Требования к 3D моделям

В данной статье мы поговорим об основных и общих параметрах, которым должна соответствовать модель для получения качественной 3D печатной продукции. Обсудим общие ошибки, возникающие в процессе создания трехмерных моделей с точки зрения качественной полигональной сетки и как их быстро исправить. Вопросы качества с точки зрения точности изготавливаемых деталей описываются в другой статье: Фактический размер изделия после 3D-печати.


Процесс создания изделия с применением аддитивных технологий можно представить в виде последовательности действий.

Структура аддитивного технологического процесса производства изделий.

В соответствии с представленным алгоритмом на первом этапе создания изделия осуществляется разработка 3D-модели с использованием CAD-программы в соответствии с техническим заданием и требованиями стандартов. После этого необходимо экспортировать данные файла программы твердотельного моделирования в формат, воспринимаемый программой управляющей машины аддитивного производства (например, «STL»). Процесс моделирования в настоящее время можно производить не только как в твердотельном формате, так и сразу в STL. Перед следующим этапом проводится выявление возможных дефектов модели. Модель, предназначенная для 3D-печати, должна быть герметичной, монолитной и не содержать полых стенок, что обеспечивается с помощью специальных программ. Далее осуществляется преобразование информации из STL-файла в команды, следуя которым 3D-принтер производит изделие, это так называемый G-код.

Во время этой процедуры следует выбрать нужный масштаб детали, правильное положение в пространстве, а также точно позиционировать модель на рабочей поверхности. От этого зависит результат всего процесса, прочность, шероховатость поверхности детали и расход материала. После выполнения настроек происходит разделение модели на слои материала, «укладываемые» в тело детали за один рабочий цикл аддитивной машины. Этот процесс получил название нарезка (slicing – англ.). Нарезка производится с помощью программного обеспечения, поставляемого с машиной, или с помощью специальных средств (Simplify, Skein-forge, Slic3r, KISSlicer, MakerWare и др.). Полученный на предыдущей стадии G-код передается на 3D-принтер через флеш-память или через USB-кабель. В процессе подготовки и настройки аддитивной машины выполняются калибровка, предварительный нагрев рабочих органов, выбор модельного материала и задание зависящих от него параметров режимов работы оборудования. На устройствах профессионального уровня этот этап может быть совмещен с процедурами процесса нарезки. После того как выполнены все подготовительные операции, запускается процесс печати, то есть послойного объединения материалов. Его продолжительность зависит от типа технологии и выбранных параметров точности и качества изготовления детали.

Требования к моделям для 3D печати. Исправление некритических ошибок.
  • Перечень форматов файла по технологиям 3D.
  1. FDM (ABS, PLA пластики, FLEX, HIPS и т.п.): .STL .OBJ
  2. SLS (полиамид): .STL .OBJ
  3. SLA, DLP (фотополимер): .STL .OBJ
  4. SLM (металл): .STL+STP(STEP) .OBJ+STP(STEP)
  5. Многоцветный гипс: .OBJ+текстурная развертка .WRL+текстурная развертка
  • Полигональная сетка.
  1. Полигональная сетка должна быть единой и закрытой. Модель состоящая из нескольких полигональных сеток не допускается! Пересечение полигональных сеток не допускается! Дырки в сетке не допускаются!
  2. Несколько моделей в одном файле не допускается. Каждый объект требуется сохранять отдельным файлом.
  3. Количество полигонов не должно превышать 500 000.
  4. Толщина стенки не менее 0,9 мм.
  5. Инвертированные нормали не допускаются! Внешняя нормаль должна смотреть наружу. Особенно часто возникает данная проблема при зеркальном отображении модели в некоторых программах трехмерного моделирования.
  6. Размеры модели должны соответствовать размерам реального объекта.

В 95% случаев ошибки в файлах не являются критическими и их можно легко исправить в специализированных программах, которые легко можно найти в интернете. Даже если Вы уверены, что с моделью все в порядке, не мешает лишний раз проверить ее на правильность.

  • NETFABB — как решение большинства ошибок файла.

NETFABB (скачать для PC или скачать для Mac) — программа, позволяющая решить практически любой вопрос, связанный с 3D печатью. Давайте пройдем по основным функциям этого ПО, который в свое время выкупил  сам AutoDesk…

Зеленый цветом программа показывает внешнюю часть полигона, красным цветом внутреннюю его нормаль. В идеале модель должна быть вся зеленая. Если Вы наблюдаете красные  пятна, то это полигоны, которые вывернуты наружу. Если красным цветом выделена вся модель, значит вся полигональная сетка вывернута наружу.

Даже если модель зеленая, но в Вашем файле есть ошибки, программа выдаст большой восклицательный знак в нижнем правом углу экрана, а также не сможет посчитать объем Вашей модели.

Для лечения модели необходимо нажать на красный крестик на панели инструментов в верхней части экрана. Программа переведет Вас в режим лечения, а желтым цветом укажет на разрывы полигональной сетки, если такие имеются.

В данной программе есть функции удаления или добавления полигонов, изменения размеров или пропорций. (Оставлю данные функции на самостоятельное изучение). Рекомендую изучить всю панель инструментов, чтобы легко понимать, как, где и какие полигоны мы можем выделять и что мы можем менять.

Для инвертирования нормалей необходимо выбрать полигоны, которые смотрят «не туда» и нажать на кнопку «инвертирование нормалей». Далее нажать на кнопку «Apply Repair».

Если Ваша модель изначально была вся зеленого цвета или инвертирование нормалей не убрало восклицательный знак, а объем до сих пор не посчитан, необходимо применить автоматическое лечение. Для этого опять перейдем в режим лечения, нажав на красный плюс. В режиме лечения выбираем «Автоматическое лечение», затем выбираем «Default Repair» и жмем «Exstrude».

Теперь программа сделала все возможное, чтобы автоматически починить модель. Нажимаем «Apply Repair».

Как правило, данные действия должны были починить Вашу модель. Если после проделанных операций Вам горит восклицательный знак и объема все равно нет, то Вы попали в число тех 5%, когда модель имеет ошибки критического характера и ошибки заложены еще на стадии моделирования.

Да поможет Вам видеокарта в изучении программ трехмерного моделирования. =)

Отмечено

Добавить комментарий