Jesteś konstruktorem, któremu szef powiedział, że chciałby wdrożyć druk 3D do firmy, a Ty nie wiesz od czego zacząć? Fascynują Cię nowinki technologiczne i chciałbyś po prostu spróbować z drukiem? A może po prostu potrzebujesz wykonać jakiś detal i ludzie od CNC rozkładają ręce albo wołają niebotyczne kwoty? Jeśli na którekolwiek z tych pytań odpowiedziałeś „Tak”, to ten tekst jest dla Ciebie.
Aby uzyskać gotowy element wykonany przy pomocy druku 3D, należy przejść przez kilka etapów:
Podpowiemy Wam jak podjąć odpowiednie decyzje i jak przejść przez cały proces samodzielnie, bądź korzystając z pomocy profesjonalistów.
Skąd wziąć model do wydruku 3D?
Zależnie od tego, co chcemy wydrukować, są różne metody pozyskiwania modeli 3D. W druku 3D najczęściej wykorzystywane są pliki w formacie .stl, .obj, .3mf, .step.
Gotowe projekty uzyskać z milionowych zbiorów bibliotek modeli takich jak np. Thingiverse czy GrabCAD. Istnieje też wiele portali z płatnymi modelami 3D – zazwyczaj zawierają one projekty bardziej specjalistyczne lub niezwykle szczegółowe. Do przeszukiwania wielu baz jednocześnie warto skorzystać z uniwersalnej wyszukiwarki – Yeggi.
Drugą metodą uzyskania modelu jest wykorzystanie skanera 3D. W takiej sytuacji, możemy odtworzyć istniejący model 3D i bezpośrednio przesłać do druku 3D, lub poddać modyfikacjom w programie do projektowania i dopiero wtedy wydrukować (np. skanujemy obudowę urządzenia które się przegrzewa i doprojektowujemy do niego kratkę oraz mocowanie wentylatora.
Jeśli nie mamy gotowego modelu ani elementu do zeskanowania, pozostaje nam wykonać lub zlecić projekt. Programów do projektowania 3D są dziesiątki, jeśli nie setki różnych, dlatego każdy znajdzie coś dla siebie. Od prostych softów do modelowania (np. Pixelogic Sculptris, czy Blender) po skomplikowane programy CAD (np. Autodesk Inventor, Solid Edge, NX, Catia…). I w tym przypadku często słyszymy kilka pytań odnośnie oprogramowania i samego procesu projektowania:
Czy z każdego programu do projektowania 3D mogę wygenerować model do druku 3D?
W obecnych czasach nie ma chyba programu 3D, który nie umożliwia eksportu do formatów .obj, czy .stl.
Oba z nich są wspierane przez praktycznie wszystkie drukarki 3D, a nawet jeśli nie możemy wyeksportować do takiego formatu, to każdy model 3D da się odpowiednio skonwertować (najczęściej z wykorzystaniem formatu pośredniego .step, który jest uniwersalnym formatem wspieranym przez wszystkie programy CAD).
Jeśli natomiast chodzi o wybór odpowiedniego softu na początek, to do modelowania powierzchniowego („rzeźbienia”) czy obróbki skanów 3D, najprostszym programem jest wspomniany Pixelogic Sculptris.
Natomiast w przypadku projektowania numerycznego, aktualnie jednym z lepszych (darmowych) programów na start jest Autodesk Fusion 360.
Na co zwrócić szczególną uwagę przy przygotowywaniu modelu?
Przygotowywanie modelu 3D jest sprzężone z wyborem technologii i należy to zadanie realizować iteracyjnie – zależnie od pożądanej geometrii, gabarytów, czy właściwości mechanicznych, należy dobrać odpowiednią technologię druku 3D, natomiast każda z technologii ma ograniczenia i w celu osiągnięcia najlepszych rezultatów, warto nasz model odpowiednio „utechnologicznić”.
Przykładowo: musimy mieć świadomość, że w przypadku FDM czy druku z żywicy, kolejne warstwy muszą mieć punkt podparcia w postaci poprzedniej warstwy. Nie można zacząć drukować „w przestrzeni”. Dlatego w takich przypadkach wykorzystywane są skosy, czy punkty podparcia („naturalne” wbudowane w model, lub technologiczne – struktury podporowe usuwane po wydruku).
W przypadku druku z żywic czy proszków, jeśli chcemy uzyskać element pusty w środku, musimy przewidzieć otwory w powierzchni, którymi będzie można wydostać nieutwardzony materiał.
W każdej technice druku 3D musimy też znać ograniczenia gabarytowe (maksymalne wymiary elementu) oraz dokładność (minimalny uzyskiwalny detal).
Jeśli już utechnologicznimy model, warto też rozważyć jego optymalizację.
Jakie są 3 najczęściej popełniane grzechy przy projektowaniu?
Grzech nr 1 – przy eksporcie dwukrotnie sprawdź skalę. Wiele programów pozwala na wybranie jednostek eksportu (mm/inch/cm/m itp.), natomiast niektóre gorsze softy eksportują wg. tylko sobie znanych przeliczników.
Jeśli nie chcesz dostać elementu 10-krotnie za dużego lub za małego, najlepiej upewnij się w jakiej skali eksportujesz. Przy pierwszych eksportach w danym programie kontrolnie możesz sprawdzić również gabaryty modelu np. w programie 3D Builder (pozwala on także zweryfikować czy plik nie jest uszkodzony, lub podzielić bryłę na kilka części).
Warto również przy zamawianiu wydruku podać przynajmniej 1 wymiar charakterystyczny, wtedy osoba realizująca wydruk równiez może zweryfikować, czy plik zaimportował się w odpowiedniej skali.
Grzech nr 2 – zapominanie o ograniczeniach technologicznych. „Papier przyjmie wszystko”, jednak w rzeczywistości nie zawsze jest tak kolorowo.
Ścianka 0,01mm może w programie CAD wygląda realnie, ale w rzeczywistości nawet jeśli uda się ją wydrukować, to prawdopodobnie połamie się natychmiast po dotknięciu. A to tylko jeden z przykładów.
Najlepiej skonsultować swój projekt z firmą zajmującą się wydrukiem i ustalić jakie parametry musi mieć detal by był technologicznie wykonalny i miał oczekiwaną wytrzymałość.
Grzech nr 3 – zapominanie o możliwościach technologicznych. Jeśli ktoś jest przyzwyczajony do projektowania pod wtrysk, skrawanie, czy vacuum forming, może przez te przyzwyczajenia iść w drugą skrajność i nadmiernie utrudniać sobie pracę. Nie musimy zachowywać stałej grubości detalu na całej powierzchni, czy stosować wyprowadzeń freza w narożach i tym podobnych obostrzeń. Warto skonsultować możliwości uproszczenia detalu, jeśli planujemy wykonywanie go wyłącznie metodą druku 3D (co innego w przypadku prototypów przed produkcją inną technologią).
Podsumowując
Przygotowanie modelu do druku 3D wcale nie musi być trudne, niezależnie od tego, czy korzystamy z gotowej bazy, czy projektujemy sami. Warto jednak, przynajmniej na początku swojej przygody z projektowaniem, do zrealizowania wydruku wybrać firmę, która odpowiednio doradzi, lub nawet pomoże nam z projektem.
Zupełnym zbiegiem okoliczności, właśnie tym się zajmujemy – jeśli chcesz zapytać, śmiało skontaktuj się z nami!
Zapowiedź
Wiemy już nieco o przygotowaniu samego modelu. Ale co dalej? Jaką wybrać technologię? Drukować samemu czy zlecać? Na co zwrócić uwagę przy zamawianiu wydruku? Co nas czeka po wydruku zanim element będzie gotowy? Na te pytania odpowiemy w kolejnej części artykułu.
