Διαδικτυακό μάθημα 3D Lab

11. 3D εκτυπωτές – Περιορισμοί γεωμετρίας

Εδώ παρουσιάζονται συνοπτικοί γεωμετρικοί περιορισμοί που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τον καθορισμό του κατά πόσο ένα τρισδιάστατο μοντέλο είναι κατάλληλο για εκτύπωση 3D:

11.1 Ελάχιστο πάχος τοιχώματος

Συχνά οι αρχιτέκτονες και οι σχεδιαστές παιχνιδιών χρειάζεται να παράγουν στοιχεία σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο που έχει ένα απειροελάχιστο πάχος (μαλλιά, καπέλα, πανιά κλπ.). Λεπτές λειτουργίες είναι αδύνατον να εκτυπωθούν σε 3D, εκτός αν είναι μεγαλύτερες από το ελάχιστο μέγεθος εκτυπώσιμων χαρακτηριστικών για κάθε τεχνολογία.

Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει το συνιστώμενο ελάχιστο πάχος τοιχώματος για τις πιο κοινές τεχνολογίες εκτύπωσης 3D. Σημειώστε ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως το SLA / DLP, είναι δυνατή η εκτύπωση μικρότερων χαρακτηριστικών, αλλά αυτό πρέπει να αξιολογείται κατά περίπτωση, μετά από διαβούλευση με τον χειριστή του μηχανήματος.

ΜέθοδοςΣυνιστώμενο ελάχιστο πάχος τοίχου
FDM0.8 mm
SLA/DLP0.5 mm
SLS0.7 mm
Υγρή εκτόξευση υλικού1.0 mm
Binder Jetting2.0 mm
DMLS/SLM0.4 mm

 


11.2 Στεγανότητα

Κάθε τρισδιάστατο μοντέλο που προορίζεται για εκτύπωση 3D πρέπει να είναι πλήρως στεγανό: κάθε άκρο πρέπει να συνδέεται με ακριβώς 2 πολύγωνα ενώ το μοντέλο δεν πρέπει να περιλαμβάνει τρύπες.

Τα μοντέλα που δεν είναι στεγανά ενδέχεται να παρερμηνευθούν από το λογισμικό που δημιουργεί τις οδηγίες για τον τρισδιάστατο εκτυπωτή (slicer).Ένα μη διανεμημένο 3D μοντέλο μπορεί να προκαλέσει ασυνεπή στρώματα, τρύπες ή άλλα σφάλματα, καθιστώντας το αντικείμενο μη δυνάμενο να αποτυπωθεί.

Τα μη στεγανά θέματα συχνά δεν είναι ορατά στο στάδιο της μοντελοποίησης. Ο πιο απλός τρόπος για να ελέγξετε εάν ένα μοντέλο είναι εκτυπώσιμο είναι να χρησιμοποιήσετε ένα λογισμικό αναλυτή, όπως το Netfabb ή το Meshmixer .Αυτά τα προγράμματα ανιχνεύουν χαρακτηριστικά του μοντέλου που θα προκαλέσουν προβλήματα στο τρισδιάστατο στάδιο εκτύπωσης και προσφέρουν επιλογές επισκευής (χωρίς να επηρεάσουν τη συνολική γεωμετρία του μοντέλου).

 

11.3 Καμπύλες επιφάνειες

Τα περισσότερα λογισμικά μοντελοποίησης CAD, όπως τα Solidworks και Fusion360, χρησιμοποιούν μη ομοιόμορφες οριζόντιες καμπύλες βάσης (NURBS) για την εμφάνιση των επιφανειών ενός μοντέλου 3D. Κατά την εξαγωγή του μοντέλου σας σε μορφή αρχείου STL για 3D εκτύπωση είναι σημαντικό ότι ένας επαρκής αριθμός πολυγώνων χρησιμοποιούνται για να αναπαριστούν τις επιφάνειες του αντικειμένου. Αυτό θα διασφαλίσει ότι το τμήμα που εκτυπώνεται με τρισδιάστατη εκτύπωση έχει ομαλή εμφάνιση.

Εάν το τρισδιάστατο μοντέλο εξάγεται με πολύ λίγα πολύγωνα, οι άκρες που συνδέουν μεμονωμένα πολύγωνα θα είναι συχνά ορατές στο τελικό τρισδιάστατο τυπωμένο τμήμα. Αυτό το φαινόμενο είναι πιο εμφανές με μεγάλα μοντέλα (μεγαλύτερα από 300 mm3), όπου τα πολύγωνα γίνονται πιο ορατά σε καμπύλες επιφάνειες.

Αν το τρισδιάστατο μοντέλο εξάγεται με πάρα πολλά πολύγωνα, τότε το μέγεθος του αρχείου του θα είναι άσκοπα μεγάλο, καθιστώντας δύσκολο το χειρισμό του και δεν θα έχει καμία επίδραση στην τελική ποιότητα του τυπωμένου τμήματος, καθώς οι μικροσκοπικές λεπτομέρειες δεν μπορούν να εκτυπωθούν σε 3D.

Ευτυχώς, τα περισσότερα μοντέλα λογισμικού εξαγωγής τρισδιάστατων μοντέλων χρησιμοποιούν επαρκή αριθμό πολυγώνων στις προκαθορισμένες ρυθμίσεις, και έτσι παράγουν ομαλά τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη. Εάν απαιτείται μεγαλύτερος αριθμός πολυγώνων, οι ρυθμίσεις εξαγωγής μπορούν να προσαρμοστούν αναλόγως.

Για μια πιο εμπεριστατωμένη έκθεση σχετικά με την επιδιόρθωση αρχείων για εκτύπωση 3D, ανατρέξτε στα παρακάτω άρθρα:

https://i.materialise.com/blog/en/preparing-files-for-3d-printing/
https://www.3dhubs.com/knowledge-base/fixing-most-common-stl-file-errors


Άλλες πηγές:
[1] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/3d-printing-geometry-restrictions