Какой программой пользоваться для 3d принтера

Известно, что обязательным условием для 3D-печати является наличие 3D-модели, по которой принтер будет выращивать трехмерный объект. Но, даже смоделировав предмет, не стоит со стопроцентной уверенностью полагать, что дело сделано, и скоро принтер выдаст вам готовое изделие. Дело в том, что не все модели пригодны для 3D-печати.

Есть определенные требования к размерам, толщинам и дизайну моделей – причем эти требования варьируются в зависимости от используемого материала и принтера. Кроме этих индивидуальных характеристик, есть и общие требования, которые отличают модели для печати от других 3D-моделей. И сейчас мы подробнее расскажем о том, как подготовить модель для 3D-печати.

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

3д-печать Просто (Часть 1): Ваша первая 3д-печать

Если вы воспользуетесь онлайн-загрузкой модели на нашем сайте, то произойдёт автоматическая проверка на стандартные ошибки 3D-моделирования. Проверка моделей проходит мгновенно, и если ошибки, препятствующие 3D-печати, не были обнаружены, то сразу после загрузки модель появится в вашем личном кабинете в разделе «Мои модели». Если же модель не прошла проверку, то вы увидите уведомление о невозможности загрузить файл, тогда вам нужно будет ещё раз проверить и доработать модель.

Какие самые распространенные ошибки встречаются при моделировании для 3D-печати?

1. Инвертированные нормали — неправильно ориентированные нормали.Нормали всегда должны быть направлены наружу, они определяют границы объекта и позволяют программному обеспечению 3D-принтера понять, где внутренняя, а где внешняя поверхность модели. Если хоть одна из нормалей направлена в обратную сторону и противоречит другой нормали, то это вызывает сбой при 3D-печати, поскольку принтер не может различить лицевую и изнаночную сторону объекта.
2. Неманифолдная геометрия — неманифолдность 3D-модели является обязательным условием для 3D-печати. Суть этого понятия заключается в том, что у каждого ребра 3D-модели должно быть ровно две грани.

В данное понятие обычно включаются следующие ошибки:

o Меш с дырками — проблема “незакрытой” полигональной сетки. Помните основное правило 3D моделирования: ваша модель должна быть «водонепроницаемой» или «герметичной».Если образуется дырка, это значит, что у какого-то ребра не хватает одной грани, следовательно модель неманифолдна, а значит не подходит для 3D-печати.

o Наличие внутренних полигонов. Внутри модели, например внутри стенок, не должно быть граней.

o Общие ребра. Ошибка возникает, когда к одному ребру прикреплено более двух полигонов. Каждое ребро в вашей 3Д модели должно объединять только две смежные грани.

o Совпадающие ребра. Возникают, когда два отдельных ребра созданы в одном и том же месте и при этом не соединены, такие ребра должны объединяться в одно общее ребро.

o Нахлест полигонов. Образуется, когда создается полигон поверх уже существующего. Пересекающиеся грани могут сбить с толку слайсер — программу, которая по слоям переводит 3Dмодель в управляющий код для 3Д принтера.

o Нулевая толщина полигона. Во избежание такой ошибки убедитесь в том, что каждый полигон имеет заданную толщину.

Как можно исправить стандартные ошибки 3D моделирования?

Для этого достаточно воспользоваться программой Netfabb, которая с более чем 95%-ой вероятностью исправит все ошибки. Скачать Netfabb можно здесь либо воспользоваться онлайн-версией программы.

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

Источник: www.cubicprints.ru

Настройка и калибровка 3D-принтера

После того, как вам пришла идея купить 3D-принтер и своими руками собрать его, следует понять, как работает 3D-принтер и как его настраивать.

Для первого использования вам понадобиться правильно откалибровать принтер. В большинстве случаев прошивка уже стоит на плате и вам остается лишь правильно настроить начальное положение сопла над столом. Расскажем обо все по порядку.

Начнем с того, что объясним, как вообще возможно калибровать 3D-принтер, собранный своими руками. Это делается с помощью 3-х (иногда 4-х) концевых выключателей, или попросту стоперов, (небольшие запчасти для 3d-принтера), установленных на каждой оси X, Y, Z.

Стоперы выглядят как коробка с рычажком и прикрепляются к направляющим. Их легко можно двигать по оси, пока зажимный болт ослаблен.

Именно так мы должны сначала откалибровать ось Z. Когда экструдер ищет начальное положение, допустим по Z, он двигается вниз, пока не надавит на рычажок стопера. После того, как рычаг будет полностью прижат к стоперу, он передаст на управляющую плату необходимую информацию о том, где находится начальное положение относительно стопера. В случае с осью Z, очень важно правильно подобрать местоположение соответствующего стопера. Нам необходимо, чтобы между соплом и столом для печати проходил лист бумаги, причем не очень свободно. Этого нужно добиться в каждой точке стола, но сначала настроим это в переднем левом углу, который считается начальным положением.

Сперва на глаз или по линейке определим, где нужно расположить стопер. Затем в меню принтера (на дисплее) найдем управление осями. Они называются по-разному и находятся в разных местах, нам нужны пункты меню вроде «MOVE AXIS» и «HOME Z». (Такая неразбериха может возникнуть, когда вы решили купить 3d-принтер на интернет-площадках, вроде Aliexpress) Нажав «HOME Z», экструдер поедет вниз, пока не нажмет рычаг стопера. После первого раза вы поймете, насколько ошиблись с местом расположения стопера. Далее остается лишь передвигать стопер до тех пор, пока вы не добьетесь нужного расстояниям между соплом и столом.

Теперь нужно настроить ось Х. Для этого нам понадобится подобрать место установки соответствующего стопера на горизонтальной оси, по которой ездит экструдер. Наша задача сделать так, чтобы начальное положение не выходило за левый край стола. То есть, чтобы при Х=0, сопло было на краю стола или немного отступив в сторону центра. Опять же, это делается аналогично предыдущей калибровке, только теперь необходимо будет выбрать команду «HOME X».

Самой простой настройкой, пожалуй, является калибровка оси Y. Наша задача – установить стопер на горизонтальную направляющую, по которой ездит стол. Аналогично предыдущей настройке, сопло должно находиться на краю передней части стола при Y=0. Не забываем, что теперь выбирается команда «HOME Y».

После такой настройки нам надо выбрать пункт типа «HOME» или «AUTO HOME». Тогда экструдер должен встать в левый передний угол стола, перемещаясь сразу по все трем осям. Но на этом настройка не заканчивается. Дело в том, что нам нужно, чтобы указанное расстояние между столом и соплом было в каждой точке стола. А так как невозможно с первого раза идеально ровно установить стол, то нам придется проверять выполнение данного условия в нескольких точках и настраивать его с помощью подкручивания зажимающих стол винтов.

Это лучше всего делать следующим образом: ставим сопло в начальное положение с помощью AUTO HOME, затем отключаем 3D-принтер от сети и вручную двигаем экструдер по периметру стола, а затем по диагонали, подкручивая, где нужно, стол. Данные движения повторяем 2-3 раза.

После того, как у нас во всех точках стола экструдер стоит на нужной высоте (толщина листа), нужно затянуть зажимные болты стоперов покрепче. В процессе частого применения 3D-принетра, случается, что стоперы немного меняют свое положение. Поэтому важно следить за этим, особенно в печати первого слоя. Если первый слой лег как надо, то, скорее всего, все будет хорошо.

Дополнительно, хочется сказать про один интересный нюанс, который помогает решить несколько часто возникающих проблем в технологии 3d-печати. Бывает, что пластик не липнет к столу 3D-принтера. Это может возникать по трём причинам:

• Неправильная температура стола или сопла для используемого ABS или PLA пластика
• Плохой материал стола (например, металл)
• Неправильная настройка диаметра прутка в слайсере (программа для 3d-принтера Repetier Host)
• Другие неизвестные причины, по которым пластик не липнет к стеклянному столу

Если исключить п. 1 и 3 (которые решаются установкой правильных настроек), то проблему не прилипания пластика к столу можно решить довольно легко. Сначала нужно обезжирить стол. Затем, есть два варианта: наклеить малярный скотч (или использовать специальную комплектующую для 3d-печати – каптон) или нанести на стол липкую жидкость.

Наиболее простым и более используемым является второй вариант. Чаще всего используют пиво, квас и лак для волос. Необходимо на горячую поверхность стола нанести жидкость и подождать, пока она испарится и образует пленку. Много жидкости лить не нужно, лучше взять тряпочку и равномерно растереть по всей поверхности.

На этом настройку принтера можно считать оконченной, осталось лишь научиться создавать файлы для печати, используя модели для 3d-принтера! Именно об этом будет наша следующая статья — «Работа в Repetier Host».

Источник: robot-on.ru

3D-принтер: что это и как он работает?

В 2011 году принтер, который заправили биогелем, напечатал человеческую почку прямо во время конференции TED. Два года назад Adidas анонсировала новую модель кроссовок, которые печатают на 3D-принтере за 20 минут. А недавно компания Илона Маска SpaceX успешно провела испытания двигателей космического корабля, которые тоже напечатали на 3D-принтере.

В современном мире 3D-печать — это не удивительная технология будущего, а хорошо изученная реальность. Ее применяют в архитектуре, строительстве, медицине, дизайне, производстве одежды и обуви и других сферах. По запросу «3D-принтер» поисковики выдают сотни чертежей и прототипов разной сложности — от мыльницы и настольной лампы до автомобильного двигателя и даже жилого дома.

Любой может купить принтер и напечатать чехол для смартфона, но дальше 3д печати по чертежу идут не все. В этой статье расскажем, когда появилась 3D-печать, как можно применять технологию и какие у нее перспективы.

Как появился трехмерный принтер

Не будем слишком утомлять вас датами и кратко перескажем историю 3D-печати.

Предвестник трехмерной печати. В начале 80-х доктор Хидео Кодама разработал систему быстрого прототипирования с помощью фотополимера — жидкого вещества на основе акрила. Технология печати была похожа на современную: принтер печатал объект по модели, послойно.

Первый 3D-принтинг. Изготовление физических предметов с помощью цифровых данных продемонстрировал Чарльз Халл. В 1984 году, когда компьютеры еще не сильно отличались от калькуляторов, а до выхода Windows-95 было десять лет, он изобрел стереолитографию — предшественницу 3D-печати. Работала технология так: под воздействием ультрафиолетового лазера материал застывал и превращался в пластиковое изделие. Форму печатали по цифровым объектам, и это стало бумом среди разработчиков — теперь можно было создавать прототипы с меньшими издержками.

Первый 3D-принтер. Источник: habr

Первый производитель 3D-принтеров. Через два года Чарльз Халл запатентовал технологию и открыл компанию по производству принтеров 3D Systems. Она выпустила первый аппарат для промышленной 3D-печати и до сих пор лидирует на рынке. Правда, тогда принтер называли иначе — аппаратом для стереолитографии.

Популярность 3D-печати и новые технологии. В конце 80-х 3D Systems запустила серийное производство стереолитографических принтеров. Но к тому времени появились и другие технологии печати: лазерное спекание и моделирование методом наплавления. В первом случае лазером обрабатывался порошок, а не жидкость. А по методу наплавления работает большинство современных 3D-принтеров.

Термин «3D-печать» вошел в обиход, появились первые домашние принтеры.

Революция в 3D-печати. В начале нулевых рынок раскололся на два направления: дорогие сложные системы и те, что доступны каждому для печати дома. Технологию начали применять в специфических областях: впервые на 3D-принтере напечатали мочевой пузырь, который успешно имплантировали.

Печать тестового образца почки. Источник: BBC

В 2005 году появился первый цветной 3D-принтер с высоким качеством печати, который создавал комплекты деталей для себя и «коллег».

Как устроен 3D-принтер

В основном принтеры трехмерной печати состоят из одинаковых деталей и по устройству похожи на обычные принтеры. Главное отличие — очевидное: 3D-принтер печатает в трех плоскостях, и кроме ширины и высоты появляется глубина.

Вот из каких деталей состоит 3D-принтер, не считая корпуса:

• экструдер, или печатающая головка — разогревает поверхность, с помощью системы захвата отмеряет точное количество материала и выдавливает полужидкий пластик, который подается в виде нитей;
• рабочий стол (его еще называют рабочей платформой или поверхностью для печати) — на нем принтер формирует детали и выращивает изделия;
• линейный и шаговый двигатели — приводят в движение детали, отвечают за точность и скорость печати;
• фиксаторы — датчики, которые определяют координаты печати и ограничивают подвижные детали. Нужны, чтобы принтер не выходил за пределы рабочего стола, и делают печать более аккуратной;
• рама — соединяет все элементы принтера.

Схема 3D-принтера. Источник: Lostprinters

Все это управляется компьютером.

Как создают изделия

За создание трехмерного изделия отвечает аддитивный процесс 3д-печати — это когда при изготовлении предмета слои материала накладываются друг на друга, снизу вверх, пока не получится копия формы в чертеже. Так печатают изделия из пластика. А фотополимерная печать работает по технологии стереолитографии (SLA): под воздействием лазерного излучателя фотополимеры затвердевают. Кроме пластика и фотополимерных смол, современные 3D-принтеры работают с металлоглиной и металлическим порошком.

Печать состоит из непрерывных циклов, которые повторяются один за другим — на один слой материала наносится следующий, и печатающая головка двигается, пока на рабочей поверхности не окажется готовый предмет. Отходы печати принтер сам удаляет с рабочего стола.

Как работает 3D-чертеж

Принтер печатает изделие по 3D-чертежу: его создают на компьютере в специальной программе, затем сохраняют в формате STL. Этот файл выводят в программу резки для принтера — она помогает задать модели физические свойства изделия, например плотность. Далее программа преобразует модель в инструкцию для экструдера и выгружает ее на принтер, который начинает печатать изделие.

3D-чертеж легко сделать в домашних условиях — почитайте инструкцию на habr.

Как запрограммировать 3D-принтер

Краткая инструкция по настройке принтера:

1. Выбрать 3D-модель. Изделие можно нарисовать самому в специальном CAD-редакторе или найти готовый чертеж — в интернете полно моделей разной сложности.
2. Подготовить 3D-модель к печати. Это делают методом слайсинга (slice — часть). К примеру, чтобы распечатать игрушку, ее модель нужно с помощью программ-слайсеров «разбить» на слои и передать их на принтер. Проще говоря, слайсер показывает принтеру, как печатать предмет: по какому контуру двигаться печатной головке, с какой скоростью, какую толщину слоев делать.
3. Передать модель принтеру. Из слайсера 3D-чертеж сохраняется в файл под названием G-code. Компьютер загружает файл в принтер и запускает 3д-печать.
4. Наблюдать за печатью.

Можно ли применять напечатанные изделия

Зависит от качества материала, принтера и конечного изделия. Часто домашние принтеры неточно передают форму и цвет предмета. Изделия из пластика нужно дополнительно обработать: иногда они печатаются с заусенцами и дефектами и почти всегда с ребристой поверхностью.

Изделие после и до обработки. Источник: 3D-Today

Для обработки поверхности есть несколько способов — не все подходят для домашнего применения:

• механическая обработка — шлифовка вручную, срезание заусенцев;
• химическая — погружение в ацетон, пескоструйная обработка, нанесение спецраствора кисточкой.

Что можно напечатать на 3D-принтере

В интернете полно подборок с инструкциями для печати 3D-изделий. 3D-Today публикует фотографии работ владельцев принтеров, от мелких запчастей до скульптур. На «Хабре» уже три года назад постили список «50 крутых вещей для печати на 3D-принтере». Make3D написали о более масштабных проектах — печати автомобилей, оружия, солнечных батарей и протезов.

Есть ряд перспективных областей, в которых уже применяют 3D-печать.

Изготовление моделей по собственным эскизам. Константин Иванов, создатель сервиса 3DPrintus, в интервью «Афише» рассказал, что 3D-печать приведет к расцвету customizable things: любой сможет собрать и распечатать нужное изделие онлайн. Например, сделать модель робота и заказать его печать на промышленном принтере, создать и распечатать свой дизайн обручальных колец или обуви. Примеры таких проектов — Thinker Thing и Jweel.

Быстрое прототипирование. Самая популярная область, в которой используют трехмерную печать. На 3D-принтерах делают тестовые модели протезов, прототипы лечебных корсетов, барельефов, олимпийского снаряжения.

Прототипы детских протезов, 3D-печать. Источник: 3D-Pulse

Сложная геометрия. 3D-принтер легко справляется с изготовлением моделей любой формы. Несколько примеров:

— в австралийском университете исследовали возможности 3D-принтера и напечатали табурет в форме отпечатка пальца;

— шеф-повар из Дании победил в конкурсе высокой кухни: он напечатал на 3D-принтере миниатюрные блюда сложной формы из морепродуктов и свекольного пюре;

Одно из победивших блюд шеф-повара. Источник: 3D-Pulse

— в немецком институте разработали систему для ускоренной 3D-печати — за 18 минут принтер изготавливает сложное геометрическое изделие высотой в 30 см. Обычно у принтеров уходит час на печать карманных фигурок.

Технологии 3D-печати

Кратко об основных методах 3D-принтинга.

Стереолитография (SLA). В стереолитографическом принтере лазер облучает фотополимеры, и формирует каждый слой по 3D-чертежу. После облучения материал затвердевает. Прочность изделия зависит от типа полимера — термопластика, смол, резины.

Цветную печать стереолитография не поддерживает. Из других недостатков — медленная работа, огромный размер стереолитографических установок, а еще нельзя сочетать несколько материалов в одном цикле.

Эта технология — одна из самых дорогих, но гарантирует точность печати. Принтер наносит слои толщиной 15 микрон — это в несколько раз тоньше человеческого волоса. Поэтому с помощью стереолитографии делают стоматологические протезы и украшения.

Промышленные стереолитографические установки могут печатать огромные изделия, в несколько метров. Поэтому их успешно применяют в производстве самолетов, судов, в оборонной промышленности, медицине и машиностроении.

Селективное лазерное спекание (SLS). Самый распространенный метод спекания порошковых материалов. Другие технологии — прямое лазерное спекание и выборочная лазерная плавка.

Метод изобрел Карл Декарт в конце восьмидесятых: его принтер печатал методом послойного вычерчивания (спекания). Мощный лазер нагревает небольшие частицы материала и двигается по контурам 3D-чертежа, пока изделие не будет готово. Технологию используют для изготовления не цельных изделий, а деталей. После спекания детали помещают в печь, где материал выгорает. SLS использует пластик, керамику, металл, полимеры, стекловолокно в виде порошка.

На атлете — кроссовки New Balance, которые изготовили с помощью лазерного спекания. Источник: 3D-Today

Технологию SLS используют для прототипов и сложных геометрических деталей. Для печати в домашних условиях SLS не подходит из-за огромных размеров принтера.

Послойная заливка полимера (FDM), или моделирование методом послойного наплавления. Этот способ 3d-печати изобретен американцем Скоттом Крампом. Работает FDM так: материал выводится в экструдер в виде нити, там он нагревается и подается на рабочий стол микрокаплями. Экструдер перемещается по рабочей поверхности в соответствии с 3D-моделью, материал охлаждается и застывает в изделие.

Преимущества — высокая гибкость изделий и устойчивость к температурам. Для такой печати используют разные виды термопластика. FDM — самая недорогая среди 3D-технологий печати, поэтому принтеры популярны в домашнем использовании: для изготовления игрушек, сувениров, украшений. Но в основном моделирование послойным наплавлением используют в прототипировании и промышленном производстве — принтеры довольно быстро печатают мелкосерийные партии изделий. Предметы из огнеупорных пластиков изготовляют для космической отрасли.

Струйная 3D-печать. Один из первых методов трехмерной печати — в 1993 году его изобрели американские студенты, когда усовершенствовали обычный бумажный принтер, и вскоре технологию приобрела та самая компания 3D Systems.

Работает струйная печать так: на тонкий слой материала наносится связующее вещество по контурам чертежа. Печатная головка наносит материал по границам модели, и частицы каждого нового слоя склеиваются между собой. Этот цикл повторяется, пока изделие не будет готово. Это один из видов порошковой печати: раньше струйные 3D-принтеры печатали на гипсе, сейчас используют пластики, песчаные смеси и металлические порошки. Чтобы сделать изделие крепче, после печати его могут пропитывать воском или обжигать.

Предметы, которые напечатали по этой технологии, обычно долговечные, но не очень прочные. Поэтому с помощью струйной печати делают сувениры, украшения или прототипы. Такой принтер можно использовать дома.

Эти конфеты сделали на кондитерском струйном 3D-принтере ChefJet: вместо пластика он использует воду, сахар, шоколад и пищевые красители. Источник: 3Dcream.ru

Еще струйную технологию используют в биопечати — наносят живые клетки друг на друга послойно и таким образом строят органические ткани.

Где применяют 3D-печать

В основном в профессиональных сферах.

Строительство. На 3D-принтерах печатают стены из специальной цементной смеси и даже дома в несколько этажей. Например, Андрей Руденко еще в 2014 году напечатал на строительном принтере замок 3 × 5 метров. Такие 3D-принтеры могут построить двухэтажный дом за 20 часов.

Медицина. О печати органов мы уже упоминали, а еще 3D-принтеры активно используют в протезировании и стоматологии. Впечатляющие примеры — с помощью 3D-печати врачам удалось разделить сиамских близнецов, а кошке без четырех лап поставили протезы, которые напечатали на принтере.

Подробнее о 3D-принтинге в медицине можно узнать в статье издания 3D-Pulse.

Космос. С помощью трехмерной печати делают оборудование для ракет, космических станций. Еще технологию используют в космической биопечати и даже в работе луноходов. Например, российская компания 3D Bioprinting Solutions отправит в космос живые бактерии и клетки, которые вырастят на 3D-принтере. Создатель Amazon Джефф Безос презентовал прототип лунного модуля с напечатанным двигателем, а космический стартап Relativity Space строит фабрику 3D-печати ракет.

Авиация. 3D-детали печатают не только для космических аппаратов, но и для самолетов. Инженеры из лаборатории ВВС США изготавливают на 3D-принтере авиакомпоненты — например, элемент обшивки фюзеляжа — примерно за пять часов.

Архитектура и промышленный дизайн. На трехмерных принтерах печатают макеты домов, микрорайонов и поселков, включая инфраструктуру: дороги, деревья, магазины, освещение, транспорт. В качестве материала обычно используют недорогой гипсовый композит.

Одно из необычных решений — дизайн бетонных баррикад от американского дизайнера Джо Дюсе. После терактов с грузовыми автомобилями, которые врезались в толпу людей, он предложил макет прочных и функциональных заграждений в виде конструктора, которые можно напечатать на 3D-принтере.

Изготовить прототип помогла компания UrbaStyle, которая печатает бетонные формы на строительных 3D-принтерах

Образование. С помощью 3D-печати производят наглядные пособия для детских садов, школ и вузов. В некоторых московских школах с 2016 года есть трехмерные принтеры: на уроках химии дети разглядывают 3D-модели молекул и проводят реакции в напечатанных пробирках, на физике изучают электрическую цепь на 3D-прототипе токопроводящего стенда, а еще сами печатают себе ручки на уроках ИЗО.

Узнать больше о 3D-технологиях в школах можно на сайте «Ассоциации 3D-образования».

А еще 3D-печать помогает в быту, производстве одежды, украшений, картографии, изготовлении игрушек и дизайне упаковок.

Источник: gb.ru