Сюрпризы при 3d-печати

    С помощью трехмерной печати можно воспроизвести практически любую трехмерную модель, которая помещается на платформу принтера с достаточным уровнем детализации.
    Казалось бы, все просто – создал модель в 3D редакторе, передал на принтер и получил ее в объемном виде. Но на практике все выглядит немного сложнее. Далее мы более детально опишем сюрпризы, возникающие в процессе 3D печати, а так же то, как их можно избежать.


    Детали могут распечататься сцепленными


    При 3D печати желательно поместить как можно больше деталей на одну платформу принтера. Это нужно для того, чтобы за один цикл печати распечатать максимальное количество деталей.
    Например, на вход принтеру может подаваться такая модель из множества автомобильных деталей:

    Здесь нужно быть внимательным, поскольку есть вероятность получить вот такой сюрприз:

    При желании распечатать два тора («бублика» в простонародье) следует учитывать, что их потом нужно будет рассоединить.
    И еще один, уже менее очевидный, пример той же проблемы:

    Хотя, если посмотреть с другой стороны, то появляется возможность напечатать цельную деталь из нескольких компонентов, например, цепь из тех же торов:


    Деталь может «развалиться»


    Один из видов печати происходит следующим образом: по поверхности специального жидкого материала проходит луч лазера, и материал в местах прохода лазера затвердевает. Сначала жидкости совсем немного, на один слой – и луч лазера фиксирует ее. Затем жидкость добавляется – снова проходит лазер, и так далее, слой за слоем. Казалось бы, никаких чудес.
    Но если посмотреть внимательно, то не все так гладко. Поскольку печать начинается снизу вверх, некоторые куски модели будут попросту отваливаться. Посмотрим, что произойдет, если мы, к примеру, попробуем распечатать статую Давида:

    Когда слой жидкости подойдет к рукам (выделены красным) и будет фиксироваться лазером, то затвердевшие кусочки будут попросту обваливаться и тонуть либо из-за отсутствия опоры, либо из-за того, что эта опора очень слабая.
    Кто знает, возможно статуя Венеры – это результат первой, доселе неизвестной, технологии 3D-печати.

    Чтобы мы не получали таких сюрпризов, перед печатью создаются так называемые «саппорты» – поддержки, которые после печати модели отламываются. Так может выглядять модель с саппортами:

    На рисунке к серой модели автомобильной запчасти достроены саппорты.
    А так может выглядеть результат печати другой модели:


    После печати эти саппорты аккуратно отламываются:


    Анимационные модели


    Иногда возникает желание распечатать модель из своей любимой компьютерной игрушки. Например, если вы любите бороздить просторы на вертолете, наслаждаясь распростертыми внизу пейзажами и подмигивающими вам облаками, и у вас возникло желание, чтобы этот вертолет (в уменьшенном виде) стоял на вашем столе, то у вас есть возможность его распечатать.
    И тут нас подстерегает еще один сюрприз. Как правило, такие модели состоят из достаточно высоко детализированных частей, которые могут быть очень хрупкими, и поэтому после печати есть риск, что они просто распадутся под силой собственного веса. Заметим, что саппорты здесь не помогут, поскольку будут отломлены сразу после печати.
    Здесь придется немного укрепить модель: например, пропеллер и крепления шасси сделать более толстыми. На рисунке ниже вы можете увидеть вертолет с некоторыми элементами, которые подлежат укреплению:


    Водонепроницаемость


    Модели, которые поступают на печать, должны быть «водонепроницаемыми». Они состоят из треугольников, которые должны формировать замкнутый объем.
    К примеру, пользователю необходимо распечатать корпус дрели:

    Данная модель состоит из наружной и внутренней стенок, которые вместе должны образовывать объемное тело. Но на рисунке выше можно увидеть обведенные желтым цветом отверстия на внутренней стенке, которые нарушают объемность модели. Такая модель не годится к печати.
    После обработки готовый к печати корпус будет выглядеть следующим образом:

    Все отверстия залатаны, все внутренности скрыты.

    Печать плоских объектов


    В некоторых форматах данных наряду с объемными моделями используются и картинки. Например, мы можем заметить на изображении ниже, что независимо от того, где находится наблюдатель, силуэты двух мужчин не изменяются:



    Таким моделям необходимо придать объем. Непосредственно перед печатью фрагмент подготовленной модели выглядит следующим образом:

    И фото распечатанного домика:


    Cкорость печати и экономия материала


    Материал для 3d-печати довольно дорогой, и поэтому по возможности его пытаются сэкономить.
    Один из способов – это печать только небольшого слоя поверхности. После печати в модели делают едва заметное отверстие и выливают или высыпают материал (в зависимости от того, является ли материал жидкостью или порошком). При этом стоимость модели может существенно снизиться.
    Рассмотрим это на следующей модели, которую необходимо распечатать:

    В разрезе она выглядит так:

    Поверхность модели ограничивает печатающий объем. Этот объем можно существенно сократить, добавив внутренние стенки:

    Как мы видим, недостаточно просто отправить на принтер желаемую модель. Обычно модель подлежит определенной обработке и доработке, не сразу очевидной. Одни доработки делают сотрудники компании с помощью разработанного нами программного обеспечения. Другие доработки происходят одним нажатием кнопки и практически не требуют вмешательства человека. Это стало возможным благодаря работе команд исследователей и разработчиков компании. Все это, а также многое другое доступно в нашем ПО для 3D печати.
    Materialise
    Компания
    Реклама
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее

    Комментарии 64

      0
      Спасибо, а то я давно мучался вопросом о том, как печатают «висящие» части. Мне казалось, что модель склеивают из кусков без них, а оказывается используются саппорты.
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
          0
          Ну по крайней мере в одном направлении без клея деталь все равно будет двигаться — иначе как ее туда поставили? Или там «со щелчком» вставляют?
            0
            Одно «направление» не обязательно должно быть прямолинейным.
            И, вполне возможно, когда разрезают во внутренних полостях допечатывают крепеж или защелки
              +1
              > А клей добавляет крепости.
              то есть в итоге клеют.
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            +13
            Дурдом какой-то… может я и вышел из леса, но я думал что это сказки и такого вообще не бывает :-) А тут на тебе!
              +6
              фильмов про будущее надо смотреть больше
                +1
                Уже давно можно сделать модельку и заказать на печать, выходит относительно недорого — фунтов 20-30, зависит от веса.
                Я думал так жену напечатать 20:1 — статую, так сказать :)
                Но я никогда не смогу нарисовать её в редакторе — буду ждать, когда будет доступен софт делающий трёхмерные модели из видео или фотографий.
                  +2
                  3D сканер в помощь.
                    0
                    Link?
                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                      +2
                      Есть конечно, но тут речь о жене. А она может сильно обидеться, если грудь окажется немного другой формы или размера. Нужно более точное оборудование, если не хотим, чтобы технологии погубили одного хабрачеловека.
                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                      0
                      3D-сканер вам в помощь! Уже появились программно-аппаратные комплексы, способные делать сканирование объемных моделей в 3D. Только жене глазки придётся зажмурить, так как они сейчас вроде как на основе лазера функционируют.
                        +1
                        Lisio оказался проворней ))
                          0
                          Не придется зажмуриваться.
                          Там все-таки не лезер для резки металла используют ;)

                          rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2313241
                          Первый сезон, 5 эпизод — там показано сканирование человеческого лица)
                          +6
                          Если представить, что сейчас вы не женаты, фраза «Я думал так жену напечатать» приобретает новые смыслы
                            0
                            Такую жену надежней купить =)
                        0
                        Что насчет точности? доволно мелкие детали можно печатать так?
                          0
                          Да, какое «разрешение»?
                            0
                            На Хабре проскакивал пост про «печать» искусственных сердечных клапанов. Так что, думается, точность достаточная.
                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                0
                                Какие ограничения на поверхность печатуемую?
                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                      +3
                                      Жеребеек и я не слышал, но подпорки-то распостраненное слово, да.
                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                          +1
                                          Кажется мне, что суппорт, который support, который как бы поддерживает, и от того поддержка, а от него синоним подпорка, подставка…
                                        +2
                                        >Раньше мы их называли «жеребейки», теперь «суппортами» стали…

                                        «раньше» это когда? Веке в XVII? Слово «суппорт» в русском языке уже давно (больше века точно), пришло скорее всего из французского. В общем случае это некоторая конструкция, на которой крепится другая конструкция. Суппорты есть в станках и автомобилях.
                                        0
                                        Узнал много нового, спасибо.
                                          +2
                                          Мечта — увидеть логотип хабрахабры в 3D.
                                            +25
                                            Кошку заведи. Она тебе логотип Хабра будет каждый месяц отхаркивать.
                                              0
                                              Спасибо, давно так не смеялся… Это нужно на башорг поместить…
                                                0
                                                Пожалуйста: ) Пожалуй так и сделаю. Мои первые две цитаты весьма успешно разошлись по интернету. Особенно вторая. Может и эта понравиться.
                                            +2
                                            Никаких сюрпризов.
                                            Попытка использовать технологии прототипирования для реального производства заранее обречена на подобные «сюрпризы».
                                            Это как пытаться вставить деревянную модель шестерни в дествующую коробку передач, а потом возмущаться что она сразу сломалась.
                                            Возможности и области применения 3Д полимеризации сильно раздуты и преувеличины непрофессиональными СМИ.
                                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                              0
                                              Спасибо, очень интересно!
                                                +2
                                                Вот только не совсем понял про дрель, с такого ракурса вообще ничего не видно и не понятно. Хотелось бы поподробнее данный момент.
                                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                    0
                                                    Теперь понял, видимо изначально смутило слово водонепроницаемое.
                                                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                      +1
                                                      То есть, жёлтым цветом обозначены «дырки» в модели? И получается, что модель будет состоять из незамкнутой оболочки с «математической» толщиной стенок?
                                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                    –1
                                                    Например, на вход принтеру может подаваться такая модель из множества автомобильных деталей:

                                                    То есть на 3D-принтере можно печатать необходимые металлические износоустойчивые детали механизмов? Или я до сих пор чего-то не понимаю… -_-'
                                                      +2
                                                      Нет, будет просто полимерный автомобиль. Ну как Лада Калина. Характеристики все тоже полимерные
                                                        0
                                                        Нет нельзя. Это просто быстрое 3D прототипирование, что бы посмотреть что получилось, проверить сборку. На сколько я знаю рабочие детали пока не печатают. Разве что совсем не нагруженные, на подобии корпусов. Есть разные технологии прототипирования (от крахмала, до спекания металлического порошка) какие то более прочиые какие то менее. Но пока не настолько что бы делать реальные детали.
                                                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                          0
                                                          Какой максимальный размер детали которую можно распечатать за раз?
                                                          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                            0
                                                            Молодцы, интересная статья!
                                                              0
                                                              Поскольку печать начинается снизу вверх, некоторые куски модели будут попросту отваливаться. Посмотрим, что произойдет, если мы, к примеру, попробуем распечатать статую Давида

                                                              Да все просто, статуя Давида защищена от копирования (:
                                                                +1
                                                                а что скажите насчет этого?
                                                                www.youtube.com/watch?v=u7h09dTVkdw
                                                                нужна довольно высокая точность и разрешение? это обычное дело для современных принтеров? или пока экзотика? мечта — сделать модель со всеми сочленениями, распечатать ее и чтобы она после этого способна была двигаться в суставах, сочленениях.
                                                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                    0
                                                                    Читал, что возможно печатать формы для литья металов — каким образом это возможно? Очень интересная тема, спасибо за ваши статьи.
                                                                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

                                                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                Самое читаемое