3D нарезки: REC Wiki » Коническая нарезка как более эффективный метод 3D-печати навесных структур

REC Wiki » Коническая нарезка как более эффективный метод 3D-печати навесных структур

Стандартные слайсеры и FDM 3D-принтеры нарезают 3D-модели по горизонтали, зачастую требуя обильного использования опорных структур. Можно ли обойтись без поддержек и снизить расход материала? Можно, если использовать метод конической нарезки.

В последние годы появились несколько методов неплоскостной нарезки, хотя ни один из них пока так и не получил широкого распространения. Один из наиболее простых и интересных — так называемая коническая нарезка. Такую схему реализовали ученые Цюрихского университета прикладных наук (ZHAW), собравшие четырехосевой 3D-принтер на основе Prusa i3. За счет установки хотэнда под углом 45 градусов на вращающей головке эта система способна печатать детали с большими выступами без построения опорных структур. Что самое интересное, этот же подход можно использовать на обычных, немодифицированных FDM 3D-принтерах с вертикальными хотэндами и получать очень похожие результаты.

Обычная и наклонная нарезка и укладка

Обычные 3D-принтеры умеют печатать наклонные поверхности, но только в определенной степени. При слишком больших углах наклона пластик будет экструдироваться не столько на уже сформированные слои, сколько в воздух, а значит будет сползать и провисать. Отсюда и необходимость с построении поддержек, после 3D-печати отделяемых от модели и превращающихся в мусор. При конической же нарезке слои немного наклоняются — так, чтобы при 3D-печати навесных элементов только края слоя выстраивались «по воздуху», да и то сохраняли контакт с соседними периметрами. Все это позволяет печатать детали гораздо более сложных форм без опорных структур.

Один из ключевых моментов при использовании этого метода на обычных FDM 3D-принтерах — длина сопла. Сопло должно быть достаточно длинным (то есть высоким), чтобы вся остальная конструкция головки не задевала уложенный материал, ведь теперь принтер печатает не строго горизонтальные, а наклонные слои. Здесь многое зависит от конструкции головки: в большинстве случаев вентиляторы и патрубки обдува оставляют очень небольшой просвет, серьезно ограничивающий наклон слоев. Чем длиннее сопло, тем выше просвет и возможные углы наклона слоев. Например, у 3D-принтера Prusa Mini система охлаждения расположена довольно высоко, что позволяет наклонять слои под углами свыше двадцати градусов. С другой стороны, при использовании популярных 3D-принтеров Ender-3 или их многочисленных имитаций самое простое решение — установка сопла c длинным кончиком. Заодно крайне желательно демонтировать с головки калибровочные датчики, так как они скорее всего будут мешаться.

3D-принтер Artillery Hornet c удлиненным соплом Airbrush

Проблема в том, что чем выше расположены системы охлаждения, тем хуже будет обдув. В отдельных случаях — в зависимости от материала — этот момент придется компенсировать снижением скорости укладки.

Главный же вопрос — в каком слайсере генерировать машинный код? К счастью, можно использовать практически любую программу, но придется немножко схитрить. Просто поставить галочку и перейти в режим конической нарезки не получится, так как такой опции пока нет ни в одном популярном слайсере, однако любой слайсер можно обмануть и заставить сгенерировать нужный G-код с помощью пары скриптов, написанных в Python. Первый скрипт деформирует 3D-модель в STL-файле в форму обратного конуса, перемещая точки полигональной сетки вверх на расстояние, зависящее от удаления точки от центральной оси. Получаемая 3D-модель нарезается в практически любом слайсере — Cura, PrusaSlicer, Simplify3D или каком-то другом. Затем второй скрипт преобразует машинный код обратно — так, чтобы 3D-принтер печатал неискаженную, исходную модель, но уже с наклонной укладкой вместо горизонтальной.

Необходимые скрипты разработаны упомянутыми выше швейцарскими исследователями из ZHAW, в затем доработаны автором Youtube-канала CNC Kitchen Штефаном Германном под обычные FDM 3D-принтеры и выложены в открытый доступ. Заодно Штефан поделился наглядным примером. В этом примере использована программа SuperSlicer — вариант PrusaSlicer с некоторыми дополнительными и весьма полезными функциями, например возможностью экспортировать G-код с пустыми слоями.

STL-файл загружается в слайсер с немного измененным профилем 3D-принтера, где исходная точка находится в центре столика. Модель размещается на столике так, чтобы глобальная ось Z совмещалась с осью будущего конуса, и сохраняется.

Затем в ход идет первый скрипт: в нем необходимо указать угол наклона, после чего скрипт трансформирует деталь в предеформированную, «коническую» модель.

После этого деталь, как обычно, нарезается в слайсере и сохраняется в виде G-кода.

На заключительном этапе название файла с машинным кодом вставляется во второй скрипт, и тот конвертирует код построения деформированной модели в код построения исходной детали. Весь процесс занимает буквально пару минут.

Необходимо понимать, что этот метод неидеален: он не только добавляет работы, хоть и немного, но в некоторых случаях может быть менее практичен, чем обычная 3D-печать по горизонтали. Обратите внимание, что на иллюстрациях выше продемонстрированы примеры с внешними выступами. Если же коническую нарезку применять к 3D-моделям с внутренними навесными структурами, потребуется еще больший объем опорных структур, чем после горизонтального слайсинга. Имейте это в виду и выбирайте наиболее подходящий метод по обстоятельствам.

Обзор слайсеров для 3D печати 2022!

В программе можно быстро отредактировать 3D-модель. Настройки можно удобно задавать хоть для каждого слоя, менять температуру, поток, скорость, обдув, изменять gcode и многое другое.

Этот слайсер поддерживает большинство доступных 3D-принтеров, более того, вы можете загрузить и импортировать более 100 профилей 3D-принтеров которых не найдете в программе по умолчанию. Если вашей модели нет в списке возможных для добавления профилей, то добавить профиль самостоятельно довольно просто.

Simplify3D быстрый, удобный и мощный инструмент для любых манипуляций с 3D моделью перед печатью.

Имеется масса настроек, с которыми вы можете возиться: Экструдеры, управление слоями, различные методы заполнения, а также настройки температуры и охлаждения. Можно редактировать даже необработанный G-код и скрипты.

Что хорошо?

Simplify 3D поможет вам получить то качество, которое вы всегда искали. И хотя эта программа предлагает огромное количество опций, вы не будете чувствовать себя перегруженным, используя ее. Кроме того, качество обучающей документации превосходно.

Что не так хорошо?

Единственный минус это цена программы. С другой стороны заплатить за неё придется только один раз, в то время как другие платные слайсеры, да и в целом все больше софта, используют модель подписки.

Подходит для всех, кто хочет иметь пространство для роста в своем слайсере. Хотя у вас должен быть некоторый опыт работы с 3D-принтерами. Новичкам лучше начать с Cura, а затем перейти к Simplify3D после изучения основных принципов.

• Где его можно приобрести? На веб-странице Simplify3D.
• Цена: $149 за лицензию на 2 компьютера.
• ОС: Windows, Mac
• Купить ► Simplify 3D

► PrusaSlicer

Представляем вам слайсер, который в последнее время пробивает себе путь на вершину чартов. Честно говоря, если вы вернетесь к этому списку через 12 месяцев, вы можете увидеть этот слайсер на вершине списка, перед Cura. Его популярность в сообществе быстро растёт.

PrusaSlicer берет свое начало в программе Slic3r, и до середины 2019 года он был известен как «Slic3r Prusa Edition». Обладая огромным количеством дополнительных функций и более чем достаточным количеством настроек, с которыми может поиграть любой желающий, этот слайсер подходит как для FDM, так и для SLA/DLP 3D-принтеров — один из немногих в своем роде.

Кроме того, он полностью с открытым исходным кодом, что позволяет продвинутым программистам создавать свои собственные модификации и адаптировать его с новыми функциями.

PrusaSlicer имеет три пользовательских режима и идеально подходит для всех: новички видят только самые базовые настройки, а опытные пользователи могут настроить свои модели до мелочей. Благодаря переработанному пользовательскому интерфейсу PrusaSlicer прост в навигации и предоставляет такие удобные дополнительные возможности, как возможность ремонта моделей через онлайн-сервисы Netfabb, пользовательские поддержки или страшно точное расчетное время печати (особенно на собственных принтерах Prusa).

PrusaSlicer также имеет огромное сообщество пользователей и получает постоянные обновления и поддержку от разработчиков из Prusa Research.

Что хорошо?

Многое можно настраивать и дорабатывать для совершенствования моделей. Например, этот слайсер показывает, сколько времени займет каждая деталь модели, вроде, заполнения и периметра. Так вы сможете понять, что именно нужно исправить, если вы пытаетесь быстро изготовить деталь.

Что не так хорошо?

Мы не можем найти ничего, на что можно было бы пожаловаться.

Подходит для владельцев устройств Prusa и всех, у кого есть принтер, включенный в постоянно расширяющийся список профилей слайсера, а также для продвинутых пользователей, которые хотят иметь возможность просматривать и изменять все возможные детали печати.

• Где его можно получить? На сайте компании Prusa.
• Цена: Бесплатно
• ОС: Windows, Mac, Linux
• Скачать бесплатно ► PrusaSlicer

► FlashPrint

Этот слайсер предназначен для работы с FDM принтерами от компании FlashForge и в принципе можно сказать что времена когда брендовые слайсеры сильно проигрывали популярным программам — прошли, не то чтобы полностью, но всё же.

Слайсер FlashPrint предоставляет вам весь базовый функционал, если вы новичок, и также дает возможность настраивать некоторые более продвинутые параметры.

Кроме функций нарезки, FlashPrint позволяет удаленно подключаться к принтерам через локальную сеть.

Смысла в выделении минусов и плюсов нет, это брендовый слайсер предназначенный для конкретных устройств. Использовать его с другими принтерами вы не будете.

• Скачать бесплатно ► FlashPrint

► ideaMaker

Программа ideaMaker, разработанная производителем 3D-принтеров Raise3D, представляет собой программу для нарезки, которая ориентирована на удобство и универсальность и предназначена для использования с FDM 3D-принтерами Raise3D, но как и PrusaSlcier, ideaMaker совместим с большинством FDM 3D-принтеров. Программа работает на встроенном компилированном многопоточном 64-битном механизме нарезки, который обеспечивает высокую скорость работы.

Имеется ряд функций, направленных на упрощение процесса нарезки, автоматическое создание поддержек (и ручное тоже), ремонт некачественных моделей и автоматическая раскладка для нескольких файлов в одном задании печати. ideaMaker также удобен для нарезки сложных моделей, поскольку он может автоматически разделять детали. Вы также можете просматривать поперечные сечения ваших 3D-моделей. Несмотря на множество настроек, ideaMaker невероятно прост в использовании: для подготовки 3D-печати требуется всего четыре щелчка мыши.

Еще одно преимущество ideaMaker, помимо того, что он бесплатный, заключается в том, что он также является платформой для управления 3D-принтером. Вы можете отслеживать несколько профилей печати и плавно переключаться между различными настройками печати.

В общем и целом еще один хороший брендовый слайсер, который к тому же можно использовать со сторонними 3D принтерами.

• Скачать бесплатно ► ideaMaker

► FormWare

Платный слайсер для фотополимерных 3D принтеров, но с возможностью пробной версии на 30 дней. Мощный инструмент даже во время пробного периода.

Интересно то, что пробный период FormWare предоставляет такой же широкий функционал как платная версия Lechee.

Одной из интересных фишек слайсера FormWare является функция многоэтажной печати. Если вам нужен максимально широкий и полный профессиональных функционал, то эта программа для вас.

Что хорошо?

Мощный инструментарий для профессиональной фотополимерной печати, пробный период на 30 дней с широким функционалом.

Что не так хорошо?

• Вам придется его купить если захотите пользоваться им после пробного периода. И для новичков он вряд ли подойдёт.
• Где его можно получить? На сайте Formware.
• Цена: Бесплатно на 30 дней, личная лицензия 155$, коммерческая лицензия 360$.
• Скачать бесплатно пробник ► FormWare 

► ChiTuBox

ChiTuBox был создан с учетом особенностей фотополимерных 3D принтеров. Неудивительно, ведь ChiTu собирает материнские платы для самых популярных бюджетных SLA 3D принтеров. Так что если вы покупаете доступное по цене фотополимерное устройство,, это программное обеспечение — то, что нужно.

ChiTuBox прост в использовании, обработка может быть завершена в один клик, а функция предварительного просмотра позволяет пользователям проверить печать слой за слоем, чтобы лучше понять, как объект будет создан на 3D-принтере. Процесс нарезки происходит быстро, он дает вам контроль над опорными конструкциями и работает надежно.

ChiTuBox — еще одна компания, которая решила пойти по пути freemium и выпустить платную версию наряду с базовой версией.

ChiTuBox Pro поставляется с расширенными возможностями, такими как многопараметрическая нарезка, профессиональные инструменты для ремонта и редактирования моделей, а также улучшенная автоматическая генерация поддержек. Хотя базовая версия содержит все необходимое для успешной работы, версия pro способна значительно улучшить ваш рабочий процесс.

Что хорошо?

ChiTuBox имеет удобный интерфейс, позволяет автоматически добавлять поддержки и может обрабатывать несколько файлов. В отличии от других программ, ChiTuBox постарался сделать каждый процесс максимально простым для понимания.

Что не так хорошо?

• Известно, что в некоторых случаях программа дает сбои.
• Подходит для всех. ChiTuBox имеет надежную систему, раздел поддержки и сообщество могут помочь решить большинство проблем, с которыми может столкнуться пользователь.
• Где я могу получить его? На домашней странице ChiTuBox.
• Цена: ChiTuBox Basic бесплатный. Про-версия обойдется вам в 169 долларов в год.
• ОС: Windows, macOS, Linux
• Скачать бесплатно ► ChiTuBox 

► Lychee Slicer

В целом, Lychee Slicer хорошо организован и является более простым инструментом, который можно быстро запустить в работу с помощью кнопки «Magic Mode». Magic Mode — это алгоритм оптимизации в один клик, который автоматически ориентирует, поддерживает и оптимизирует любой объект, открытый в программе.

У Lechee так же есть бесплатная и платная версия, по сравнению с ChiTuBox бесплатная версия Lechee предоставит вам больший функционал, но, увы, придется смотреть рекламу. Но если вы готовы к рекламе, то работать на бесплатной версии Lechee более чем удобно.

Что хорошо?

Даже в бесплатной версии Lechee есть куча настроек и удобные функции типа Magic Mode которые автоматизируют многие процессы нарезки и работают на отлично.

Что не так хорошо?

Придётся смотреть 20ти секундную рекламу платных тематических коллекций 3д моделей перед каждым слайсингом если будете использовать бесплатную версию программы.

• Где взять? На домашней странице Mango3d.
• Цена: Бесплатный, Про-версия обойдется вам в 65 долларов в год, а Премиум версия 110$ в год.
• ОС: Windows, macOS, Linux
• Скачать бесплатно ► Lychee Slicer

Видео обзор

А чтобы посмотреть обзор в видео формате и принять участие в розыгрыше — проследуйте к нашему видео обзору!

Итог

Это далеко не все доступные слайсеры, существует огромное количество программ для нарезки 3D моделей и среди всего этого многообразия вы наверняка найдете то, что вам подойдёт. Но начинать лучше с самых популярных.

Всем спасибо, материал подготовила команда специалистов компании LIDER-3D, будем рады вашим вопросам в комментариях.

Если вас заинтересовали слайсеры для 3D печати, вы можете получить детальную консультацию специалиста обратившись к нам в LIDER-3D.

Подписывайтесь на нас в социальных сетях: Telegram, ВКонтакте, Я.Дзен, RuTube, YouTube, TikTok, Мой Мир, Одноклассники чтобы первыми получать самые интересные материалы!

Мощное и простое в использовании программное обеспечение для 3D-печати

UltiMaker Cura, которому доверяют миллионы пользователей, является самым популярным в мире программным обеспечением для 3D-печати. Подготовьте отпечатки несколькими щелчками мыши, интегрируйтесь с программным обеспечением САПР для упрощения рабочего процесса или погрузитесь в пользовательские настройки для всестороннего контроля.

Функции нарезки

Сердцем UltiMaker Cura является мощный механизм нарезки с открытым исходным кодом, созданный на основе многолетней собственной разработки и участия пользователей.

• Профили Intent печатают определенные приложения одним нажатием кнопки

• Рекомендуемые профили, протестированные в течение тысяч часов, обеспечивают надежные результаты функции и опыт печати​

Интегрированный рабочий процесс

Если у вас есть 3D-принтер, программное обеспечение имеет значение. Получите максимум от своего принтера с помощью программного обеспечения, разработанного в соответствии с вашим рабочим процессом.

• Бесшовная интеграция со всеми продуктами UltiMaker

• Интеграция подключаемого модуля САПР с SolidWorks, Siemens NX, Autodesk Inventor и др.

• Совместимые типы файлов: STL, OBJ, OBJ, B3MP, X3D, JPG, PNG

Простота использования

Производство не должно быть сложным. Мы разрабатываем наше программное обеспечение таким образом, чтобы его мог использовать каждый — как опытный, так и начинающий пользователь 3D-принтеров.

• Подготовьте 3D-модель к печати за считанные минуты с рекомендуемыми настройками

• Просто выберите настройки скорости и качества, и вы можете начать печатать

• UltiMaker Cura — бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом Теперь мы выносим это на рынок профессиональной 3D-печати с помощью Ultimaker Marketplace.

  • Загрузите профили материалов от ведущих брендов для вашего приложения

  • Избегайте ручной настройки при использовании сторонних материалов

  • Загрузите полезные подключаемые модули для настройки процесса подготовки к печати, отмеченные звездами нашего сообщества. -сделано для бизнеса.

    • Utimaker Cura Enterprise можно развертывать, настраивать и управлять с помощью кроссплатформенного распределения систем

    • Ultimaker Cura Enterprise получает два обновления в год. Они тщательно протестированы нашим сообществом и обеспечивают наиболее стабильное настольное приложение. Мы поддерживаем обновления в течение 12 месяцев после выпуска (включая исправления безопасности и исправления ошибок)

    • Каждый выпуск Ultimaker Cura Enterprise независимо сканируется, тестируется и анализируется на наличие уязвимостей. Мы публикуем резюме этого отчета и обязуемся постоянно улучшать безопасность

    Резервное копирование и синхронизация ваших материалов и плагинов

    Сохранить проекты для цифровой библиотеки

    Access 3D Print прочный, надежный и простой в использовании.

    Они поставляют качественные детали снова и снова. Разработанные и протестированные для работы в режиме 24/7, они позволяют быстрее и проще достигать нужных результатов.

    Узнайте о наших 3D-принтерах

    Программное обеспечение, готовое к Индустрии 4.0

    Миллионы пользователей, говорящих на 14 языках, которым доверяют, UltiMakerCuras нарезает вашу модель и интегрируется с любым рабочим процессом с помощью плагинов Marketplace. Затем масштабируйте производство и цифровую дистрибуцию с помощью Ultimaker Digital Factory.

    Загрузить файл в формате PDF

    Небывалый выбор материалов

    UltiMaker предлагает самый широкий выбор материалов на рынке. Благодаря нашему Альянсу материалов вы можете выбрать идеальную нить для своего применения — от передовых полимеров до композитов из углеродного волокна.

    Узнайте о наших материалах

    Поддержка для вашего успеха

    Где бы вы ни находились, поддержка Ultimaker всегда рядом. Наша глобальная сеть сервисных партнеров предлагает профессиональную установку, обучение и техническое обслуживание на вашем языке и в вашем часовом поясе.

    Знаете ли вы? Пользователи Ultimaker Cura по всему миру готовят более 2 миллионов отпечатков в неделю.

    Впечатляет!

    Но если вы не отправляете свои отпечатки на 3D-принтер Ultimaker, то вы упускаете массу функций:

    Обновление до 3D-принтера Ultimaker

    Или прокрутите вниз, чтобы узнать, как интеграция программного и аппаратного обеспечения может улучшить ваши впечатления от 3D-печати и качество печати.

    Экономьте время благодаря предопределенным профилям печати

    Ultimaker Cura предоставляет доступ к более чем 400 параметрам с возможностью поиска с помощью кнопки «Пользовательские» настройки печати. Благодаря этому у вас есть почти неограниченный контроль над настройкой и улучшением качества печати на любом 3D-принтере.

    Ultimaker Cura дает вам высокий уровень контроля над вашими настройками, но настройка и тестирование требуют времени

    Конечно, изменение и тестирование даже некоторых из этих настроек требует времени. Для занятых инженеров и дизайнеров предварительно настроенные профили материалов становятся существенной функцией экономии времени в Ultimaker Cura.

    Профили параметров печати являются результатом усилий Ultimaker по упрощению и повышению надежности процесса 3D-печати. Чтобы дать вам представление, вот описание того, что требуется для создания нового профиля печати:

    1. До 100 настроек печати настроены для получения базового профиля, который хорошо подходит для таких распространенных задач, как нависание и адгезия рабочей пластины на 30 дней (на 8–12 принтерах Ultimaker) и оптимизированы для визуального качества и механических свойств

    2. Эти настройки затем расширяются для всех 3D-принтеров Ultimaker, с использованием всех принадлежностей Ultimaker и для всех размеров печатающих сердечников

    В общей сложности на разработку и тестирование профиля печати для совершенно нового материала уходит до шести месяцев. Ultimaker Cura поддерживает почти 250 профилей печати.

    Для владельцев 3D-принтеров Ultimaker: мы вкладываем все это время, чтобы вам не пришлось. Результат? Подготовка к 3D-печати, соответствующая вашим инновациям.

    И на этом работа не заканчивается. Все эти профили поддерживаются и обновляются по мере улучшения поведения Ultimaker Cura, обновления прошивки и добавления новых аппаратных функций.

    Это подводит нас к…

    Программное и аппаратное обеспечение, разработанное в тесном сотрудничестве

    Ultimaker Cura и аппаратное обеспечение Ultimaker разрабатываются под одной крышей. У них одинаковая дорожная карта.

    Но какая вам разница?

    Допустим, выпущен новый принтер Ultimaker с новой аппаратной функцией. Например, в 2018 году был выпущен Ultimaker S5 с новым датчиком потока накаливания.

    Чтобы этот датчик работал:

    • Команда разработчиков прошивки позаботилась о базовой реализации

    • Команда Ultimaker Cura скорректировала профиль 3D-принтера с учетом сигнала датчика потока с учетом отзывов была выпущена новая версия Ultimaker Cura, и пользователи могли наслаждаться более качественной и надежной 3D-печатью

    Но пользователи других 3D-принтеров не могут воспользоваться преимуществами всех этих разработок и испытаний. С любой новой версией Ultimaker Cura они получат улучшения качества жизни, но они лишь минимально повлияют на качество печати.

    Полноценное использование Ultimaker Marketplace

    Если у вас возник вопрос «Как я могу легко печатать с большим количеством материалов?» Наш ответ — Ultimaker Marketplace. Эта библиотека предварительно настроенных профилей печати лучше, чем открытая система филамента, и предназначена для 3D-принтеров Ultimaker.

    Здесь вы найдете постоянно растущий список мировых брендов, разработавших собственные профили печати. Благодаря этому их материалы работают с оборудованием Ultimaker так же легко и надежно, как нить Ultimaker.

    Ultimaker Marketplace позволяет загрузить библиотеку профилей печати для передовых полимеров. Они созданы мировыми брендами для использования с 3D-принтерами Ultimaker

    Дополнительные функции, преобразующие ваш рабочий процесс

    Вместе многие другие встроенные функции обеспечивают беспроблемную 3D-печать, увеличивая время безотказной работы и повышая рентабельность инвестиций.

    Например, владельцы Ultimaker 3, Ultimaker S3, Ultimaker S5 и Ultimaker S5 Pro Bundle получают следующие преимущества:

    • Распознавание катушки и ядра печати NFC сообщает Ultimaker Cura, какая нить и сердцевина печати загружены для повышения эффективности вашего рабочего процесса все с вашего рабочего стола

    • Удаленный мониторинг через учетную запись Ultimaker дает вам одинаковый контроль над вашим 3D-принтером из любой точки мира

    • Поддержка клиентов стала лучше. Если вы используете Ultimaker, вы автоматически получаете полную поддержку Ultimaker Cura — на вашем родном языке и в вашем часовом поясе

    • И многое другое…

    Вывод: максимально используйте свое время

    Ваше время стоит денег. Если вы хотите получить наилучшие результаты 3D-печати с помощью Ultimaker Cura с минимальными трудностями, то имеет смысл печатать свои детали и модели на 3D-принтере Ultimaker.

    В каждую машину встроены тысячи часов настройки, тестирования и оптимизации.