Модели для 3d принтера конструктор
Обновлено: 22.04.2024
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.
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.
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.
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.
Уменьшить количество полигонов и размер файла можно с помощью таких программ, как Blender или Meshmixer
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.
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!
Печать на 3D-принтере — процесс достаточно простой, если соблюдать правила работы с разными типами материалов и с конкретными моделями принтеров, но — со своими тонкостями. Чтобы избежать непредвиденных затруднений в процессе печати, следует тщательно проработать 3D-модель до загрузки файла на 3D-принтер.
Читайте нашу новую статью, чтобы узнать — как создать с нуля 3D-модель для 3D-принтера, и каких ошибок следует избегать.
Содержание
Какие файлы необходимы для 3D-принтера?
Большинство фотополимерных 3D-принтеров распознают STL-файлы. STL — это формат файла, изначально разработанный компанией 3D Systems для печати предметов методом стереолитографии. STL-файлы описывают только геометрию поверхности трехмерного объекта без какого-либо представления о цвете, текстуре или других атрибутах модели. Слайсеры различных моделей 3D-принтеров поддерживают файлы распространенных форматов OBJ, 3DS, а также проприетарные (FORM, PLG).
Создать STL-файл трехмерной модели можно в CAD-программе или при помощи 3D-сканеров RangeVision, ручных 3D-сканеров Einscan и т.д. Не следует путать файлы STL и Gcode. Файлы STL содержат 3D-объект, а Gcode-файл — это составленный слайсером код управления 3D-принтером. Многие производители 3D-принтеров предоставляют тестовый файл в формате .gcode, чтобы пользователь мог сразу испытать новое оборудование. Но как поступить, если необходимо создать проект для 3D-принтера с нуля? Рассмотрим популярные программы, которые дают возможность разработать сложные предметы для разных методов 3D-печати.
Программы для 3D-моделирования
Готовить модели для 3D-печати можно в различных программах, предназначенных для работы с трехмерными объектами. Хотя принцип моделирования объектов во всех программах схожий, существуют различия в подходе к решению задач. Можно использовать профессиональные приложения для отрисовки 3D-рендеров (The Brush, Autodesk Maya и 3ds Max и другие), приложения для инженеров (Fusion 360, Autodesk Solidworks Blender, Компас 3D), а также существуют программы, которые оптимизированы для работы с небольшими 3D-объектами (Sketchup). Выбор ПО зависит от привычек пользователя, поскольку от особенностей интерфейса зависит удобство использования программы. Рассмотрим часто встречающиеся примеры ПО для 3D-моделирования.
Видеоуроки по Fusion 360
Fusion 360 — это профессиональная многофункциональная программа, предназначенная в том числе для создания 3D-моделей для 3D-принтера. Несмотря на обширные возможности, интерфейс программы достаточно понятный. Более того, многие функции меню имеют визуальные подсказки, по которым легко ориентироваться. Программа Fusion 360 позволяет сразу конвертировать разработанную для 3D-печати модель в формат .STL, то есть получить готовый файл для печати. Одно из достоинств этого ПО — наличие условно-бесплатной версии.
На следующем видео показано, как в программе создать модель, на примере опоры-кронштейна для лампы:
В конце следующего длинного видеоролика показано, как на основе чертежа создать 3D-модель станины:
Пример того, как составить 3D-модель рукоятки ножа, используя обычную фотографию, можно увидеть в ролике:
Достаточно сложный пример: проектирование кулона в виде Ленты Мёбиуса, процесс пошагово показан в 14-минутном видео:
Автор канала Make Anything опубликовал получасовой ролик о создании в Fusion 360 квадратной тарелки и высокой вазы. Бонусом автор прикрепил в описании к видео ссылку на готовые stl-файлы этих предметов.
В следующем видео показано, как в Fusion 360 спроектировать составную деталь с шарниром, на примере зажима:
Видеоуроки по SolidWorks
Программа SolidWorks имеет русифицированный интерфейс, что может быть удобно, в частности, при создании обучающих курсов по 3D-печати в школах. Меню программы не перегружено пунктами. Разобраться в приложении достаточно просто даже начинающему специалисту.
В следующем примере показано, как спроектировать в SolidWorks переходник для колков гитары:
На видео ниже показано, как спроектировать в SolidWorks изогнутую трубу с фланцами:
Моделирование опорной детали для различных инструментов — тема следующего ролика:
Чтобы смоделировать болт с правильной аккуратной резьбой, необходимо знать несколько трюков в SolidWorks. На канале My Digi Pro объяснили, как выполнить работу быстро:
Если вам необходимо строить объекты сложной формы, вам поможет разобраться в программе большой получасовой видеоурок:
Создайте шестеренку сложной формы. Сделать это вам поможет короткий видеоролик:
Видеоуроки по Компас 3D
Компас 3D — это профессиональная программа для создания 3D-объектов любой сложности. Вероятно, из-за ориентации на профессиональное CAD-моделирование, интерфейс программы получился довольно сложным: с большим количеством пунктов меню и обширными возможностями для настройки.
Если вы только начинаете осваивать Компас 3D, потренируйтесь на моделировании обычного ящичка:
Модель гайки представлена на следующем видео:
Порядок моделирования зубчатого колеса с использованием чертежа:
Подгонка и сборка шарнирного соединения на 3D-модели показана в следующем видео:
Пример сравнительно сложной детали, винта кулера, показан в этом ролике:
Видеоуроки по Blender
Blender — профессиональная программа, которая предназначена для создания сложных трехмерных объектов, в том числе анимированных. Интерфейс программы может показаться достаточно сложным для новичка, но в Интернете можно найти достаточно обучающих материалов по созданию 3D-моделей с ее помощью. Интерфейс программы русифицирован.
Начать освоение Blender можно с моделирования держателя полки (для фиксации на стене):
Поскольку Blender — это полноценный графический редактор, в программе можно создавать сложные арт-объекты. В туториале показано, как за час создать оригинальную модель, у которой будет фактурная поверхность и множество выразительных деталей:
Еще один арт-объект, но на этот раз — абстрактная модель ламы. Отрисовка такой модели занимает существенно меньше времени:
Головной убор для косплея:
Подготовка файла Blender для 3D-печати, пример — серьги-секиры:
Создание 3D-модели осевого держателя на основе чертежа:
Крючок с креплением для стенда с инструментами:
Создание модели сундучка с нуля:
Конвертация чертежей онлайн
В последние годы на рынке появляются и альтернативные методы 3D-моделирования. Например, немецкая компания CAD Schroer разработала комплекс из компьютерной программы MEDUSA4 Personal и онлайн-платформы CSG eSERVICES, которые позволяют превратить чертеж в трехмерный объект с сохранением в STL-файл. В десктопном ПО MEDUSA4 Personal пользователь открывает файл с двухмерным чертежом и запускает через пункт меню Model Reconstruct моделирование 3D-объекта. Сохраненный трехмерный объект в MOD-файле необходимо конвертировать онлайн в STL-файл. Единственным недостатком сервиса является оплата за каждую конверсию поштучно.
Ошибки, которые необходимо предотвратить при 3D-моделировании
Начинающие пользователи обычно приобретают FDM- или SLA/LCD-принтеры начального уровня. В FDM для печати используется пластиковый филамент. В SLA и LCD, фотополимерных технологиях печати — жидкая фотополимерная смола. FDM-принтеры доступнее, а фотополимерные принтеры позволяют создавать гораздо более сложные и детализированные объекты. Рассмотрим самые распространенные ошибки, совершаемые пользователями при подготовке модели к печати.
Добавление поддержки
При создании сложного объекта следует учесть, что участки модели, которые “висят в воздухе”, не могут быть напечатаны без создания поддержек. Поддержки — печатающиеся вместе с моделью опорные конструкции, которые удаляются после завершения печати. Во многих программах поддержки можно создавать автоматически и изменять вручную.
При использовании FDM-принтера с двумя экструдерами поддержки можно печатать из растворимого материала, например — поддержки из HIPS с деталью из ABS, поддержки из PVA с деталью из PLA. Такие поддержки легко удаляются с помощью растворителя, без риска повредить модель в процессе ее очистки от них.
Толщина стенок, диаметр отверстий
При создании легкого ажурного объекта пользователь может ошибиться и создать слишком маленькие отверстия, либо слишком тонкие стенки изделия, которые принтер не сможет воспроизвести корректно. Данная ошибка в большей степени характерна для FDM-моделей, однако и при работе с фотополимерными необходимо учитывать рекомендованные производителем параметры стенок и отверстий.
Мы рекомендуем моделировать стенки объектов с толщиной не менее двух диаметров сопла, для FDM-принтера, а для фотополимерных — не менее полмиллиметра.
Итоги
Как видно из приведенных примеров, процесс моделирования 3D-детали для печати на 3D-принтере легко освоить без прохождения длительных дорогостоящих курсов. В современной информационной среде достаточное количество бесплатных и, что важно — весьма содержательных и простых для понимания обучающих видео. Также в самообразовании может помочь чтение тематических форумов, участие в сообществах 3D-печатников, где принято помогать новичкам и объяснять неочевидные и сложные нюансы.
Тестовые модели для 3D-принтеров необходимы в трех случаях. Первый — знакомство с новым принтером. Второй — исследование нового материала. Третий — исследование свойств известного материала на пределы его прочности. В этом небольшом обзоре мы рассказываем о восьми тестовых моделях, которые нам показались полезными или интересными.
Читайте статью и узнайте больше.
Содержание
1. 3D Benchy
3D Benchy — самая популярная тестовая модель для 3D-принтера. Фигурка буксира отлично демонстрирует возможности FDM-принтеров в любой ценовой категории. 3D Benchy поможет вам точно определить настройки, которые нужно установить для получения идеальных принтов.
Использование 3D Benchy для тестовой печати — это возможность увидеть, как принтер справляется с «отрисовкой» изогнутых поверхностей, наклонных плоскостей, дуг, отверстий. Модель доступна в нескольких исполнениях, в том числе и в многоцветном. На печать 3D Benchy стандартных размеров требуется приблизительно час — зная это, по времени печати модели можно судить также и о производительности 3D-принтера.
2. Тест 3D-принтера «Всё в одном»
Комплексная тестовая модель для 3D-принтера позволит проверить качество напечатанных свесов, перемычек, стабильность экструзии, возможность появления стрингинга (спаггетизации, “соплей”) и зависимость результата от температуры. Важным преимуществом этой модели является инструкция к ней, в которой указаны потенциальные решения различных проблем.
К достоинством проекта относится возможность оценить — как будет выглядеть тонкая стенка, полый цилиндр или нависающие элементы, как зависит качество их выполнения от параметров скорости, температуры и обдува.
3. XYZ 20-мм калибровочный куб
Основное предназначение XYZ 20-мм калибровочного куба — установить зависимость движения экструдера от шага мотора. Тестовая модель для 3д-принтера помогает убедиться, что 20 мм на чертеже соответствуют 20 мм напечатанного изделия. Вместе с тем, калибровочный куб помогает установить зависимость степени экструзии и качества печати от температуры экструдера.
4. Талисманы MatterHackers Phil A. Ment
Известный портал, посвященный аддитивному производству, MatterHackers представил собственную версию изделия для тестовой печати на 3D-принтере — талисман Phil A. Ment. Это небольшая фигурка космонавта. Согласно описанию компании:
«Фил имеет несколько элементов, предназначенных для проверки вашего принтера. Это мелкие вставки, мелкие рельефные детали, свесы, вертикальные и горизонтальные цилиндры, скругления, фаски, перемычки и идеально-куполообразный шлем».
Особенность модели — возможность получения репрезентативных данных при разных габаритах напечатанного изделия. Если говорить о рекордных размерах, то Phil A. Ment был распечатан высотой в 5 и в 1397 мм.
5. Компактная температурная калибровочная шкала
Температурная калибровочная шкала демонстрирует возможности 3D-принтера при печати одним филаментом при различных температурах экструдера. На тестовой модели наглядно видно качество свесов, перемычек, натяжек, также по изделию можно судить о способности 3D-принтера печатать изогнутые поверхности определенным пластиком.
Простой и наглядный инструмент позволяет выяснить возможности материалов, которые прежде не использовались в работе или печатались только с одной температурой. Важно учитывать, что настройка температуры печати для каждого подписанного элемента должна быть установлена в слайсере или вручную в Gcode.
6. Open-Source оценочная модель
Тестовая модель для печати от Kickstarter и Autodesk создавалась с учетом опыта использования других моделей для тестирования, эту модель можно назвать универсальной. В ней присутствуют перемычки, свесы, мелкая детализация и элементы для оценки пространственной точности 3D-печати. При использовании изделия следует учесть наличие обширного свеса на верхнем уровне. Это означает, что пользователь должен знать, при какой температуре допускается печатать проверяемым филаментом, чтобы модель не деформировалась.
7. Быстрый тест на стрингинг
При печати объектов сложной формы, не зная возможностей филамента и принтера, пользователь может столкнуться с ошибкой, которая называется в английском стрингинг (от string — струна) или “спагеттификация”, а по-русски просто “сопли” — когда пластик тянется за экструдером, образуя тонкие волокна в воздухе.
Это явление обусловлено тем, что при холостом перемещении экструдера часть филамента вытекает из сопла. Чтобы этого избежать, используется функция ретракции — втягивание филамента при холостом перемещении. Для правильной установки уровня ретракции необходимо учитывать скорость перемещения экструдера, температуру экструдера и свойства филамента.
Для быстрой проверки правильной настройки 3D-принтера используется данная тестовая модель. Если струны между вертикальными пирамидами не образуются, значит настройки выбраны правильно. Если существуют горизонтальные пластиковые нити, какой-то из параметров 3D-печати следует изменить.
8. Башня PolyPearl
Еще один комплексный тест для проверки настроек 3D-принтера — башня PolyPearl. Особенности конструкции модели позволяют проверить качество перемычек, изгибов, выступов, зафиксировать появление стрингинга и установить прочность модели в целом. Эту модель также можно использовать в качестве стресс-теста, который определяет пределы физических возможностей филамента при заданных температурном режиме и скорости печати.
Итого
Тестовые модели для 3D-принтера экономят время и средства пользователя. Эти изделия, печать которых продолжается не больше часа, качеством своего изготовления показывают правильность выбранных настроек или необходимость их изменения. Пользователь может оперативно внести коррективы в настройки 3D-принтера.
Посмотреть категории моделей для 3д-печати
Профессиональные 3д модели, готовые к печати дома с настольных FDM или промышленных SLS 3д-принтеров, доступны во многих промышленных форматах, включая OBJ, STL, WRL. Если вы любитель 3д-печати, производитель, преподаватель или специалист по бизнес-прототипированию с помощью 3д-печати, наш декор для дома, модные аксессуары для гаджетов, привлекательные модные вещи, уникальные ювелирные изделия, механические детали и разнообразные миниатюры, несомненно, дадут вам импульс вдохновения.
Искусство Модели для 3д-печати
Здесь находятся художественные 3д-принты. Ищите необычный скульптурный дизайн, воссоздающий классические произведения и статуи исторических личностей, или вдохновляющие статуэтки, может быть, даже логотипы для 3д-печати? Это и есть данная категория.
Мода Модели для 3д-печати
Красивые и стильные вещи, которые вы можете носить, вы найдете в этой категории. Посмотрите, можете ли вы найти какое-либо применение для фантазийной космической обуви, инновационных очков и косплея аксессуаров, и ищите здесь.
Гаджеты Модели для 3д-печати
Все iPhone, IPad (и другие интеллектуальные устройства) гаджеты могут быть найдены в категории гаджетов. От простого 3д дополнения до сложных деталей и "хаков" для ваших вещей, это категория для творческих людей и любителей техники.
Игры и игрушки Модели для 3д-печати
Игры и игрушки - это категория, охватывающая печатные 3д НЛО или миниатюры монстров, крошечные танки, прикольныешахматы, шлемы киногероев, принадлежности и аксессуары для хобби. Это категория подходит для всех вещей для гиков.
Хобби и DIY Модели для 3д-печати
Если вы наш следующий великий изобретатель и хотите создать свой DIY проект или получить какие-то запасные части для дронов, эта категория для вас. Кроме того, она имеет много вещей для людей, которые хотят сделать свои собственные фигурки или пластиковые реплики пушек.
Дом Модели для 3д-печати
Все виды безделушек можно найти здесь. Лампа, художественная чаша и все виды держатели, если вы не можете найти правильное место для вашего телефона, сохранить порядок в зубочистках, куче ручек или украшений на вашем столе.
Ювелирные изделия Модели для 3д-печати
Ювелирные изделия - это та категория, где можно купить браслеты, кулоны или кольца с бриллиантами. Хотя 3д - принтеры недостаточно хороши для изготовления бриллиантов - пока вы все еще можете распечатать металлическое кольцо в качестве основы для вашего IT гиковского кольца для предложения.
Миниатюры Модели для 3д-печати
3д печатные персонажи, известные люди, достопримечательности, животные, Мужчина , женщина, монстры, инопланетяне - все это здесь. Если вы печатаете коммунальные транспортные средства, чтобы поставить на стол или создать миниатюры для настольных игр, это ваша категория.
Рады вас видеть!
3D Модели под Печать | STL Модели | запись закреплена
3D Модели под Печать | STL Модели | запись закреплена
3D Модели под Печать | STL Модели | запись закреплена
3D Модели под Печать | STL Модели | запись закреплена
3D Модели под Печать | STL Модели | запись закреплена
Александр Сергиенко
Странная штука, у кого то они хоть раз сами разъединились?
Или это старый добрый кризис идей?)
Александр, дифицит синей изоленты. ..
3D Модели под Печать | STL Модели | запись закреплена
Евгений Баталов
сэры, у меня возникла такая проблема, может кто подскажет. третьего дня приобрел принтер, распечатал первую модель (корявенько правда, поддержку тяжко отдирать) и решил вкатить вторую, перед печатью начал калибровать, по 4 точкам все ровно, а в 5 (центральной) сопло очень сильно прижимает стол. что делать то? ну и может подскажите по поддержке, как ее проще настроить чтобы отдирать ее легче
Читайте также: