Přeskočit obsah

Úvod do 3D tisku. Základní principy a jednobarevný tisk

Prezentace

Doporučená literatura

Cílem úlohy je představení základů technologie 3D tisku metodou Fused Filament Fabrication (FFF), která je rozšířená v rámci cenově dostupných stolních tiskáren. Metoda je založena na nanášení roztaveného materiálu po tenkých vrstvách. Tato úloha pracuje s jednomateriálovým tiskem, tudíž model lze vytisknout na každé FFF 3D tiskárně.

Co bude potřeba?

  • Objekt pro skenování – ideálně vybereme sochu, kterou jsme schopni nasnímat ze všech stran (tedy i ze shora)

  • Mobilní aplikace pro 3D skenování – zde si ukážeme postup v aplikaci Scaniverse. Případně lze použít také např. RealityScan.

  • Počítačový software – volně dostupný PrusaSlicer (úlohu lze zpracovat v jakémkoliv jiném sliceru)

1) Nasnímání objektu

Vyhlédnutý objekt skenujeme při denním světle a dbáme na to, abychom při skenování neohrožovali sebe či ostatní (například vstupem do silnice). V této ukázce pracujeme se sochou gryfa, která se nachází před zámkem Mokrosuky na Sušicku.

Pohled na sochu před skenováním

Vybraný objekt nasnímáme pomocí mobilní aplikace pro 3D skenování Scaniverse.

Pomocí tlačítka + vytvoříme nový sken. Vybereme možnost Mesh a Medium Object, jestliže jsme vybrali sochu zhruba o lidské velikosti. Poté spustíme samotné snímání.

Při snímání je důležité:

  • pohybovat se kolem objektu pomalu,

  • snímat objekt ze všech stran a z různých úhlů,

  • zajistit dostatečný překryv snímků.

Po dokončení snímání zvolíme typ zpracování Detail a poté proběhne automatické vytvoření 3D modelu objektu. Vytvořený model je vhodné oříznout (Edit – Crop), aby zůstal pouze samotný objekt bez širšího okolí.

Výsledný model poté exportujeme ve formátu .stl (Share – STL) a stáhneme si ho do počítače.

Postup skenování a editace v aplikaci Scaniverse

2) Import 3D modelu a základní úpravy ve sliceru

Testovací model gryfa

 Tip

Pokud využíváte testovací model gryfa, pak jej z webu Printables stáhněte ve formátu .STL. V tomto formátu je uložený samotný model. Celý projekt s nastavením v PrusaSliceru je dostupný jako soubor ve formátu .3mf.

Po úspěšném přesunu virtuálního 3D modelu na počítač se můžeme přesunout do PrusaSliceru. V této ukázce pracujeme s verzí 2.9.6. Slicer je software, ve kterém připravujeme modely pro 3D tisk a nastavujeme parametry tisku či použitý typ filamentu (materiálu).

3D model importujeme do sliceru přes Soubor - Importovat - Importovat STL/3MF/STEP/OBJ/AMF.

Import 3D modelu do PrusaSliceru

Při importu modelu může vyskočit hláška upozorňující na nevhodně zvolené jednotky modelu. Necháme je přepočítat. Pokud bychom však chtěli fyzický 3D model vytisknout v určitém specifickém měřítku (např. 1 : 100), musíme si ohlídat přepočtenou velikost modelu.

Přepočet jednotek při importu

Nyní máme model ve sliceru, ale bude jej potřeba drobně upravit před odesláním k 3D tisku.

PrusaSlicer má velmi rozsáhlé možnosti nastavení, nicméně v této úloze budeme používat pouze základní funkce softwaru. Ty jsou dostupné z nabídky v levé části obrazovky:

  • Přesunout - posouvání objektu po tiskové podložce

  • Měřítko - změna velikosti objektu

  • Otočit - otočení objektu v osách X, Y, Z

  • Umístit plochou na podložku - výběr plochy, která bude na tiskové podložce (místo ručního otáčení objektu)

  • Řezat - rozdělení modelu na části (lze využít, když je model moc velký, potřebujeme nějakou část smazat nebo chceme přidat konektory)

  • Malování podpěr - přidání podpěr pro podepření převisů v modelu

  • Multimateriálové malování - obarvení modelu při použití multimateriálového tisku

  • Měření - pravítko pro měření rozměrů částí modelu

 Tip

Pro editaci objektu jej musíme vždy vybrat levým tlačítkem myši.

Model si otočíme dle potřeby. Buď funkcí Otočit, ale vhodnější je Umístit plochou na podložku. Tato funkce totiž zajistí automaticky vhodný úhel natočení modelu. Při vybrání funkce se nám na modelu zobrazí dostupné plošky, na základě kterých můžeme model otočit. Vybereme plochu na spodní straně modelu.

Otočení modelu dle potřeby

Pokud je potřeba, můžeme model oříznout funkcí Řezat, čímž se lze zbavit přebytečných částí modelu, které jsme neoříznuli v předchozím zpracování. Pomocí myši posuneme nebo případně natočíme rovinu řezu. Úpravy provedeme tlačítkem Provést řez. Model se takto rozdělí na dvě části, přičemž tu nechtěnou můžeme označit levým tlačítkem a smazat. V případě potřeby lze přidat i konektory, které slouží pro spojení dvou rozříznutých částí. Tato funkce se hodí například u rozložitelných modelů. Nyní ji však nevyužijeme.

 Tip

Po potvrzení řezu můžeme být programem dotázáni na opravu otevřených hran nebo chyb. Ve většině případů je dobré nechat tyto problémy opravit, neboť předejdeme řadě problémům s výstiskem.

Oříznutí nadbytečné části modelu

Model můžeme zmenšit či zvětšit do různého měřítka. V základním nastavení má model použitý v této ukázce rozměry 33x17x45 mm. Velikost modelu můžeme buď změnit ručně funkcí Měřítko nebo přes panel Manipulace s objektem zadat požadované hodnoty.

Pro odhad velikosti můžeme využít čtvercové sítě na virtuální tiskové podložce v PrusaSliceru. Každý čtverec má délku strany 10 mm.

Změna velikosti modelu

3) Nastavení parametrů tisku

3D model máme nyní připravený, avšak musíme ještě nastavit několik parametrů tisku:

  • výběr správné tiskárny a nastavení tisku

  • použitý materiál (filament)

  • nastavení tiskových podpěr

Výběr správné tiskárny, nastavení tisku a výběr materiálu

V pravé horní části hlavní obrazovky můžeme vybrat základní profil tisku v sekci Nastavení tisku. Profily se liší zejména ve výšce vrstvy a v rychlosti tisku. Vybereme výšku 0,2 mm BALANCED, což je profil vhodný pro většinu výstisků. Pokud bychom chtěli zajistit větší detail, můžeme zvolit menší výšku vrstvy.

Níže se nachází sekce pro výběr tiskového materiálu - nastavíme filament dle reálného materiálu, který používáme. V tomto případě Buddy3D PLA.

Třetí položkou v celé sekci je Tiskárna, kde vybereme konkrétní tiskárnu včetně volby správného průměru trysky (0,4 mm).

 Tip

Pokročilé možnosti nastavení tisku se nacházejí v záložkách Nastavení tisku, Filamenty a Tiskárny v levé horní části programu.

Nastavení tisku

Nastavení tiskových podpěr

Pokud bychom nyní dali model tisknout, mohlo by se stát, že část modelu se vytiskne chybně, vzhledem k velkým převisům. Ve zkratce by to znamenalo, že tiskárna by se pokoušela tisknout "do vzduchu" bez jakéhokoliv nebo velmi malého podkladu. Problematická místa můžeme vizuálně objevit po slicování modelu (tlačítkem vpravo dole).

Pohled ze spodu vyslicovaného modelu na místa s převisem (modře), pod které by bylo vhodné doplnit podpěry.

Podpěry můžeme nastavit automatizovaně na základě detekovaných převisů, což je nejrychlejší způsob, který však umístí podpěry i na nepotřebná místa. Výsledkem je větší spotřeba materiálu a delší doba tisku. Druhou možností je ruční kreslení podpěr. Vybereme model levým tlačítkem myši a v levé části obrazovky zvolíme funkci Malování podpěr.

Nastavíme Zvýraznění převisu podle úhlu na hodnotu 30, čímž vyfiltrujeme místa, kde by mohla mít tiskárna reálně problém. Dále zapneme Chytré vybarvení a vykreslení Pouze na převisech. Levým tlačítkem myši pak vybíráme světle modrá místa, kde se dokreslí podpěry. Pokud jsme s malováním podpěr spokojení, můžeme vpravo dole Slicovat.

Manuální malování podpěr

V základním nastavení se v modelu vytvoří přiléhavé podpěry. Pro komplexní objekty jsou však vhodnější organické podpěry.

Změna typu podpěr

Níže je vidět porovnání různých nastavení podpěr. Model gryfa můžeme vytisknout buď s použitím organických podpěr v základním nastavení nebo s možností položení podpěr pouze na podložce.

Základní typy podpěr

Jestliže jsme s připraveným modelem spokojeni, můžeme jej poslat na tisk tlačítkem vpravo Exportovat G-code/Odeslat do služby Connect.

4) Úprava vytištěného modelu

Hotový fyzický 3D model je potřeba očistit od podpěr či stringů (tenkých vláken filamentu, které vznikají nejčastěji při použití nevysušeného filamentu). Na očištění modelu jsou vhodné malé kleště a zalamovací nůž, přičemž je nutné pracovat VELMI OPATRNĚ, abychom předešli pořezání prstů. Zároveň je nutné brát v potaz křehkost modelu. Při nešikovné manipulaci můžeme omylem ulomit místo podpěry také část modelu. Ulomené části jdou velmi dobře dolepit s použitím modelářského lepidla.

Výsledný fyzický 3D model gryfa před a po odstranění podpěr

 Užitečné odkazy