rafts 3d печать что это
«Плоты», «поля» и «юбки» – зачем они нужны и как их использовать в 3D-печати
Fockus
Администратор
Наш первый слой – он важный самый
В сообществе 3D-печати широко распространено мнение, что то, насколько гладко и правильно прошла печать первого слоя, определяет успех или фиаско с объектом в целом. В большинстве случаев добиться надлежащего сцепления первого слоя с рабочей поверхностью – это на 90% выиграть сражение.
Нам всем знакомо это чувство, когда внимательно следишь за тем, как выкладывается первый слой, смотришь, как он выглядит, хорошо ли прилип, плавно ли течет филамент. И вот тут-то пора пригласить на сцену такие ухищрения, как «плоты», «поля» и в некотором роде «юбки».
Вы, конечно, знаете, что филамент, который плохо прилипает к рабочему столу, может стать причиной массы проблем, и засада может случиться если уже не в самом начале, то тогда в самом конце, когда вы снимаете с рабочей поверхности, казалось бы, великолепно напечатанный объект, но только лишь для того, чтобы увидеть, что ее как-то перекосило, что углы у нее как-то странно скручены.
Это пустая трата филамента, пустая трата денег и, наконец, пустая трата вашего времени.
И тут вы можете спросить: «Так каким же таким образом «плоты» или «поля» могут радикально улучшить качество первого слоя?». В этой статье мы рассмотрим «плоты», «поля» и сестру их, «юбку», что они такое и как их лучше всего использовать.
Мы также расскажем о не слишком известных способах, которые помогут справиться и с другими проблемами печати, такими как пере- или недоэкструдирование и даже образование внутренних трещин.
Что такое в 3D-печати «плот»?
Raft «Плот» – этот в сущности временная горизонтальная поверхность, которая находится под вашим объектом.
Он состоит из заданного количества слоев с конкретным процентом заполнения и покрывает поверхность немного большую, чем основание печатаемого объекта.
Главная задача «плота» – усилить сцепление с рабочим столом. Некоторые материалы, такие как ABS, очень выигрывают от использования «плота». Тогда сначала на рабочий стол выкладывается состоящий из определенного количества слоев «плот», а на нем уже строится печатаемый объект.
Не стоит беспокоиться по поводу того, как этот плот потом отделить от распечатки: между «плотом» и объектом оставляется небольшой зазор, так что, если выставить параметры «плота» правильно (мы потом объясним, как), с его отделением после остывания проблем не возникнет.
Поскольку печатаемая площадь у плота больше основания объекта, больше и возникающие силы сцепления. При этом также уменьшается опасность перекоса объекта, потому что скорее уже загнутся края плота, а вот дно самой распечатки при этом останется ровным.
«Плот» можно также использовать для обеспечения большей стабильности объектов с небольшой площадью основания. В таком случае «плот» выступает в роли «нормального» основания. Данный прием полезен и при печати крупных объектов или таких объектов, которые в конце концов могут получиться довольно-таки тяжелыми.
А еще «плот» может компенсировать небольшие неточности в калибровке рабочего стола и даже неровности, царапины и вмятины покрытия.
Вот несколько параметров слайсера, которыми можно поиграть, чтобы получить качественный «плот» и израсходовать на его создание не слишком много материала.
С другой стороны, принтеры со сплошными рабочими поверхностями очень часто не требуют наличия «плота» потому, что температура рабочего стола и так высокая, что способствует существенно более качественному прилипанию и, соответственно, уменьшению пространственных искажений распечатки.
Определенные недостатки «плотов» состоят в том, что при некоторых настройках слайсера эти «плоты» бывает сложно отделить, особенно от объектов из более пластичных материалов, а также в том, что днище объекта оказывается не таким стеклянно гладким, как в случае сплошной рабочей поверхности.
И, разумеется, может раздражать тот факт, что приходится печатать какой-то там «плот», который потом сразу выбрасывается, – а филамент-то был качественный! Но надо иметь в виду, что в некоторых случаях без наличия «плота» путь в мусорную корзину уготован вообще всей распечатке.
Если процесс отделения прошел не без затруднений, вам может понадобиться тонкая наждачная шкурка, где-то на 400, чтобы зачистить основание распечатки.
В некоторых случаях оказывается, что заставить печатаемый объект прилипать к рабочему столу можно только с помощью «плота», при прямой печати непосредственно на поверхность ничего не получается. Такое может случиться из-за того, что при настройках по умолчанию «плот» печатается более медленно, имеет более толстый первый слой, а вентиляторы при этом выключены.
В такой ситуации можно попробовать печатать и без «плота», симулируя его настройки при печати первого слоя, что должно усилить сцепление.
Что такое в 3D-печати «поля», или «боковая дорожка»?
Brim «Поля» можно считать близкими родственниками «плотов».
Как было сказано ранее, «плот» – это стабилизирующая основа, на которую с целью улучшения сцепления печатаемый объект помещается полностью.
«Поля» же занимают место только вдоль периметра объекта, не контактируя с его основанием. Получается, что «Поля» – это, как у шляпы, которую человек надевает, чтобы в голову ему пришла умная мысль.
И «плоты», и «поля» способствуют сцеплению, прилипанию. Для стабилизации объекта, который очень мало контактирует с рабочей поверхностью, может применяться любой из этих приемов. Впрочем, для более мелких и хрупких объектов «поля» могут оказаться предпочтительнее, поскольку они соприкасаются с объектом только вдоль внешнего края очень тонкого слоя.
Для некоторых материалов «поля» подходят лучше, чем для других. Например, ABS, если настройки печати выставлены неточно или есть вопросы к рабочей поверхности, может коробиться (такой же эффект достигается при работе просто с дешевым ABS). Поэтому, чтобы увеличить сцепление, имеет смысле допечатать ABS-детали «поля». И тем более в случае опорных структур, если они установлены тесно и низко.
«Поля» от рабочей поверхности отделяются легко, так что на всякий случай подпорки лучше печатать с «полями». Особенно это актуально для подпорок со слабым сцеплением. Как легко догадаться, «поля» делаются такими, чтобы их после завершения печати легко можно было отломать от модели, а шлифовать или обрабатывать растворителем ее основание, как, например, в случае растворимых опор из PVA или HIPS, было бы не нужно.
Иными словами, отделить «поля» от объекта легче, чем отделить от него «плот». Это, в свою очередь, означает, что вероятность повредить объект во время отделения – меньше.
А если на распечатке останутся какие-то неровности, их очень легко зачистить. Поля также великолепно удаляются специальным инструментов для снятия заусенцев.
Что такое в 3D-печати «юбка»?
Skirt «Юбки» распространены шире, чем два предыдущих варианта.
Скорее всего, слайсер добавляет «юбку» при начале любого процесса печати. «Юбка» – это не что иное, как «поля», которые, однако, не соприкасаются с печатаемым объектом.
«Юбки» имеют пару применений и обычно имеют пару слоев в толщину. Во-первых, «юбка» хороша для того, чтобы еще до начала печати модели получить представление о том, как работает оборудование, как течет материал, т.е. она позволяет убедиться, что с экструдированием всё хорошо и филамент выкладывается на рабочую поверхность правильно.
Вы просто несколькими линиями на относительно низкой скорости выкладываете «юбку» и по тому, как она получилась, ставите диагноз. Если «юбка» напечаталась четко, можно продолжать. Если нет – процесс лучше прервать и что надо подстроить, сэкономив таким образом время и деньги.
«Юбки» могут также служить температурным барьером. «Юбку» можно выложить по всей рабочей поверхности, чтобы термически ее заизолировать, оставив только место, где должна поддерживаться более высокая температура.
Или другой вариант: если, допустим, вам надо изолировать печатаемый объект от колебаний температуры на сквозняке.
«Плоты», «поля» и «юбки» – это одни из самых простых способов избежать плохого сцепления и перекосов печатаемой модели.
Например, процесс печати УФ-стойким филаментом ASA (подобием ABS) очень чувствителен к быстрому охлаждению и при наличии во время охлаждения сквозняка деталь может просто потрескаться.
С высотой «юбки» тоже возможны варианты, она может быть даже такой же высокой, как сам объект. Такого рода «юбка» защитит распечатку от сквозняков, обеспечивая равномерное остывание. Если «юбка» используется подобным образом, ее можно назвать «ширмой от сквозняков».
Наконец, если у принтера двойной экструдер, «юбку» высотой с объект можно использовать для того, чтобы избежать появления «паутины» и «клякс». «Юбка» будет отлавливать весь материал, который может вытекать из второго экструдера, перед тем как он переместится к объекту. Тогда «юбку» можно назвать «щитом от утечек».
«Плоты», «поля» и «юбки» – это одни из самых простых способов улучшить результаты печати. Да, вам придется потратить больше филамента, но вам придется его потратить и при неудачных распечатках, которых можно избежать с помощью «плотов», «полей» и «юбок».
Если вы заинтересованы в повышении надежности печати, вам могут понравиться наши «Шпаргалки по качественной печати», которые пригодится при работе с любым 3D-принтером и с любым материалом. В них вы непременно найдете несколько очень полезных рекомендаций, которые позволят улучшить ваши распечатки, вне зависимости от того, насколько вы опытны в данном вопросе.
Короче говоря, несколько вспомогательных профилактических мер в виде «плотов», «полей» или «юбок» дают хороший шанс на то, чтобы ваши усилия вылились в великолепный результат.
FAQ для новичков: Рафты, юбки и бримы
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Все три метода служат отправной точкой при печати модели, но у каждого имеется свое предназначение и преимущества.
Поиграйте с этими настройками и сохраните их, нажав «OK». Выберите «Приготовиться к печати!» («Prepare to Print!»), чтобы перейти к предварительному просмотру («Preview»). Если все выглядит удовлетворительно, можно печатать с помощью SD-карты или через USB-кабель.
По завершении печати просто снимите рафт с изделия. Обычно это можно сделать руками, но в крайних случаях может понадобиться скребок или тонкий шпатель. Заодно оцените результат настроек разделения и необходимость их изменения в следующем проекте.
Юбки могут иметь и другие назначения. При печати АБС может быть построена высокая юбка – вплоть до высоты самой модели, если на то есть желание – для защиты изделия от сквозняков, вызывающих быструю усадку, кособокость и расслоение. Высокая юбка также может использоваться на принтерах с двумя экструдерами в качестве «соплеулавливателя» для удаления остатков пластика при смене головок.
По окончании печати просто отделите брим скребком или оторвите пальцами
критика и дополнения приветствуются.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Rafts, Skirts and Brims!
Rafts, Skirts and Brims!
This tutorial will help you understand the differences between rafts, skirts and brims. В All three techniques provide a starting point for your 3D printed models, but they have different usesВ and advantages.
Rafts
A Raft is a horizontal latticework of filament that is located underneath your part. В Your 3D printed part will be printed on top of this raft, instead of directly on the build platform surface.В Rafts are primarily used with ABS to help with warping and bed adhesion, but they can also be used to help stabilize models with small footprints, or to create a strong foundation on which to build the upper layers of your part.В The raft included in Simplify3D has been optimized over years of testing on hundreds of different machines to ensure easy separation and a high-quality surface finish on the bottom of your part. Once the print is complete, the raft effortlessly peels away from the print and can be discarded.
For our example today, we are going to add a raft to the popular “Dodecahedron” model. First, download and import the STL file from here. Then click “Edit Process Settings” in Simplify3D and place a checkmark beside the “Include Raft” option. The software also includes many settings that allow you to customize the raft for faster print times or improved adhesion. To adjust these setting, click on the “Show Advanced” option in the bottom left of this window and then go to the Additions tab. This tab contains the settings for the raft, as well as the skirt and brim which we will discuss shortly. An explanation of the important settings are given below:
Adjust any of these settings and then click OK to save your changes.  Click “Prepare to Print” to use the realistic pre-print simulation in Simplify3D to view an animated preview of the exact settings that you changed and how they will affect the print. Once you are happy with the changes, you can try running a test print on your 3D printer.
When the print is completed, remove the entire raft and model from the build platform. You can then grab the raft and begin to peel it away from the part, leaving a high-quality surface finish on the bottom of your print. Usually, this can be done by hand, but for extra delicate parts, you may want to use a thin spatula or tweezers to help with the removal. If you find you are having a difficult time removing the raft from the part, you can try increasing the raft separation distance or altering the other settings explained above.
Skirts
A skirt is an outline that surroundsВ your part but does not touch the part. В The skirt is extruded on the print bed before starting to print your model.В Skirts serve a useful purpose because they help prime your extruder and establish a smooth flow of filament.В В Observing the skirt also allows you to detect and adjust any leveling or adhesion issues before the actual model begins printing.
You can customize your skirt by adjusting the settings on the Additions tab. This allows you to adjust the skirt position, the amount of plastic that is primed, and even the extruder that is used for the skirt.
Brims
A Brim is a special type of skirt that is actually attached to the edges of your model. Typically, the brim is printed with a increased number of outlines to create a large ring around your part, similar to the brim of a hat.В Brims are often used to hold down the edges of your part, which can prevent warping and help with bed adhesion.В The Brim may be a preferred option to the raft (which also helps with adhesion), as the brim can typically be printed much faster and uses far less filament. Once the print is complete, the thin brim can be separated from the solid model and discarded.
Because the Brim is a special type of skirt, it uses many of the same settings explained in the previous section. To setup a Brim in Simplify3D, set the skirt offset to 0mm so that the brim will be touching the edges of your model. Then increase the number of skirt outlines to 5 or more to create a wide ring around your part. You can raise the number of outlines even further if you need to increase the surface area of the brim for extra adhesion. Now when you start your print, the brim will serve as both priming and an adhesion assistant!
After the print is complete, the thin brim should easily peel away from the solid part. If you find that the brim is attached too firmly, you could increase the skirt offset slightly to 0.1 or 0.2mm to add a small gap between the brim and the part.
Now you know 3 new techniques to help improve the foundation of your 3D printed parts! Next time you are struggling with adhesion, priming, or small delicate parts, you will know the exact technique to use.
More Tips to Improve Your Prints
If you want even more tips on how to improve your 3D printed parts, be sure to check out our extensiveВ Print Quality Guide. This guide covers dozens of common issues and provides tips and suggestions for each one, giving you the knowledge you need to succeed.
3D-печать: краткие советы по переходу от CAD-модели к напечатанному объекту
Сообщение от модератора: статья опубликована повторно, т.к. была снята с публикации из-за технической ошибки. Просьба отнестись с пониманием. Спасибо!
В основе процесса трехмерной печати – будь это просто увлечение или источник дохода – всегда лежит конструкция изделия. Тем, кто привык к традиционным технологиям, придется перестраивать весь подход к проектированию и изготовлению продукции.
Когда проект готов, выполняется ряд дополнительных операций: задание ориентации модели и других параметров, обеспечивающих надлежащее выполнение процесса печати. Помимо этого, необходимо учитывать тот факт, что большинство 3D-принтеров позволяют выбирать степень заполнения модели ячеистыми структурами. Правильный выбор данного параметра обеспечивает защиту объекта от деформации и разрушения в процессе печати, а также существенную экономию материала и сокращение сроков изготовления.
Наконец, последний фактор, влияющий на успех или неудачу процесса 3D-печати, – прочность соединения модели со столом. Если при печати заготовка отделится от стола, то вся работа пойдет насмарку.
Здесь мы расскажем о процессах 3D-печати и приведем ряд простых рекомендаций по использованию возможностей аддитивного производства на этапе проектирования. Кроме того, остановимся на методиках подготовки готового проекта к печати, а также рассмотрим способы надежного крепления заготовки к столу.
Приведенные рекомендации касаются в основном принтеров, использующих технологию послойного наплавления (FDM), но могут пригодиться и при работе с принтерами других типов. Процесс получения готовой детали методом 3D-печати в принципе одинаков независимо от используемого метода.
Проектируем объект
Любая 3D-печать начинается с конструирования. Если вы разрабатываете изделие самостоятельно, то требуется построить его 3D-модель в системе автоматизированного проектирования (CAD), чтобы превратить замысел конструктора в реальность. При этом объект может быть как совсем простым, так и очень сложным. Однако следует избегать слишком тонких и слишком малогабаритных моделей.
3D-САПР от Сименс из этой статьи за 49900р (скидка 90%), акция действует до 20 марта 2020 года. Подробнее>>
Сохраняем файл в специальном формате для печати
Чтобы напечатать объект, его модель необходимо сохранить в файле специального формата – например, STL, который де-факто стал стандартом в мире трехмерной печати. В этом формате поверхности модели представляются в виде сетки из треугольников. Простые поверхности разбиваются на небольшое число треугольников. Чем сложнее поверхность, тем больше треугольников понадобится. Сегодня в 3D-печати применяются и другие форматы, в частности, разработанный корпорацией Microsoft формат 3MF. Но самым распространенным по-прежнему остается STL.
CAD-системы позволяют очень просто сохранить модель в нужном формате: достаточно выполнить команду Сохранить как. Для повышения качества печати желательно задать ряд настроек сохранения в формат STL – например, допуск при преобразовании и угол плоскости. Чем меньше коэффициент преобразования и чем лучше подобран угол, тем более гладкой получится напечатанная деталь.
Открываем файл в программе-слайсере
В комплект большинства, если не всех, 3D-принтеров входят собственные программы-слайсеры. Слайсер загружает созданный в CAD-системе файл формата STL и разрезает его на слои, а затем создает управляющую программу для работы принтера.
Правильно размещаем модель в пространстве печати
После ввода параметров печати модель (или несколько моделей) требуется разместить на столе принтера. На одном столе можно печатать сразу множество объектов. При этом по сравнению с печатью одного объекта время несколько увеличивается, но в целом все равно оказывается меньшим. Ниже мы приведем советы по выбору правильной ориентации модели.
Задаем параметры
В программе-слайсере пользователь задает такие параметры, как скорость печати, расход материала, температуры сопла и рабочего стола. В большинстве слайсеров предусмотрены простые настройки для начинающих. При этом чаще всего имеются и расширенные настройки, чтобы опытные специалисты могли добиться оптимальных результатов. К расширенным настройкам относятся процент заполнения, количество опорного материала и тип опорной подложки или рафта (это небольшое тонкое основание, поддерживающее устойчивость печатаемой детали. По окончании ее изготовления подложка удаляется). Число вариантов поистине бесконечно. Конкретные значения настроек зависят от марки принтера. Задать их достаточно просто.
Отправляем управляющую программу на принтер
После задания параметров печати, мест размещения будущих объектов на столе, их ориентации и качества пора, наконец, запустить принтер. Достаточно нажать кнопку Печать и найти себе какое-нибудь занятие, пока идет изготовление. В зависимости от сложности конструкции процесс занимает от нескольких минут до нескольких часов.
Выполняем окончательную обработку
Окончательная обработка включает в себя снятие напечатанной детали со стола, а также удаление опорного материала путем его выплавления, механического отделения или растворения (в зависимости от конструкции принтера). Деталь может потребовать легкой шлифовки или полировки, но в целом правильно напечатанный объект с самого начала выглядит неплохо. Другие виды окончательной обработки – помещение пластиковых деталей в емкость с ацетоном для сглаживания шероховатостей поверхности, склеивание (если размеры конструкции превышают габариты 3D-принтера либо отдельные элементы объекта должны иметь различную ориентацию), сверление отверстий и покраска.
Учет возможностей 3D-принтера при проектировании
Устраняем острые углы
Если направление поверхностей резко меняется (например, вертикальная стенка пересекается с горизонтальным перекрытием), то такую модель напечатать сложно. Принтер будет строить внутренние поверхности избыточной толщины, расходуя слишком много материала. Существует два простых способа не допустить этого: добавить фаски, чтобы сгладить места стыка поверхностей, либо скруглить углы, чтобы принтер постепенно начал строить вертикальную поверхность. Кроме того, скругления повысят прочность, так как разрушение чаще всего происходит по острым углам.
Устранение тонких стенок и мелких элементов геометрии
Технология послойного наплавления заключается в подаче горячего пластика через сопло с формированием печатаемого объекта слой за слоем. Толщину выдавливаемого слоя пластика невозможно сделать меньшей определенного предела, зависящего от диаметра сопла и скорости движения печатной головки. Чрезмерно тонкостенные детали печатаются с трудом – нередко в результате получается хаотическое переплетение волокон. Если же деталь и удается напечатать, она получается очень хрупкой и легко ломается.
Слишком толстые стенки – тоже плохо
С другой стороны, если стенки слишком толстые, то они становятся хрупкими и легко трескаются. Это особенно важно при печати из других материалов, кроме полимеров, так как в процессе изготовления избыточная толщина ведет к появлению внутренних напряжений в детали. Даже при печати из пластмасс на слишком толстые стенки бесполезно тратится материал при большом расходе времени.
Устраняем крупные нависающие элементы
3D-принтеры позволяют создавать потрясающие формы и поверхности, но они не способны печатать прямо в воздухе. Если в детали имеется пустота с материалом над ней, приходится применять дополнительный опорный материал. Большинство слайсеров выполняет добавление материала автоматически, но требует задания ориентации и объема опорной конструкции. Принтеры с одним соплом создают массив из тонких столбиков, которые затем приходится обламывать. В итоге получается недостаточно гладкая поверхность. Поэтому рекомендуется по возможности избегать крупных нависающих элементов, чтобы сократить потребность в опорном материале.
Если же такой элемент неизбежен, можно попробовать перевернуть объект. Большинство принтеров способно печатать нависающие элементы с углом порядка 45 градусов. При определенной высоте ребро такого элемента может несколько провисать. Реальные возможности конкретного принтера определяются методом проб и ошибок.
Отверстия усаживаются
Помните, что деталь изготавливается из нагретого пластика. При остывании он неизбежно усаживается. Поэтому отверстия и другие критически важные конструктивные элементы приходится делать больше, чтобы после усадки их размер оказался максимально близким к требуемому.
Однако если необходимо выполнить отверстие с жестким допуском, лучше напечатать его меньшего диаметра, а затем развернуть подходящим инструментом. Это особенно касается отверстий, ось которых параллельна столу принтера.
Увеличиваем площадь опоры
Если площадь соприкосновения объекта с основанием мала, может произойти отделение детали от стола прямо в ходе печати. Чтобы этого не произошло, к опорам модели добавляются широкие основания, устанавливаемые на стол принтера. В целом, чем ближе к столу, тем больше материала надо добавлять к опоре. Существуют и другие способы надежного крепления детали на столе, которые мы обсудим немного позднее.
Специальные приемы
Правильный подход к проектированию упрощает печать. Помимо этого, существуют особые приемы последующей обработки, о которых важно знать.
Располагаем круглые поверхности вертикально
Модель следует ориентировать таким образом, чтобы использовать минимальное количество опорного материала. В идеале она должна опираться на стол большой плоской гранью. Кроме того, круглые геометрические объекты должны размещаться так, чтобы круглые грани располагались вертикально. Если посмотреть на стол принтера сверху, мы должны видеть круглый силуэт объекта. В этом случае деталь выходит максимально симметричной с образованием прочной круглой конструкции.
Вертикально размещаем пустоты и отверстия
Если в модели есть пустоты (например, это труба прямоугольного сечения), желательно размещать такие пустоты вертикально, чтобы уменьшить объем опорного материала. Если печатать трубу в горизонтальном положении, то придется обеспечивать поддержку всей внутренней части. Если поставить трубу на торец, то никакой поддержки не потребуется вообще.
Это верно и для отверстий: для получения отверстия с прямолинейной осью лучше всего печатать его вертикально – в виде стопки колец, что позволяет избежать коробления или деформации круглого отверстия в овальное.
Задаем параметры качества печати
Правильный подбор параметров печати – таких как допуск преобразования в формате STL и настройки программы-слайсера – позволяет изготавливать детали с качеством поверхности, соответствующим качеству при обработке резанием. Однако это влечет за собой увеличение времени печати. При выборе параметров качества следует исходить из назначения объекта: он представляет собой готовое изделие или опытный образец? Будет ли деталь видимой или скрытой?
Параметры качества также влияют на форму отверстий в детали. В CAD-файлах отверстия представляются набором прямых линий, расположенных под углом друг к другу. Чем выше качество модели в сохраненном STL-файле, тем меньше окружность похожа на многоугольник.
Уменьшаем толщину слоев
Для получения наилучшего качества, особенно при использовании технологии послойного наплавления, требуется уменьшать толщину слоев. Это действительно повышает время печати, но конечный результат стоит того!
Оптимизируем заполнение ячеистыми структурами
С точки зрения прочности объекты не обязательно должны быть сплошными. Аналогично пчелиным сотам, принтеры могут создавать ячеистое заполнение, позволяющее достичь баланса между прочностными характеристиками и экономией дорогостоящего полимерного материала. Однако если напечатанная деталь служит опытным образцом для испытаний на прочность, а серийное изделие будет изготавливаться традиционными методами, а также в случае воздействия на деталь определенных видов механических напряжений и давления, предпочтительной будет сплошная конструкция.
Выбираем материал
Успех печати во многом зависит от правильного выбора материала. Материалы имеют разные свойства. Например, температура плавления термопластичного полиуретана (TPU) и полилактидной кислоты (PLA) ниже, чем у акрилонитрилбутадиенстирола (ABS). Кроме того, материал учитывается при выборе типа опорных конструкций. У объекта из полилактидной кислоты опорные элементы допускается изготавливать из той же полилактидной кислоты, так как их будет достаточно легко отделить от готовой детали. Если деталь печатается из ABS-пластика, то опорные элементы требуется изготавливать из другого материала, а в деталях из термопластичного полиуретана такие элементы лучше вообще не применять.
Ячеистое заполнение
Сплошное тело – не всегда наилучший выбор при 3D-печати. Печать сплошных деталей имеет свои преимущества, но внутренняя ячеистая структура экономит и дорогостоящий материал, и время.
Создание объектов с заданной степенью заполнения ячеистыми структурами – уникальная возможность трехмерной печати. Более того, проектировать такую структуру не требуется: это делает программа-слайсер. Как правило, достаточно задать только процент заполнения (чем он ближе к 100, тем более сплошным получится объект) и выбрать вид ячеек, если у принтера предусмотрена такая возможность.
Помимо экономии времени и материала, внутренняя ячеистая структура имеет массу других преимуществ.
Ячеистое заполнение предотвращает коробление
Печать крупных объектов в виде единого куска приводит к опасности коробления. При уменьшении процента заполнения воздух в ходе печати проходит через деталь, обеспечивая более равномерное охлаждение и исключая коробление.
Ячеистое заполнение не приводит к потере прочности
Печать ячеек вместо сплошного материала не снижает прочности детали. Во многих случаях деталь с ячеистой структурой оказывается достаточно прочной для выбранной области применения, но при этом более легкой и менее материалоемкой.
Функциональное назначение определяет выбор геометрии ячеек
Большинство слайсеров поддерживает широкий выбор геометрии ячеек. Оптимальный вариант определяется функциональным назначением объекта. Стандартное заполнение прямоугольными ячейками упрощает печать, а шестиугольные и треугольные ячейки добавляют прочности. Заполнение в виде волн позволяет объекту изгибаться или скручиваться.
Как выбрать подходящий процент заполнения?
В целом прочность объекта увеличивается по мере роста процента заполнения. У большинства принтеров процент заполнения по умолчанию равен 20, что в ряде случаев бывает оптимальным, но в других оказывается слишком большим либо слишком малым значением. Рассмотрите механические напряжения в печатаемом объекте и повысьте процент заполнения тех участков, где требуется большая прочность. Если высокая прочность не требуется, выбирайте минимально возможное заполнение. Это сэкономит материал и повысит скорость печати. Чаще всего подбор оптимального процента заполнения производится методом проб и ошибок.
Способы крепления заготовки к столу
«Рафты», «бримы», «юбки» – эти термины звучат забавно, но они всего лишь обозначают три основных способа крепления печатаемой 3D-детали к столу принтера. Рассмотрим каждый из этих способов и области их применения.
Юбка предусматривает создание нескольких колец вокруг объекта в начале печати, чтобы убедиться в нормальном экструдировании пластика. Юбка вообще не соприкасается с объектом. Она окружает область печати и помогает запустить процесс послойного наплавления. При создании юбки через сопло проходит большой объем горячего термопластичного полимера. Тем самым принтер подготавливается к печати собственно детали. Это гарантирует хорошую адгезию к столу и получение гладких поверхностей объекта.
Брим представляет собой широкую плоскую область, соединенную с основным объектом как опорное основание (представьте себе поля шляпы). Он очень похож на юбку, но соединен с моделью. Помимо всех преимуществ юбки, брим удерживает края изготавливаемого объекта на столе.
При печати внешняя часть объекта нередко охлаждается быстрее, чем середина, из-за чего края заворачиваются. Брим предотвращает это явление, удерживая края.
Рафт – это отделяемое основание, выполненное в виде тонкой сетчатой платформы, располагающейся под всем объектом (который лежит на рафте). Для создания рафта принтер сначала печатает плоскую пластину в два или три слоя, а затем уже начинает изготавливать объект.
Рафты обеспечивают отличную адгезию с поверхностью стола, а также служат прочным основанием для печати. Это особенно удобно при изготовлении мелких деталей и деталей необычной формы, плохо закрепляемых на столе, а также тонкостенных объектов.
По завершении печати в большинстве случаев рафт легко отделяется от детали.
Если у принтера нет функции подогрева рабочего стола
Рафты применяются, если у принтера нет подогрева рабочего стола. В этом случае проблемой становится излишняя адгезия.
Альтернативный метод – наклеить на платформу принтера клейкую бумажную ленту, по возможности завернув ее края вниз (это защищает и саму платформу). Можно использовать и упаковочную ленту, но она, как правило, дороже.
Если коробление все же происходит либо объект отделяется от стола, следует нанести на клейкую ленту растворимый клей-карандаш. Это усилит адгезию.
Узнайте особенности конкретного 3D-принтера и учитывайте их при подготовке модели
Трехмерная печать – это не только наука, но и искусство. Эффективное конструирование для последующей 3D-печати требует понимания технологического процесса, учета его особенностей и назначения будущего объекта. Это позволит существенно повысить производительность печати.
Использование Solid Edge в 3D-печати
Не все системы автоматизированного проектирования подходят для 3D-печати
Возможности применяемой системы не должны ограничивать конструкторов. Наша система Solid Edge снабжена инструментами проектирования с учетом требований новейших технологий 3D-печати. Поддерживаются различные 3D-принтеры и сервисы трехмерной печати.
Выходите на новый уровень, применяя особые методики конструирования деталей для 3D-печати
Генеративное моделирование в Solid Edge открывает новые возможности: конструктор выбирает конкретный материал, задает пространство проектных решений, допустимые нагрузки, ограничения и целевую массу детали, а система автоматически рассчитывает нужную геометрию. В итоге методами 3D-печати можно получать самые сложные формы.
Кроме того, при построении моделей предусмотрено использование результатов трехмерного сканирования. Solid Edge удачно объединяет традиционное граничное представление твердотельных моделей (B-Rep) и представление поверхностей в виде сетки треугольников, что позволяет избежать длительных преобразований, чреватых появлением ошибок.
Если вы уже загрузили STL-файл для печати, наша уникальная синхронная технология обеспечит быстрое и удобное редактирование импортированных моделей в Solid Edge для их подготовки к этому процессу.
Печать на собственном принтере или передача заказа поставщику услуг 3D-печати
Печать в Solid Edge на локальном 3D-принтере выполняется командой 3D print. Модели можно сохранить в форматах STL и 3MF либо отправить непосредственно в приложение Microsoft 3D Builder. При отсутствии собственного 3D-принтера или необходимости попробовать разные материалы и виды отделки поверхностей Solid Edge позволяет напрямую отправлять модели в облачные сервисы трехмерной печати (такие как 3YOURMIND). Вы сразу же получаете ценовые предложения на изготовление детали из различных материалов с ее последующей доставкой прямо к вашей двери.
3D-САПР от Сименс из этой статьи за 49900р (скидка 90%), акция действует до 20 марта 2020 года. Подробнее>>