Как вам уже наверняка известно, 3D-печать — это процесс послойного изготовления твёрдых трёхмерных объектов на основе ранее созданных цифровых моделей.
Методов трёхмерной печати сегодня существует довольно много, но суть у всех примерно одинакова: 3D-принтер, заправленный тем или иным расходным материалом, с помощью специального сопла (экструдера) наносит его слой за слоем на специальную площадку до тех пор, пока не будет сформирована требуемая деталь.
Перед нанесением материал расплавляется, поэтому все слои надёжно спаиваются между собой. Это если говорить о процессе 3Д-печати в двух словах. Однако сегодня мы решили раскрыть эту тему несколько подробней, изучив этапы данного процесса с начала и до конца. Сделано это будет на примере наиболее распространённой и популярной технологии трёхмерной печати FDM (Fused Deposition Modeling), подразумевающей изготовление 3Д-объектов из специальной полимерной нити.
Этап №1: Создаём цифровую трёхмерную модель
Начинается увлекательный процесс трёхмерной печати с создания виртуального компьютерного образа будущего предмета — для этого требуется собственно сам компьютер, а также 3D-редактор или CAD-программа.
Наиболее популярными традиционно считаются «3D Studio Max», «SolidWorks», «AutoCAD» и другие, впрочем, здесь уж каждый выбирает себе утилиту по своему вкусу. Не особо сложную трёхмерную модель в силах самостоятельно создать любой «продвинутый» пользователь, обладающий элементарными навыками общения с компьютером и типичными прикладными программами. Процесс создания цифровой виртуальной модели занимает от нескольких часов до нескольких дней — здесь, конечно же, всё зависит от сложности проекта и умений пользователя.
Этап №2: Экспортируем 3D-модель в формат STL
Когда этап компьютерного 3Д-моделирования будет завершён, необходимо конвертировать полученный файл в специальный формат STL, поддерживаемый большинством современных трёхмерных принтеров. Чтобы это сделать, достаточно в меню программы выбрать пункт вроде «Сохранить как» или же что-то по типу «Import/Export» — это зависит от используемой вами программы.
Следует помнить, что перед экспортом цифрового файла необходимо задать степень детализации (разрешение) модели или же степень её разделения на треугольники. В случае выбора значения «Точно» разделение будет плотным, а конечный файл получится довольно «тяжёлым», так что его последующая обработка специальным программным обеспечением займёт больше времени. В то же время и качество готового 3Д-объекта будет максимально высоким. При выборе же значения «Грубо» разбитие будет не таким плотным, файл займёт гораздо меньше места и будет быстрее обработан ПО. Но и качество изделия соответственно снизится.
Этап №3: Генерируем G-код
Полученный вследствие предыдущих манипуляций STL-файл с будущим 3Д-объектом необходимо обработать специальной программой, которая называется слайсер — она переведёт его в понятный для принтера G-код.
Если файл не пройдёт такую обработку, принтер его попросту не распознает. К наиболее популярным программам-слайсерам можно отнести Slic3r, Kisslacer, Skineforge и другие — это, опять же, дело вкуса.
Этап №4: Готовим 3D-принтер к печати
Этап подготовки трёхмерного принтера, работающего на базе технологии FDM, к печати заключается в поклейке на рабочую платформу специальной самоклеющейся плёнки, и в загрузке в соответствующий отсек катушки с расходными материалами.
Кстати, FDM-нити являются самыми доступными расходниками для трёхмерных принтеров, что является ещё одним немаловажным преимуществом данной технологии. Именно поэтому её выбирают экономные пользователи, не желающие разориться на печати. Точно так же, как владельцы лазерных принтеров экономят, используя каждый расходник по нескольку раз, заправляя его подходящим тонером. К примеру, заправка картриджа HP CF410A стоит всего 2800 рублей.
Этап №5: Печатаем 3D-объект
Наиболее важными элементами любого трёхмерного принтера являются печатающая головка (экструдер) и рабочая платформа. На поверхности последней, собственно говоря, и осуществляется создание запланированного объекта. В процессе печати платформа перемещается по оси Z вверх и вниз, а печатающая головка при этом выдавливает на неё расплавленную полимерную нить — таким образом слой за слоем создаётся готовый предмет. Сама же печатающая головка также подвижная, только перемещается она по вертикали и горизонтали, то есть, по осям X и Y.
В принципе, сам процесс трёхмерной печати по своей сути довольно прост: когда печатающая головка выдаёт очередной слой расплавленного пластика в рабочую зону, платформа перемещается вниз на толщину слоя, после чего начинается формирование последующего, накладываемого поверх предыдущего.
Так происходит в течение всего печатного цикла, пока на платформе не образуется конечный объект.
Этап №6: Послепечатная обработка объекта
Когда печать завершится, изготовленный объект, как правило, будет выглядеть не совсем презентабельно — на его поверхности вы обнаружите различные выступы и остатки пластика, которые необходимо будет аккуратненько ликвидировать. И только после этого объект будет готов к использованию по своему прямому назначению. Вот, собственно, и всё — удачи вам, и творческих успехов в ваших 3D-начинаниях!
