на момент написания данной статьи поддержки русского языка. А если язык вам не помеха, то вперед к творческим успехам!

    Сайт программы: https://www.3dslash.net/

    123D Design

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Отлично подходит для начинающих
    • Бесплатное использование на PC, Mac и IPad
    • Геометрическое 3D-моделирование
    • Разработчик Autodesk

    123D Design еще один бесплатный инструмент 3D-моделирования от компании Autodesk. Программа немного более продвинутая, чем TinkerCAD, но 123D Design по — прежнему является очень простой и интуитивно понятной для начинающих 3D-моделистов. В приложении существует довольно обширная библиотека готовых 3D-моделей, которые можно редактировать, а также инструменты для создания геометрических 3D-объектов с нуля. Как и в случае с TinkerCAD, готовые 3D-модели из 123D Design могут быть экспортированы в .stl файл для 3D-печати. Приложение доступно для бесплатного скачивания и домашнего использования на платформах PC, Mac и IPad. Из минусов можно отметить только отсутствие на момент написания статьи поддержки русского языка.

    Сайт программы: http://www.123dapp.com/design

    Sketchup

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Подходит для 3D-дизайнеров с небольшим опытом моделирования
    • Бесплатное использование на PC, Mac или Linux
    • Моделирование с помощью линий и кривых
    • Разработчик Trimble

    Бесплатный 3D-редактор Sketchup, предназначенный для пользователей, имеющих начальные познания в моделировании и продвинутых моделистов, был выкуплен у Google. Популярный инструмент 3D-моделирования Sketchup позиционируется Trimble как «дружественный и всепрощающий». Программа имеет простой интерфейс и объединяет огромный спектр функциональных дополнений и инструментов. Пользователи начинают процесс моделирования с рисования линий и форм, которые затем могут быть выдавлены и вытянуты в ряд сложных геометрических 3D-фигур. Моделирование на основе изменяемых линий, делает Sketchup (особенно платную Pro версию) популярной программой среди архитекторов и инженеров.

    Однако то, что Sketchup пользуется популярностью у профессионалов и даже преподавателей, не значит, что программа не подходит для начинающих пользователей. Приложение распространяется совершенно бесплатно и любой желающий может скачать его и поэкспериментировать с его возможностями. А чтобы быстро научиться пользоваться Sketchup, на сайте программы существует множество видео-уроков по 3D-моделированию для начинающих.

    Единственным жирным минусом этого замечательного приложения является отсутствие возможности в бесплатной версии экспортировать 3D-файлы в формат .stl для печати, для этого придется купить лицензию Pro.

    Сайт программы: http://www.sketchup.com/ru

    Blender

    • Свободное приложение CAD моделирования
    • Лучше всего подходит для продвинутых или профессиональных 3D-дизайнеров
    • Бесплатное использование на PC, Mac или Linux
    • Инструменты цифрового 3D-скульптурирования
    • Открытый исходный код

    Blender в настоящее время имеет статус самого мощного и самого популярного программного обеспечения. Программа является бесплатным (точнее свободным) графическим 3D-редактором с открытым исходным кодом. Программу не сложно освоить, если вы уже имеете определенные навыки моделирования, но назвать ее приложением для новичков нельзя. Хотя, в интернете сейчас десятки сайтов на русском и английском языках предлагают уроки и видеокурсы для начинающих blender’оводов, что позволяет любому желающему за пару дней научиться сносно моделировать.

    В отличие от геометрических 3D-редакторов, Blender представляет собой инструмент цифрового 3D-скульптурирования, что делает его идеальным для создания более органических 3D-фигур. Программа предлагает широчайший набор инструментов, предоставляя своим пользователям полную свободу дизайна: создание моделей для 3D-печати, создания фотореалистичных видео, игровой графики, анимационных фильмов, визуальные эффекты и многое другое. В принципе, если вы готовы потратить время, чтобы разобраться в разнообразии инструментов, то Blender станет вашим лучшим выбором для 3D-моделирования на все случаи жизни. Особенностью моделирования в данном приложении является поддержка всевозможных комбинаций горячих клавиш, ускоряющих процесс создания модели.

    Blender позволяет сохранять результат моделирования в формат .stl для 3D-печати, а так же имеет массу подключаемых модулей для удобства моделирования. Программа имеет встроенную поддержку русского языка.

    Сайт программы: https://www.blender.org/

    3DTin

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Лучше всего подходит для начинающих
    • Браузерное онлайн приложение
    • Геометрическое 3D-моделирование
    • Разработчик Lagoa

    Вернемся снова к простым 3D-редакторам. Приложение 3DTin является бесплатным браузерным инструмент 3D-моделирования, как TinkerCAD и 3DSlash, оно было создано для начинающих и тех, кто ранее имел небольшой опыт 3D-моделирования. Пользователи могут выбирать геометрические фигуры из коллекции, добавлять или удалять их по мере необходимости, чтобы создать свой дизайн. По завершению процесса создания модели, можно добавить ее в общую библиотеку доступную любому желающему. На сайте программы имеются обучающие ролики, которые помогут студентам и начинающим моделистам познакомиться с процессом моделирования. 3DTin позволяет экспортировать модели в .stl файл, а так же в несколько популярных онлайн сервисов для 3D-печати. Программа имеет поддержку русского языка.

    Сайт программы: http://www.3dtin.com/

    Sculptris

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Подходит для 3D-дизайнеров с небольшим опытом моделирования
    • Бесплатное использование на Windows и Mac
    • Инструменты цифрового 3D-скульптурирования
    • Разработчик Pixologic

    Как и Blender, Sculptris представляет собой инструмент цифрового скульптурирования, что делает его идеальным для 3D-моделирования органических форм и текстур. В режиме «лепки», пользователь может редактировать геометрию 3D-объекта как будто он выполнен из мягкой глины, а затем в режиме «окраски», используя различные кисти можно прямо на поверхности объекта создавать реалистичные текстуры. Sculptris был разработан, чтобы дать возможность начинающим моделистам экспериментировать, получать опыт и навыки 3D-моделирования. В тоже время, для продвинутых пользователей компания Pixologic дает возможность перейти на продвинутый профессиональный продукт ZBrush, но уже на платной основе.

    Полученную в Sculptris модель можно сохранить в формате .obj, а затем с помощью конвертора (например, бесплатного приложения Meshlab) экспортировать в .stl для печати.

    Сайт программы: http://pixologic.com/

    Meshmixer

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Подходит для 3D-дизайнеров с небольшим опытом моделирования
    • Бесплатное использование на Windows, Mac или Linux
    • Полигональное моделирование треугольниками
    • Разработчик Autodesk

    Рассмотренные нами приложения для 3D-моделирования имеют поддержку функций подготовки модели к 3D-печати. Meshmixer в этом смысле отличается от других приложений тем, что оно разработано специально для создания моделей, которые впоследствии будут воспроизведены как физические объекты. Для этого приложение располагает мощными функциями, призванными облегчить создание моделей для 3D-печати. С помощью Meshmixer можно легко исправлять модели, созданные в других программах 3D-моделирования или импортированные из библиотеки моделей 123D Gallery компании Autodesk и оптимизировать их для печати. Наряду с этой функциональностью, Meshmixer является мощным инструментом для создания органических 3D-моделей с нуля, используя сетку треугольников.

    Для дальнейшего облегчения процесса 3D-печати, Meshmixer поддерживает множество моделей настольных 3D-принтеров, а также позволяет импортировать полученные проекты в онлайн сервисы для печати на промышленных 3D-принтерах. Резюмируя изложенное, Meshmixer представляет собой мощный и бесплатный инструмент для 3D-моделирования и подготовки объектов для печати, подходящий для использования как начинающими, так и опытными дизайнерами.

    Сайт программы: http://www.meshmixer.com/

    FreeCAD

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Подходит для 3D-дизайнеров с небольшим опытом моделирования
    • Бесплатное использование на Windows, Mac или Linux
    • Параметрическое моделирование
    • Открытый исходный код

    FreeCAD с функционалом параметрического моделирования идеально подходит для инженеров или продвинутых дизайнеров, стремящихся сделать сложные, функциональные 3D-объекты для последующей печати. В отличие от стандартного моделирования, параметрическое (процедурное) моделирование является более технологичным методом, который позволяет быстро и эффективно редактировать объекты с помощью истории создания модели и изменения ее параметров. Большой набор профессиональных инструментов FreeCAD предоставляет пользователям практически неограниченную свободу дизайна. Однако, чтобы воспользоваться этими возможностями необходимо пройти более сложное и углубленное изучение, чем на рассмотренных выше приложениях. В помощь новичкам существует сообщество профессионалов, которые подскажут в сложных ситуациях. FreeCAD находится на данный момент в стадии альфа тестирования, но для бытового применения вполне пригодно.

    Сайт программы: http://www.freecadweb.org/

    OpenSCAD

    • Бесплатное приложение CAD моделирования
    • Лучше всего подходит для программистов
    • Бесплатное использование на Windows, Mac или Linux
    • Параметрическое моделирование

    Как и все перечисленные выше графические 3D-редакторы, OpenSCAD является надежным, бесплатным приложением для создания твердотельных моделей предназначенных для 3D-печати. В отличие от большинства других программ, OpenSCAD является невизуальным инструментом 3D-моделирования, что делает его идеальным инструментом для кодеров, а не для дизайнеров. Процесс создания объектов в данной программе заключается в написании специального скрипта на языке программирования и последующего его компилирования для визуализации результата.

    Параметрическое моделирование в OpenSCAD позволяет легко редактировать объекты и иметь полный контроль над их свойствами. Программа имеет встроенный инструмент экспорта 3D-модели в формат .stl для последующей 3D-печати. OpenSCAD является специализированным приложением для программистов, так что если вы знаете язык программирования, то дерзайте.

    Сайт программы: http://www.openscad.org/

    В этой статье мы рассмотрели наиболее популярные бесплатные программы для 3D-моделирования и подготовки модели к последующей печати. Но существуют и другие не менее интересные бесплатные и платные приложения и таких очень много. Наиболее интересные на наш взгляд приложения, не вошедшие в этот обзор, мы рассмотрим в наших следующих статьях. Ну а пока, выбирайте лучшее на ваш взгляд приложение, качайте и творите, творите, творите!

    3D принтер печатает ваши мысли

    Если когда-то мы могли только мечтать о том, что лишь подумав о предмете мы получаем его перед собой, без разработки и опытно-конструкторских работ, то сегодня – это реальность.

    Чилийская компания Thinker Thing, предназначение которой в создании программного обеспечения для взаимодействия нейро-технологического оборудования с новейшими 3D-печатными машинами, в буквальном смысле производит объекты с помощью силы мысли.

    Звучит фантастически нереально, но компания уже создала небольшую игрушечную руку.

    Вот как это работает.

    Во-первых, человек надевает гарнитуру Emotiv EPOC, которая использует множество датчиков для измерения электрических сигналов мозга, связанных с чувствами и выражениями эмоций.

    Далее программное обеспечение показывает человеку ряд отобранных, экранных форм. Так как эти формы постепенно видоизменяются, человек мысленно может принять или отклонить ту или иную форму в зависимости от предмета или объекта, который он задумал.

    Гарнитура EPOC передает эти мысли системе, которая в конечном итоге, трансформирует задуманный объект в реальный, и печатает его на 3D-принтере.

    «Наше программное обеспечение позволяет пользователю создавать 3D-модели с помощью силы мысли, при этом объекты печатаются с использованием Replicator MakerBot Industries, новейшего десктопа 3D печати», — говорится на веб-сайте компании.

    Для того, чтобы об их деятельности узнало больше людей, компания даже создала свое шоу. Чилийское правительство профинансировало передвижную художественную выставку «Фантастические существа, созданные разумом». Дети со всего Чили получат возможность создать и увидеть существ из своего воображения.

    Ниже можно посмотреть промо-ролик проекта.

    3D-печать

    10 невероятных вещей, которые можно сделать с помощью 3D-принтера

    Ближе к окончанию фильма о Джеймсе Бонде «Skyfall» есть сцена, во время которой главный герой и М едут на классическом Aston Martin DB5 1960 года, отличительном автомобиле Бонда, впервые использованном в 1965 году.

    Позже этот автомобиль взрывается вместе с вертолетом.

    Если вы смотрели какой-либо фильм за последние десятилетия, то вы наверняка знаете, что эту конкретную сцену не трудно делать создателям фильмов.

    Все, что им необходимо, это вставить компьютерный взрыв, или же, в зависимости от бюджета, взорвать настоящий DB5, которых осталось на планете около трех сотен.

    Вместо этого создатели фильма напечатали в масштабах 1:3 на 3D-принтере модель Aston Martin и взорвали ее, тем самым сохранив настоящие автомобили для музеев.

    Вот десять способов того, как люди используют такие принтеры для создания чего-то функционального, а иногда и для продвижения важных изменений в мире.

    3D-одежда

    В первое время существования 3D-принтера, объекты, которые он печатал, как правило, представляли собой громоздкие пластиковые конструкции, впоследствии выступавшие в качестве прототипа и визуального руководства для создания реальных вещей.

    Теперь, когда технология стала более точной, на принтере можно печатать маленькие, с детальными подробностями, объекты. Таким образом, сегодня доступна нейлоновая одежда, напечатанная таким образом, которая выводит объекты по точнейшим размерам человека, являясь самой персонализированной одеждой в мире.

    Первая коллекция одежды, созданная так, носит название «N12 бикини» (N12 в данном контексте означает нейлон 12, материал, из которого она сделана).

    Вся конструкция основана на сканировании тела, поэтому конечный продукт идеально подходит носителю этой одежды.

    Гитара 3D

    Начиная примерно с 12 века, гитары или, по крайней мере, их предшественники, изготавливались из дерева. В последние годы применялся и пластик, но сам процесс из создания был приблизительно одинаков.

    Инструменты делались так называемым методом вычитания, то есть бралось полотно, на котором вырезался аппарат нужной формы. Таким образом, с помощью резьбы по дереву в конечном итоге получалась гитара.

    3D-печать, с другой стороны, это построение слоев в правильную форму с помощью материала, который позднее превращается в твердое вещество.

    Такой процесс может применяться для создания практически всего, в том числе и для получения идеальной акустической гитары.

    Данная гитара является первой в своем роде, она прекрасный пример творения Скотта Сумми (Scott Summi). Каждая ее часть была напечатана отдельно, за исключением шеи и струн, даже металлические составляющие инструмента были созданы с помощью принтера.

    Весь процесс занял около двух часов. А так как любой печатаемый на 3D-принтере объект задается компьютерной моделью, то не существует никаких ограничений, что, в свою очередь, открывает двери огромному творческому потенциалу.

    Создание 3D-дома

    В прошлом году Берок Кошневис (Behrokh Khoshnevis), инженер-профессор университета Южной Калифорнии (University of Southern California) выступил с докладом , в котором он описал, как за менее чем 20 часов с помощью 3D-принтера можно построить дом, размером в 2320 квадратных метра с работающей сантехникой и электропроводкой.

    Эти сроки звучат, как нечто невероятное. Целые кварталы могут быть сооружены за месяц, а все, что нужно сделать, это изменить дизайн компьютерного проекта дома, чтобы они выглядели иначе.

    Более того, эта система может быть использована для замены домов в трущобах или для того, чтобы быстро обеспечить жильем людей, пострадавших от стихийных бедствий. Если бы эта система уже полностью работала, то возможно почти все, кто остался без крова в результате землетрясения в Гаити в 2010 году, уже получили бы жилье.

    7. Оптика для фотоаппаратов

    Фото, вероятно, это последняя область, откуда ждешь прорыва в области 3D-печати. Камера хорошего качества может стоить несколько тысяч долларов, а линзы, которые идут с ней в комплекте, также не дешевые.

    Этому есть объяснение: фотография по своей сути – это захват света, поэтому для лучшего результата вам нужно самое лучшее оборудование. Линзы особенно важны, поскольку они отвечают за преломление света под прямым углом для создания координационного центра, в результате чего получается кристально чистое изображение.

    Хотя сегодня напечатанные на 3D-принтере линзы отличаются низким качеством от традиционных линз, но технологии по их созданию продвигаются семимильными шагами. Отчасти это связано с появлением многочисленных сайтов, таких как Thingiverse , на которые пользователи самостоятельно могут загружать свои проекты по дизайну, позволяя другим людям их бесплатно скачивать и улучшать.

    К примеру, объектив представленной ниже камеры был изготовлен на домашнем 3D-принтере.

    При этом снимки с его помощью получаются вполне приличные.

    Более дорогостоящие принтеры уже могут печатать стеклянные предметы, так что на самом деле пройдет не много времени, когда в домашних условиях можно будет создать стеклянную линзу для фотоаппарата, которая по своим характеристикам не будет уступать коммерческим линзам.

    Еда 3D

    NASA использует 3D-принтеры для печати некоторых частей своих космических кораблей уже в течение нескольких лет, и этот факт о многом говорит. Сегодня же NASA принимает эту концепцию в совершенно новом направлении, сейчас эксперты уже прошли первый их трех запланированных этапов по созданию печатной еды, пригодной для употребления космонавтами.

    Данная космическая программа не является новаторской технологией, однако, работу возглавляет Андраш Форгакс (Andras Forgacs), который в прошлом году стал первым человеком, который отведал мясо, напечатанное на 3D-принтере.

    Процесс печати еды, по существу, такой же, как и печать всего остального: пластик просто заменяется живыми клетками, и выстраивает мышечную ткань слой за слоем.

    При этой простой замене вы также собственноручно удаляете тысячи экологических проблем, которыми напичкано современное сельское хозяйство.

    3D искусство

    Человек – это очень захватывающее существо. Существуют среди нас те, кто намеревается спасти мир, а также те, кем вдохновляется мир. Искусство играло свою роль в развитии человеческого интеллекта на протяжении многих веков, и 3D-печать предлагает еще одно средство художникам, чтобы самовыразиться, при этом некоторые достигают в этом деле абсолютно умопомрачительных результатов.

    Представленные ниже скульптуры, также как и вышерасположенное творение принадлежат руке Софи Кан (Sophie Kahn), фотографа и скульптора, которая первоначально увлеклась 3D-печатью как частью «пост-фотографического» процесса, способа достигнуть нового уровня в своей работе.

    Софи Кан произвела всплеск в мире искусства, но уже сейчас в мире есть сотни людей, для которых 3D-печать – это ничто иное, как творческий выход.

    Более того, это более дешевый способ реализовать свои творческие амбиции для художника, потому как расходные материалы гораздо дешевле по сравнению с традиционными художественными принадлежностями.

    В 2011 году столяр Ричард ван Эс (Richard Van As) в результате производственной травмы потерял четыре пальца. Столкнувшись с тем, что для механических протезов необходима сумма в 10 000 долларов, мужчина решил соорудить их сам.

    Сделал он это дома с помощью 3D-принтера.

    Его прототип, под названием Robohand, обладает пятью пальцами, которые «складываются», когда он сгибает запястье. После того, как он закончил работу над искусственной рукой, Ричард загрузил полученную конечность в интернет для того, чтобы другие люди могли ею пользоваться.

    Затем Ричард пошел еще дальше: сегодня он и его партнер сооружают протез руки для южноафриканских детей с отсутствующими пальцами, как у пятилетнего мальчика в нижепредставленном видео, который родился с синдромом амниотических перетяжек, в этом случае дети появляются на свет без пальцев.

    Самое увлекательное в этом вопросе то, что работа Ричарда – это всего лишь верхушка айсберга. В 2009 году человеку по имени Эрик Моджер (Eric Moger) удалили опухоль с лица, оставив на левой щеке отверстие, величиной с теннисный мяч.

    Позднее врачам удалось напечатать протез, которая отражает правую сторону лица Эрика. Протез состоит из очень гибкой и качественной кожи, при этом выглядит он поразительно реалистично.

    Более того, в начале этого года в Соединенных Штатах мужчине был имплантирован в череп протез, охватывающий почти четверть всей головы.

    3D-печать органов

    Пока человечество не научилось выращивать потерянные руки и ноги с ящероподобным эффектом, но движение в этом направлении есть.

    К примеру, инженеры Корнельского университета (Cornell University) сумели напечатать работоспособное ухо с использованием клеток, полученных из ребра пациента. Клетки смешали со специальным гелеобразным материалом, используемым в 3D-принтере, для того, чтобы соорудить модель.

    В итоге ухо практически через три месяца начало выращивать свои собственные хрящи.

    Более того, совсем недавно исследовательская компания Organovo из Сан-Диего объявила о том, что они успешно распечатали ткань человеческой печени на 3D-принтере, которая способна выполнять все функции, свойственные печени. Полноценный орган они пока не сумели создать, но горизонт все ближе.

    Это, безусловно, важный шаг на пути замены больных органов печатными, которые могут спасать тысячи жизни ежегодно.

    Люди очень увлечены идеей вдыхания жизни в другое существо. Возможно, все потому, что роботы – удивительные создания.

    Несмотря ни на что, уже сейчас существует довольно большое количество исследовательских групп, которые начали создавать прототипы роботов с помощью 3D-принтеров. В Германии, к примеру, компания Fraunhofer-Gesellschaft разработала модель восьминогого робота-паука.

    Причем напечатали они его с такой легкостью, что один из исследователей сравнил робота с одноразовыми резиновыми перчатками, подразумевая, что после того, как вы его использовали однажды, легче просто напечатать нового.

    Стоит отметить, что команда экспертов из Массачусетского технологического института (MIT) создали уникального робота, который может собраться самостоятельно.

    Бот создан с помощью запоминающих образ полимеров, которые могут сложиться в форму, изначально запрограммированную перед печатью.

    Наконец, с помощью 3D-печати был создан робот, который реагирует на голосовые команды совершенно необычным образом. Его модель находится в свободном доступе в интернете, поэтому каждый желающий сможет соорудить себе нечто подобное и сыграть свою роль в создании армии роботов.

    RepRap: 3D-принтер

    Уже существует принтер, который может печатать другие 3D-принтеры. Называемый RepRap, принтер использует находящийся в открытом доступе план-дизайн, и может печатать все детали другого принтера (за исключением нескольких металлических гаек и болтов).

    В 2008 году машина была протестирована в университете Бата (University of Bath) в Великобритании, где она успешно «сдала экзамен», выдав свою копию. Спустя три минуты, «ребенок» смог напечатать продолжение своей «робо-генеалогической» линии.

    Поскольку весь план создания 3D-принтера находится в свободном доступе в интернете, вокруг этой темы сформировалось своего рода сообщество, деятельность которого направлена на постоянное усовершенствование аппарата.

    К примеру, один человек может скачать все чертежи, сделать свои улучшения, а затем загрузить полученное. Это, пожалуй, первый настоящий пример аппаратного краудсорсинга в истории, и никто не знает, к чему это приведет в будущем.

    Добавить комментарий