Основы цифрового дизайна для 3D-печати и литья ювелирных изделий

3D-печать ювелирных изделий: основные параметры конструкции, опоры и ориентация

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Чтобы лучше понять методы и параметры разработки цифрового дизайна для 3D-печати, важно понимать, как работает ваш настольный стереолитографический 3D-принтер Form 3. В дополнение к процессу отверждения и наращивания очень тонких слоев смолы с помощью лазера, слои испытывают силы сдвига во время печати, когда принтер перезагружается и подготавливает каждый последующий слой. Понимание процессов, задействованных во время печати, помогает понять параметры как для дизайна, так и для подготовки к печати.
Этот документ предполагает практическое знание программы моделирования CAD с файлами, которые можно преобразовать в формат STL или OBJ. Мы использовали Rhino5, но те же принципы применимы к любому программному обеспечению CAD, с которым вам удобно. Модели, представленные в качестве примеров, не претендуют на эстетическую ценность, но были созданы для демонстрации описанных принципов.
Другой технический процесс – литье – также должен повлиять на дизайн модели. Тот факт, что вы можете распечатать модель в своем Form 3, не означает, что она будет успешно выполнена.

Механика 3D-печати

Отпечатки создаются на платформе построения Form 3 по одному очень тонкому слою. После печати каждого слоя платформа перезагружается, чтобы разрешить печать следующего слоя. PreForm (бесплатное программное обеспечение Formlabs для подготовки к печати) позволяет загружать несколько 3D-файлов, затем ориентировать, позиционировать, и поддерживать свои дизайны перед отправкой их на принтер. Это не инструмент проектирования и не замена программного обеспечения CAD.

Процесс печати ювелирных изделий

Form 3 использует лазер для упрочнения слоя смолы между двумя поверхностями, погруженными в резервуар для смолы, в процессе, называемом отверждением. Лазер прокладывает путь в слое смолы, определяемый поперечным сечением вашей детали на разной высоте, начиная с «нижней части» вашего изделия, как это показано в программе PreForm. PreForm помогает в этом процессе, разрезая деталь по толщине, определяемой выбранной высотой слоя. Для ювелирных моделей с мелкими деталями рекомендуется толщина слоя 25 мкм. Чем меньше высота слоя, тем больше слоев сгенерирует PreForm, что приведет к более мелким деталям, но к большему времени построения.
Макет, отображаемый в PreForm (рис. 1), показывает, как будет построен отпечаток, начиная с того места, где он находится на плоскости «пола», от «низа» вашего изделия до верха. Представление в PreForm перевернуто с точки зрения того, как будет печататься в принтере (рис. 2). PreForm отображает нижнюю часть платформы сборки лицевой стороной вверх. В принтере эта поверхность опускается в бассейн смолы, по сути, выстраивая изделие вверх ногами.

В процессе лазерного отверждения смола прочно прилипает к платформе сборки и последующим слоям смолы и слабо прилипает к оптически прозрачной силиконовой поверхности резервуара для смолы. Толщина каждого строительного слоя определяется расстоянием между двумя поверхностями.
Например, когда вы устанавливаете толщину слоя 50 микрон в PreForm, машина будет использовать эту толщину, чтобы установить расстояние между поверхностями для каждого последующего слоя (рис. 3.1).
После затвердевания каждого слоя, платформа сборки и прикрепленные к ней слои должны отслаиваться от силиконовой поверхности резервуара для смолы. Для этого резервуар для смолы перемещается в сторону относительно платформы сборки и должен преодолевать силы адгезии и всасывания, удерживающие слой смолы на поверхности силикона. Хотя эти боковые силы обязательно слабее, чем силы, удерживающие деталь на платформе сборки, они могут вызвать деформацию или выход из строя печатной детали, если их не компенсировать.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн

Поток смолы в резервуаре, создаваемый боковым движением отслаивания, является еще одной силой, действующей на деталь. Платформа для сборки поднимается над поверхностью резервуара для смолы, чтобы очиститель очищал зону сборки от любого мусора или частиц, которые могут помешать отверждению следующего слоя, и обеспечивает циркуляцию смолы в резервуаре (рис. 3.2).
Различные смолы, используемые для печати, сначала затвердевают до формы с помощью лазерного луча. Этот начальный процесс формования не приводит к полному отверждению смолы. 3D-отпечатки прямо с машины часто называют «зелеными».
После того, как печать будет закончена, отпечатки должны быть полностью отверждены сочетанием тепла и света в сушке Form Cure.
Стандартные материалы, такие как серый, белый и черный, можно использовать для презентационных моделей в зеленом состоянии без дополнительного отверждения. Функциональные смолы, в частности Castable Resin, требуют дополнительного отверждения, так как они довольно мягкие в зеленом состоянии. Полностью затвердевшая деталь приведет к лучшему успеху литья. Тонкие детали отверждаются легче, чем толстые, а преимущество тонких и легких деталей заключается в том, что они имеют меньшую массу, которую необходимо контролировать в процессе отслаивания.

Основы цифрового дизайна для печати и литья

Помимо создания красивых дизайнов, дизайнеры ювелирных изделий должны работать в рамках параметров стоимости и процесса, уделяя пристальное внимание толщине и весу стенок. Ювелирные изделия обычно стремятся к снижению веса из-за стоимости материалов (драгоценных металлов) и удобства ношения, но при этом создают иллюзию обнадеживающего объема. Уменьшение веса и относительно небольшой толщины стенок помогает добиться успешных отпечатков за более короткое время и требует меньше смолы для сборки.

У процесса литья есть свои параметры успеха, которые мы рассмотрим. Тот факт, что вы можете распечатать свой дизайн, не означает, что вы можете его успешно отлить.
Мы рассмотрим некоторые основные принципы и объяснения. Обратите внимание, что следующая информация представлена ​​как один из многих подходов к техническим аспектам цифрового моделирования.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Вес изделия и толщина стенки

Как описано ранее, на отпечаток действуют значительные силы, поскольку он создается слой за слоем.
Если деталь спроектирована так, чтобы быть очень тяжелой, она требует большей поддержки в процессе печати, чем более легкая деталь. Если деталь спроектирована так, чтобы быть очень легкой, необходимо учитывать другие соображения, чтобы обеспечить успешную печать и литье.

При проектировании небольших и легких деталей соблюдайте минимальную рекомендуемую толщину стенок для достижения наилучших результатов. Образец кольца, изображенный ниже (рис. 4.1 – 4.3), был смоделирован для демонстрации результатов той же модели с тремя толщинами стенок: 0,3 мм, 0,5 мм и 0,75 мм.
Толщина стенки 0,3 мм (рис. 4.1) имеет две основные проблемы: стенки отпечатков не прямые, а значительно вогнутые. Это результат того, что эти очень тонкие стенки подвергаются не только отслаиванию и растеканию во время процесса печати, но также и любой небольшой усадке смолы во время процесса отверждения печати и последующего постотверждения.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн

Отливка с одной стороны заполнена не полностью из-за тонкости стенок. Если переделать в течение нескольких попыток, деталь может заполниться полностью, а может и не полностью, но нет никакого способа преодолеть деформацию отпечатка.
При толщине стенки 0,5 мм (рис. 4.2) мы видим надежно полную заливку, но есть некоторый перекос и вогнутость боковых стенок. Мы использовали напильник, чтобы сделать несколько надрезов вдоль сфотографированной поверхности, чтобы показать, что поверхность действительно вогнутая. Можно было бы продолжить опиливание, чтобы сделать эту поверхность идеально ровной, но это привело бы к опасно тонким стенкам, которые не выдержали бы нагрузки, которую испытывает покупатель, носящий кольцо.

Толщина стенки 0,75 мм (рис. 4.3) хорошо работает в этом масштабе с уменьшенными искажениями. Одни и те же несколько разрезов напильником по поверхности дают очень незначительные углубления на поверхности, которые можно легко подпилить до плоской без значительного уменьшения толщины стенки. В результате получается конструктивно прочное кольцо, которое выдержит повседневное ношение.

Более крупные изделия должны иметь практический вес для печати и производства. Если деталь слишком тяжелая, для нее потребуется более прочная сеть поддержек во время печати, чтобы она не отслаивалась от опор во время процесса отслаивания.
С практической точки зрения, тяжелые изделия увеличивают стоимость материалов, как конечного литого металла, так и смолы, используемой для печати, и, возможно, вызывают недовольство клиентов из-за того, что они слишком тяжелые в носке. Если изделие сконструировано слишком легким, оно может деформироваться из-за сил отслаивания и отверждения.

Слишком легкая деталь не может быть отлита из-за слишком тонких стенок или компонентов, которые не могут быть заполнены должным образом в процессе литья, как отмечалось выше для небольших деталей.
Как это часто бывает при ручном изготовлении ювелирных изделий, большие изделия должны иметь полую форму с минимальной толщиной стенок, которая будет поддерживать структурную целостность и допускать повседневное ношение. Изображенный браслет шириной 18 мм имеет толщину стенки 0,9 мм.
Далее показаны три версии (Рис. 5.1 – 5.3). Первый (рис. 5.1) отпечатан со сплошной поверхностью по всему периметру, за исключением небольшого отверстия диаметром 3,5 мм для внутренней очистки изопропиловым спиртом (IPA) и заполнения полого браслета формовочной массой для литья.

Поверхность, полученная с помощью Form 3, является гладкой и однородной, что дает форму и поверхность, готовую для приваривания пластины в небольшом отверстии и окончательной отделки. К сожалению, это произведение нельзя отлить.
Вот основные причины, по которым любая попытка отлить это изделие не удастся:
Промывка и отверждение: будет очень сложно мыть и отверждать внутренние поверхности этой полой формы, а неотвержденная смола может вступить в реакцию с литьевой формовочной массой и вызвать разрушение отливки.
Формовочная масса 1: будет очень сложно полностью заполнить внутреннюю часть браслета формовочной массой, и даже если она была полностью заполнена, также будет трудно удалить формовочную форму после литья.
Формовочная масса 2: когда смола выгорит, появится большая часть формовочной массы в форме внутренней части браслета, плавающая в пространстве, известная как сердечник, поддерживаемая только цилиндром формовочной массы диаметром 3,5 мм, который был отверстием. Этот небольшой цилиндр формовочной массы не может поддерживать эту сердцевину, особенно когда расплавленный металл с большой скоростью заливается в колбу.

Вторая версия (рис. 5.2) просто добавляет все больше и больше отверстий для доступа во внутреннюю полость браслета. Эти отверстия могут быть декоративными и служить неотъемлемой частью дизайна.

В третьем варианте (рис. 5.3) браслет состоит из нескольких частей. Используйте этот подход, если вы хотите закрыть все поверхности или если вы хотите создать декоративный узор с отверстиями внутри браслета, который имеет слишком мелкие отверстия, чтобы успешно вложить их и отлить браслет в одно целое. Создание опор и ключей в модели значительно упрощает сборку.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Настройки зубцов для небольших камней

Большинство украшений можно разобрать на отдельные компоненты. Все эти компоненты должны быть пригодны не только для печати, но и для отливки. Если мы посмотрим на традиционные украшения с наборами камней, мы увидим отдельные крепления для камней («оправы») и структуру, которая удерживает эти оправы вместе. Рассматривая пример кольца, состоящего из нескольких вставок, мы можем разбить эти вставки на выступы и гнезда. Кольцо, показанное ниже (рис. 6), имеет центральный камень 8 мм и боковые камни 2,5 мм.

Для этих 2,5-миллиметровых боковых камней толщина гнезда составляла 0,4 мм, а диаметр выступа – 0,7 мм. Хотя для таких мелких деталей толщина гнезда может быть успешно напечатана на уровне 0,3 мм, отливка такой тонкой стенки может быть проблематичной. Если отливка прошла успешно, то окончательная обработка этой отливки может уменьшить эту толщину до опасно тонкой стенки. Центральный камень диаметром 8 мм имеет толщину гнезда и выступа, пропорционально увеличенные на 1 мм, и это не представляет проблем как для печати, так и для литья.

Когда камни меньшего размера устанавливаются внутри стен, необходимо учитывать аналогичные соображения относительно толщины стенок по обе стороны от камней и диаметра выступов. В этом типе конструктивного и визуального применения толщина стенки должна быть минимум 0,5 мм, с выступами минимум 0,5 мм.
Если вы создаете свою модель с вертикальными стенками и выступами, расположенными близко друг к другу, чтобы лучше всего заполнить пространство камнями, то в процессе печати зубец может соединиться с боковой стенкой (рис. 7.1). Даже если он сохранит свое пространство, тогда литейная формовочная масса почти наверняка сломается в этом месте, и выступы сольются со стенкой (рис. 7.2 – 7.3).

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Примечания по литью и формовкам:

Техника литья по выплавляемым моделям (с применением воска либо фотополимера) основана на покрытии детали огнеупорным материалом, формовочной массой, которая создает отпечаток формы детали и позволяет расплавленному металлу заполнять точный объем детали после полного выгорания этой детали при высокой температуре. Формовочная масса очень твердая, но, как и большинство очень твердых материалов, она также очень хрупкая. Цифровой дизайн для литья в металле требует понимания и планирования как отрицательных (формовка), так и положительных (смола или металл после литья) пространств.
В приведенном выше примере подумайте, что очень маленькое расстояние между зубцом и стеной означает для формовочного материала. После того, как полимерная часть выгорит, эта очень небольшая толщина формовочной массы должна выдерживать силу расплавленного металла, устремляющегося в форму с высокой скоростью. В этом приведеном примере не выдержит.
Это дает два чрезвычайно важных результата:
1. Формовочная масса ломается, и металл просто свободно перемещается между зубцом и стенкой.
2.Теперь в смеси расплавленного металла плавают крошечные частицы формовочной массы. Эти частицы вызывают образование пустот, а также могут появляться в металле вблизи поверхности.
Есть несколько вещей хуже, чем окончательная полировка, раскрывающая часть формовочного материала.

На этих изображениях показаны вертикальные стенки и выступы, а также очень тонкая линия формовки между выступом и стенкой:

Одним из способов решения этой проблемы является добавление уклона к боковым стенкам и выступам (рис. 7.4 – 7.6). «Уклон» – это наклон этих стенок и выступов таким образом, чтобы они сужались от более толстого основания к более тонкому верху, и, как правило, угла наклона в 5 градусов достаточно для улучшения литейных качеств. Если конструкция поддерживает это, всегда поможет больший угол уклона.
Это создает более прочную деталь с визуально более тонкими краями и дает большее пространство между верхней частью стенки и выступом, чтобы формовочная масса более надежно выдерживала усилия литья. Пространство в месте, где зубец встречается со стенкой у его основания, все еще может быть закрыто от артефактов печати и литья, но верхняя часть пространства будет определена и ее будет легче отлить.
Это пространство раньше существовало только в цифровом файле, потому что оно было слишком маленьким, чтобы его можно было отлить. Теперь добавлен уклон, который позволяет более надежно отливать и обеспечивает направляющие для установки камней.

Применяя угол наклона к нашим зубцам, мы увеличиваем слой формовочной массы между зубцами и стенкой для улучшения успеха литья.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Отверстия (пустоты)

На практике минимальный диаметр сквозных отверстий должен составлять 0,5 мм, и этот диаметр следует использовать только для отверстий в очень тонком материале. Можно отливать отверстия меньшего размера, но результаты могут не совпадать как при печати, так и при литье. В кольце, изображенном ниже (рис. 8.1), было смоделировано отверстие 0,5 мм в центре нижнего гнезда вставок (скорее всего, в таком маленьком отверстии нет необходимости, но это хороший пример!). Такое маленькое отверстие в относительно толстом куске металла может привести к поломке формовочной массы во время литья и заполнения отверстия. Заполненное отверстие всегда можно просверлить насквозь, но, как упоминалось выше, наличие заполненного отверстия означает, что в отливке плавают частицы сломанной формовочной массы, которые могут причинить вред.
Одно из решений состоит в том, чтобы просто обозначить концы сквозного отверстия, разграничив сферу на обоих концах отверстия, обеспечивая направляющую для сверления (рис. 8.2).

Еще одно решение для печати и заливки небольших сквозных отверстий (рис. 9.1) – это добавление заусенцев к задней части отверстия (рис. 9.2). Это не только помогает при печати и литье, но и снижает вес и добавляет декоративный элемент.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Внутренние углы

Как мы видели ранее, важно учитывать отрицательные пространства в вашем дизайне. Особенно внутренние углы, которые могут вызвать проблему с острыми краями формовочной массы, отламывающимися от детали во время литья. Подумайте о потоке металла в форму из формовочной массы и о том, как сделать этот поток как можно более плавным. Острые кромки, грубая отделка и даже острые или вдавленные кромки опор, которые не были удалены плавно, могут вызвать турбулентность в жидком металле. В лучшем случае литье подойдет. В худшем случае эта турбулентность может вызвать пористость (подумайте о приходящих волнах). По возможности скругляйте внутренние кромки (рис. 10.1 – 10.2), а если конструкция может поддерживать это, также и внешние кромки (рис. 10.3 – 10.4). Потратьте время на завершение печати, сглаживание поверхностей и удаление любых артефактов.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Гравированные детали

Часто бывает, что кольца внутри гравируют. Если изображения и текст достаточно большие, гравировка не должна вызывать никаких проблем. Если требуется очень тонкая гравировка, лучшее решение – найти хороший лазер, станок или ручной гравер. В показанных примерах (рис. 11.1 – 11.4) буква E использовалась в различных шрифтах, от блока к скрипту. На одном кольце буквы выгравированы на глубину 0,3 мм (рис. 11.1), на другом – на глубину 0,5 мм (рис. 11.3). Высота самых маленьких букв составляет 1,5 мм, а самые маленькие буквы богато украшенного шрифта имеют тенденцию выходить из строя на обеих глубинах.

В основном это связано с тем, что вложения не выдерживают этих тонких и сложных деталей, а также из-за того, что ваш принтер приближается к пределу для печати очень мелких негативных элементов. Эти самые маленькие буквы выглядят немного лучше на меньшей глубине 0,3 мм из-за того, что формовочная масса, заполняющая эти промежутки, короче и, следовательно, прочнее. Когда формовочная масса не сохраняется, частицы этого разрушения могут вызвать повреждение отливки.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Рельеф поверхности

При добавлении мелких деталей, приподнятых над поверхностью, учитывайте процесс отделки. Даже самая совершенная отливка будет иметь матовую поверхность, а в случае печати смолой будут некоторые артефакты из-за создания слоев в процессе печати.
Хотя 3D принтер Form 3 дает исключительно гладкую поверхность, эти микроскопические слои могут оставаться видимыми в отливке. Поверхность отливки обычно шлифуется и полируется для получения окончательной отделки. В процессе полировки удаляется материал, и если детали поверхности слишком мелкие, эта деталь будет уменьшена и потеряет свой визуальный эффект во время процесса полировки.
Простое и эффективное решение – преувеличить рельеф. На изображении ниже (рис. 12) показана «проволока» диаметром 0,3 мм в рифленом кольцевом хвостовике. Это будет потеряно или уменьшится к тому времени, когда изделие будет закончено. Увеличивая глубину канавки и высоту «проволоки» при сохранении той же ширины 0,3 мм, готовые изделия будут лучше достигать желаемого эффекта.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. “Водонепроницаемость” модели

Чтобы получить наилучшую возможную 3D-печать, важно убедиться, что ваша цифровая модель «водонепроницаема», то есть все поверхности твердого объекта соединены без каких-либо открытых швов.
Проверьте наличие открытых швов с помощью команд анализа, таких как «показать края» в вашей программе CAD.

PreForm, программное обеспечение, которое подготавливает модели к печати на Form 3, способно исправить многие проблемы, такие как открытые швы и сгруппированные и логические детали. Сгруппированные и «протекающие» (в отличие от водонепроницаемых) детали иногда распечатываются после ремонта с помощью PreForm. Однако иногда PreForm не может исправить все ошибки в вашем файле и все равно позволяет его распечатать. На рисунке (рис. 13) изображена та же деталь, одна из сгруппированного файла с несколькими открытыми краями, а другая из логического и водонепроницаемого файла. Самый надежный подход – это проверить и отремонтировать ваши цифровые модели перед отправкой их на принтер.

Ювелирный цифровой 3д-дизайн. Ориентация и поддержки (опоры)

Поддержки

Как обсуждалось ранее, напечатанные детали выращиваются за счет постепенного отверждения слоев смолы между платформой для сборки и чистой поверхностью резервуара для смолы. Слои упрочняются в пространстве области построения в соответствии с геометрией вашей модели. Слои необходимо соединить с платформой для сборки, иначе каждый затвердевший слой просто улетит в резервуар.
Опоры проходят от поверхности платформы сборки к детали и удерживают деталь привязанной, чтобы последовательные слои точно накладывались друг на друга, не уплывая. Инструмент PreForm’s Slider, расположенный справа от экрана, позволяет перетаскивать вверх и вниз для индивидуальной проверки каждого слоя.
Убедитесь, что каждый слой можно проследить от основания до последних кончиков вашей части. Если линия не может быть проведена сверху вниз в случае нависания элементов, при перетаскивании ползунка вы можете заметить появление «островков». Принтер все равно будет рисовать эти формы.
Это может привести к плавающим частичкам затвердевшего материала в резервуаре, что может вызвать проблемы при сборке. Один из способов исправить это – обеспечить поддержку любых островков. Таким образом, вы можете провести линию от основания детали через печатную опору до кончика детали.
Есть три варианта поддержки вашей детали:

1. PreForm автоматически создает опорную структуру на основе параметров, выбранных для плотности и размера точки касания.
2. PreForm автоматически создает опорную структуру, и вы можете редактировать размещение, размер и количество точек касания с помощью кнопки «Редактировать» на экране поддержки. PreForm будет создавать точки касания размером всего 0,3 мм. Преимущество небольших размеров заключается в том, что они поддерживают мелкие детали, не закрывая их, но они обеспечивают меньшую структурную поддержку.
3. Вы можете создать собственную опорную структуру в своей модели. Небольшой размер и легкая структура ювелирных изделий позволяют использовать упрощенные опоры, как в некоторых из показанных ранее примеров колец, с единственной большой опорой в нижней части стержня.

Устранение дополнительных опор позволяет упростить очистку и очистить поверхность, но это может означать, что деталь не поддерживается полностью. Экспериментируйте, пробуйте разные конфигурации и изучите свой принтер.
Здесь есть одно предостережение: когда распечатки выходят из строя, они оставляют остатки в резервуаре для смолы, и затем смолу необходимо отфильтровать, а резервуар очистить, чтобы удалить такие частицы и убедиться, что нет загрязнения для следующего задания печати.

Влияние ориентации 3D модели на результат печати

Успех печати зависит от ориентации 3д модели во время печати. Для самых простых деталей ориентация менее важна, но по мере того, как детали становятся более сложными, продуманная и правильная ориентация имеет значение. Помните про силы, действующие на каждый слой отпечатка: отслаивание и стекание смолы. При просмотре детали в PreForm, деталь отображается поверх поверхности платформы сборки. Платформа сборки 3д принтера Form 3 печатается в перевернутом виде по отношению к изображению, показанному в PreForm.
Из этого следует убрать два основных ограничения. Во-первых, печать больших плоских поверхностей, параллельных платформе сборки, подвергает эти поверхности значительным силам отслаивания и потока и требует массивных опор для успеха. Самый простой способ исправить это – наклонить такие поверхности под таким углом, чтобы только часть поверхности подвергались воздействию печатных сил одновременно. Во-вторых, полые объекты могут захватывать смолу, если отверстие объекта расположено над лотком для смолы. После герметизации полой части смола может попасть внутрь, деформируя конечную поверхность и добавляя массу во время процесса отслаивания / растекания. Самое простое решение – сориентировать вашу деталь так, чтобы отверстие полого предмета было направлено вниз в лоток для смолы.
Следующие примеры (рис. 14.1–14.6) показывают различные ориентации одной и той же детали, что в большинстве случаев противоречит правилам. Для сферического кольца автоматическая угловая ориентация PreForm (рис. 14.1) была единственной, которая не удалась, но для квадратного кольца угловая автоматическая ориентация PreForm (рис. 14.5) дала наилучшие результаты по точности и чистоте поверхности. Квадратное кольцо с плоской вершиной, параллельной и близкой к строительной поверхности, работает предсказуемо и показывает, что поверхность вышла из строя (рис. 14.4), а артефакты этого отказа прилипли к поверхности детали. Квадратное кольцо с одинарной опорой, встроенное в файл (рис. 14.6), напечатано почти так же, как и предложение PreForm, и его будет легче очистить. Самое важное, чему следует научиться на этих примерах, – это важность экспериментов при обучении работе с принтером.

Ориентация детали может повлиять на количество необходимых опор. Используйте инструмент Slider в PreForm, чтобы убедиться, что все части модели поддерживаются. В этих первых примерах (рис. 15.1–15.3) кольцо было расположено под углом с низкой плотностью опор, и четыре зубца без опоры не отпечатались. Подставка изумрудной огранки расположена в интуитивно понятном вертикальном положении (рис. 15.4), и вы можете видеть, что внутренний угол очень тонкой формы сердца в галерее отсутствует (рис. 15.5 – 15.6). Для такой маленькой детали было бы непрактично добавлять опору в этот угол, поскольку очистка никогда не могла быть завершена чисто. Этого можно было избежать, используя инструмент Slider. Как только мы перевернем настройку огранки изумруда так, чтобы внутренние точки сердца поддерживались предыдущими слоями, они печатаются идеально (рис. 15.7).

Другая проблема с печатью в такой ориентации проявляется в том, что выступы центрального камня прикреплены к верхней панели оправы как в кольце, так и в оправе. Там, где зубец не прикреплен к лицевой панели, происходит очень небольшая усадка смолы в результате перехода от относительно тяжелой части к гораздо более тонкой (рис. 15.6).

Одно из решений проблемы усадки смолы, когда деталь резко переходит от тонкой к толстой, состоит в том, чтобы сориентировать деталь таким образом, чтобы длина тонкого выступа совпадала с верхней вставкой гнезда (рис. 15.9 – 15.10).

Краткое слово о литье

Мы уже рассмотрели некоторые проблемы с отливкой печатных деталей, но при отливке или отправке вашей распечатанной детали на отливку необходимо учитывать другие соображения.
Где вы хотите разместить литник или, что лучше, где вы его не хотите? Литниковый канал следует размещать в таком месте, которое обеспечивает наилучший поток металла в литейную форму. Где он не мешает компонентам конструкции и не затрудняет очистку отливки. Если вы не уверены, где разместить литник, спросите своего литейщика, где он предпочел бы его разместить, и обсудите с ним свои проблемы.
В какой металл вы отливаете? Золото и серебро отлить не проблема, но платину бывает трудно отлить, и еще сложнее при отливке из смол. При отливке из смолы в платину большинство литейщиков рекомендуют печатать на твердой смоле, а затем делать форму (см. Литье из вулканизированной резины с 3D-печатными мастер-моделями).
Даже самые лучшие литейщики иногда не могут успешно лить некоторые предметы. Если ваш дизайн чрезвычайно сложен, неплохо было бы отправить дополнительный отпечаток на случай, если первая заливка не удалась.

Смотрите также другие статьи про применение 3D технологий в ювелирном деле:

Литье ювелирных изделий через 3D-печатные модели из 100% выжигаемых смол

Литье с использованием вулканизированной резины с 3D-печатными мастер-моделями

3D печать воском: рентабельность 3D печати на примере Castable Wax

Вернуться на главную