3D модели для 3D печати
Как ни крути, 3D моделирование остаётся гораздо более развитой и распространенной областью трехмерных технологий, чем методика 3D печати. Экспертов в сфере 3D моделирования вполне достаточно, однако в большинстве случаев их основной специализацией является построение 3D моделей для целей, отличных от практического воссоздания последних. А ведь для производства с помощью 3D принтера качественного изделия наличие “правильной” 3D модели является неоспоримым предписанием. Потому правила построения 3D модели для 3D печати нельзя игнорировать.
Мы, как компания, специализирующаяся на предоставлении услуг 3D печати, часто сталкиваемся с проблемой неверного построения трёхмерных моделей, что сказывается как на сроках производства необходимых образцов, так и на финансовую часть вопроса. По сути, когда клиент присылает некачественную 3D модель, нуждающуюся в корректировке, либо полном перепроектировании, ему приходится платить дважды (в случае, если эту модель он не готовил самостоятельно). Кроме того, время на выполнение заказа значительно увеличится. Совершенно очевидно, что такое положение дел не является приемлемым.
Отсутствие полигонов в 3D модели
Вероятно, к основной причине возникновения ситуаций с неправильным построением 3D моделей следует отнести неосведомлённость специалистов в этой сфере о требованиях к моделям конкретно для 3D печати. Итак, давайте разберемся, на какие моменты следует обратить внимание при 3D моделировании. Спешим заметить, что все, описанное ниже, касается только STL-файлов.
Отсутствие ребра в 3D модели
Требования к 3D модели для 3D печати
Чтобы 3D принтер выдал качественное изделие, в 3D модели для 3D печати должно быть выполнено несколько простых условий, соблюдать которые не составит большого труда. Первое, и самое главное, правило, – модель должна иметь замкнутую геометрию. Что это значит? Все 3D модели состоят из поверхностей, образующих замкнутый объём. В случае отсутствия одной поверхности (грани), модель не будет обладать физическим объемом, что делает её непригодной для 3D печати.
Также, принципиально чтобы плоскости, составляющие модель, не пересекались между собой и соединялись только боковыми гранями. Нам часто попадаются модели, в которых треугольники буквально “лежат” друг на друге. Как вы понимаете, это будет влиять на процесс 3D печати и отразится на качестве готового изделия в худшую сторону.
3D модель с разорванными гранями и инвертированными полигонами
Небольшое теоретическое отступление: в STL-файле 3D модель состоит из треугольных полигонов, описывающих её поверхность. Каждый треугольник (Triangle) имеет вектор нормали – параметр, определяющий внутреннюю и наружную сторону полигона. Огромное значение имеет правильное расставление векторов нормали: они должны быть направлены строго внутрь объёма модели. В противном случае 3D принтер может неправильно воспринять данные о поверхности изделия и начать печатать вне объёма модели. Как результат, существует вероятность того, что каретка устройства будет врезаться в направляющие оси, что чревато серьёзными последствиями – повреждением как механических, так и электрических составляющих принтера.
Инвертированные полигоны в 3D модели
В программах по 3D моделированию бывает сложно оценить все особенности построенного образца и пригодность 3D модели для 3D печати. Для таких целей существует ряд программного обеспечения, не только демонстрирующего, но и исправляющего погрешности 3D моделей. Для примера можно привести продукт известной компании Autodesk под названием NetFabb. После загрузки файла в программу она автоматически покажет неточные участки путём отображения их в красном цвете. В случае высокополигональных моделей с малым размером треугольников, деформации могут не быть представлены таким образом. Вместо этого NetFabb выдаст предупреждение в виде восклицательного знака, означающее, что 3D модель нуждается в исправлении.
Некачественная 3D модель
Чаще всего программа может произвести корректировку ошибок самостоятельно в автоматическом режиме, но при наличии слишком больших погрешностей сложной формы такой метод окажется неэффективным. Также программным обеспечением предусмотрена возможность ручного исправления отдельных треугольников.
Конвертация 3D модели для 3D печати
Очень важно добиться при конвертации в STL-файл оптимального количества полигонов. Так, при низкой полигональности, 3D модель будет более угловатой, при высокой – углы будут сглажены. Но не стоит забывать, что количество полигонов напрямую влияет на “вес” файла. Для нормальной работы программы-слайсера (ПО для перевода 3D модели в управляющий код для 3D принтера) желательно, чтобы размер STL-файла не превышал 70 мегабайт. В противном случае в работе слайсера могут возникнуть неполадки. Оптимальный размер файла составляет 5-6 мегабайт. Снова-таки, существует масса программ, по типу Solidworks, качественно регулирующих количество полигонов в 3D моделях.
3D модель со слишком большим количеством полигонов
Идеально, если вы самостоятельно проверите готовый STL-файл также и в слайсере, так вероятность возникновения неприятных сюрпризов при печати значительно снизится. Стоит отметить также тот факт, что конструкторские программы по 3D моделированию (SolidWorks, Компас, Inventor, CATIA) редко допускают приведённые выше ошибки. В основном виновниками возникновения таких ситуаций являются неполадки с аппаратным обеспечением.
3D модели разной степени полигонизации
Что ж, наша статья подходит к концу, надеемся, она оказалась полезной для вас. Мы постарались рассказать, как правильно строить 3D модели для 3D печати, чтобы она была удачной.
Напоследок хотим напомнить, что помимо 3D печати мы предоставляем также услуги 3D моделирования, заказать которое вы можете отправив письмо на нашу электронную почту, либо по одному из телефонов из раздела “Наши контакты”. Обращайтесь, мы с радостью поможем вам с реализацией проектов любой сложности.
