Технологии 3D Печати. Часть 2

Часть 1

▌Прочность
Вообще, вопреки ожиданиям, печатные детали оказываются на удивление прочные. Я был удивлен. Но тут полно нюансов и можно многое навертеть с моделью, чтобы получить максимум результата при минимальном весе и времени печати.

Анатомия печатной детали следующая:

Контур детали образуется периметрами. Они задают основную прочность. Число периметров настраивается в слайсере, чем больше тем прочней. Также периметры окружают любое отверстие, любой вообще контур детали, внутренний или внешний. Есть еще и горизонтальные плоскости, показаны зеленым.

Это то, что дает дно и верх детали, ну и плоскости между ними. Плоскости состоят из трех-четырех слоев намазанных крест накрест (обычно, но есть другие варианты заливки, например кругами). Плоскости тоже определяют прочность детали. Чем их больше тем прочней.

Ну, а все остальное занимает заливка. Да ,можно сделать заливку 100% и получить монолитную деталь, но печатать ее будет долго , уйдет много пластика и в 99% такая прочность избыточна. Заливка в 50% при стандартных 3 периметрах это уже ОЧЕНЬ прочная деталь которую тяжело раздолбить даже молотком. на практике же ставится от 2040% Причем чаще ближе к 20%. Форма заливки может быть любой, но чаще всего это прямоугольники, соты или треугольники. Мне больше нравятся треугольники, они, в отличии от сот, печатаются прямыми размашистыми движениям и не трясут принтер мелкой дрожью. Еще можно через каждые несколько слоев заливки делать плоскость для большей жесткости детали.

Т.е. при печати можно не заниматься выкраиванием полостей, ребер жесткости и прочих конструктивных элементов присущих литым деталям. Где это делают для снижения массы и количества использованного пластика. Можно сразу делать элементы нужной формы, а облегчать их за счет снижения процента заполнения.

А для того, чтобы увеличить прочность, но не повышать массу и заполнение детали, можно занятся увеличением числа периметров. Причем не просто добавлением их количества в настройках, а спец геометрией ,заставляющей слайсер рисовать периметры. Помните я говорил, что он на все контуры их рисует. Этим можно воспользоваться.

Возьмем, например, пластину. Крепеж чего-нибудь.

Нерезается она так:

Держится все внешними периметрами. Если снизить заполнение, то существенно упадет жесткость, но можно добавить пару отверстий и вес будет еще ниже, а жесткость и прочность существенно возрастет. Например, добавив в балку вырезов.

Периметров стало больше, деталь стала прочней.

Еще один неочевидный момент на котором можно проколоться, это крепление к плоскостям, особенно при малом заполнении.

Представим себе, например, дно прибора. Само дно толстое, но заполнение небольше. Для снижения веса ,времени и расхода пластика. В этом дне стоит стакан с отверстием, по задумке в него должен вкручиваться шуруп.

Давайте поглядим в разрезе как оно выглядит:

Стрелками показаны слабые места. При малом заполнении получается подобие вафли. Т.е. тонкие пластинки плоскостей висят над пустотами заливки (оранжевая). И если пустоты большие, при малом проценте заливки, то получается, что наш цилиндр висит в воздухе. И при попытке закрутить туда шуруп его тупо оторвет вместе с плоскостью. Что тут можно сделать?

Первое добавить скругление в угол примыкания цилиндра к плоскости, куда стрелки указывают. Это размажет скручивающие усилия по большей площади/радиусу и существенно их ослабят. А еще надо как то усилить место заливки. Увеличивать процент заливки идея плохая вся деталь резко потяжелеет и ради каких то крепежей это нерационально. Делать больше периметров тоже бессмысленно, держаться им все равно не за что. Значит надо как то локально увеличить количество периметров именно в этом месте, да еще и загнать их поглубже. Как? добавить внутренних структур, которые заставят слайсер нагенерировать там периметров.

Применим оба метода. Скруглим угол примыкания и нафигачим кольцевым массивом отверстий вокруг нашего стакана. В результае получим:

Обратите внимание на то, что каналы заглублены под поверхность и не доходят до дна. Чтобы не портить поверхность. Диаметр каналов следует брать так, чтобы они залились при печати. Печать расплывается где то на пол диаметра сопла в каждую сторону. Если сопло у нас 0.3, то получится, что отверстие диаметром 0,4..0.5мм будет практически нулевым по факту. Оно слипнется и зальется.

И теперь если посмотреть, что делает слайсер, то увидим, что вокруг нашего стакана образовалось целое гнездо контуров.

И получается мощнейшая такая плюха, держащаяся за весь массив дна, которую так просто не вырывать. Да, обратите внимание на то, что я еще и основное отверстие продлил практически до дна, чтобы добавить контуров и там.

Таким нехитрым образом можно произвольно усиливать изнутри любые части нашего отпечатка. Так можно под сплошной поверхностью создавать ребра жесткости, несущие конструкции и что душе угодно. Просто добавляя внутренних микрополостей такой ширины которые гарантированно зальются при печати. Правда слайсеры тоже лаптем щи не хлебают и иногда, видя такие несуществующие отверстия, их оптимизируют, выбрасывая из модели. Поэтому тут неплохо бы подобрать толщину. Благо слайсер это не принтер, его можно скачать с интернета и дома поэкспериментировать :)))

Еще я люблю усиливать элементы конструкции шурупами. Например, вот такая обойма:

Вот на эту торчащую ось одевается подшипник и на нем вращается ролик, с стоящей на нем катушкой весом в несколько килограмм. А диаметр оси этой всего 8мм. Слои печатные распологаются перпендикулярно оси. Т.е. печатается она плашмя. Оси естественно долго не протянут. Их оторвет, так как усилие отрыва будет разрывать слои. Но это не страшно. Отверстие в оси сквозное, с другой стороны сделана зенковка под шуруп и я просто загоняю в эту ось шуруп и он держит всю конструкцию, распределяя усилия на кругляш. А ось будет стоять как влитая. Просто и дешево. И не надо ничего изобретать. И таких хитростей можно много придумать.

▌Софт
Чтобы лучше понимать как ваша деталь печатается надо поставить слайсер и поиграться с настройками, посмотреть как генерируются слои. Сам принтер для этого вам не нужен.

Хорошо подходит для этого Slic3er, Cura и есть еще несклько прог подобного же плана, но менее популярных. Настройки принтера там можете поставить от балды или взять какой-то из списка. Вам же главное настроить диаметр сопла и толщину слоя. Все, для визуализации хватит.