Серия «3Д печать, и всё о ней.»

Компания McLaren, совместно с компанией Divergent, создали новую систему подвески для суперкара W1 методом 3д печати.

Компания Divergent, уже работала с Bugatti, Aston Martin и Mercedes-AMG. В этот раз они сосредоточились на системе передней подвески автомобиля, разработав передний верхний поперечный рычаг, нижний поперечный рычаг аэродинамической формы и компоненты передней стойки. Эти детали были напечатаны на 3D-принтере из титана, что обеспечивает как прочность, так и оптимизацию веса.

Новая система подвески, которая повторяет установку толкателя, применяемую в автомобилях Формулы-1, с внутренними амортизаторами. Такая конструкция снижает неподрессоренную массу и улучшает динамику управления, обеспечивая лучшую отзывчивость и управляемость. Такой метод производства позволил разработать сложную геометрию, которую трудно достичь традиционными методами.

Новости из мира аддитивных технологий, и авторские модели у меня в телеге

Что-то среднее между FDM и SLA.

В качестве материала используется суспензия из смолы и керамики. Она облучается лазером, а частицы в составе преобразуют свет в УФ.

Сам УФ не способен проникнуть вглубь материала, поэтому облучение происходит в другом диапазоне.

Мой ТГ про печать

А это и не важно! Если ты занимаешься проектированием деталей – она тебе не нужна. Нет, ну не то чтобы совсем не нужна, но, в целом, можно пренебречь. Почему?

На картинке в начале поста, вы можете видеть 3 состояния одного объекта.

Первый – куб из CADа (Fusion 360). В том виде как я его нарисовал.

Второй – из Blenderа. В виде набора полигонов.

Третий – экспорт из Фьюжена в STL формат. Открыл его в Блендере.

В процессе экспорта произошла триангуляция. Триангуляция – процесс разбиения полигонов на треугольники.

КАДы работают с твердотельными объектами, а программы вроде Blender, 3D Max, Cinema 4D – работают с мешами. Mesh – та самая сетка. А ещё КАДы оперируют математическими формулами, и им пофигу на сетку, им важны размеры.

Сетка состоит из полигонов. Полигоны состоят из вершин(vertex), и соединяющих их граней(edge).

Обычно полигоны состоят из четырёхугольников. В некоторых случаях – из треугольников. Есть ещё многоугольники(n-gon). Четырёхугольники любят, это наши бро. Треугольники используются в игровых движках, слайсерах (мы же тут про 3д печать, да?), ну и где-то ещё. Это тоже бро. А энгоны – не бро! Они приводят к артефактам, нарушениям топологии, сбоям в работе модификаторов, и проблемам при текстурировании.

Важное замечание: иногда невозможно избежать многоугольников в сетке, а иногда они ни на что не влияют. Но всё же их лучше избегать.

Так вот! К чему это я? Когда мы перегоняем модель из формата в формат, программа сама решает, как переводить твердотельную модель в полигональную. И вам может не понравиться решение, которое она приняла.  

Например, тут наложены фаски. Слева – во Фьюжене. А справа – в Блендере.

Топология ещё сносная. Теперь накладываем модификатор Subdivision.

Первый вариант – то, что вышло из Фьюжена. Второй из Блендера. А третий вариант – то, что мы хотели получить. Так вот чтобы это получить – нам необходимо добавить грани поддержки. Только тогда наш куб сгладится как положено. Но в триангулированной версии куба, мы уже не можем этого сделать. Вся топология сетки порушена. Теперь ни один модификатор не ляжет так как вы ожидаете. Результат непредсказуем. Делать UV развёртку, на такой модели, и накладывать текстуры – тоже, то ещё развлечение. Я уж молчу про анимацию с деформациями.

Так он выглядит с поддержками, до применения модификатора.

Что мы имеем? Вы можете забить на любую топологию сетки. Ровно до тех пор, пока не решите сделать что-то с моделью. Текстуры, анимация, деформация. Всё это недоступно, если вы не следили за сеткой изначально.

Разумеется, есть решение: ретопология! Это когда вы ручками, или при помощи сторонних программ, пересобираете сетку. Т.е создаёте модель заново, поверх старой.

Или просто поправляете существующую. Иногда это может занять ооочень много времени.

Автоматизированный способ – часто не удовлетворяет всем требованиям. Но решать Вам.

Неправильная топология – одна из причин, почему вы не можете взять модель для печати, и анимировать её. С ней придётся долго работать. И часто бывает так, что проще отрисовать новую, чем проводить ретопологию старой.

Хотите ещё крипоты?

Угадайте что тут изображено!

Ладно. Хватит на сегодня. Пишите в комментариях темы, на которые нужны посты, постараюсь разобрать.

Всем бобра!

Приветствую. В прошлый раз мы создали ручку. Но её не существует. Это лишь иллюзия. Трёхмерная модель. Сейчас я покажу как сделать её реальной. Осязаемой.

Во-первых:

Вы должны извлечь модель из Фьюжена, чтобы программы - слайсеры могли работать с ней.

Для этого используется несколько форматов, но мы рассмотрим самый популярный.

STL — 90% моделей для печати именно в этом формате. (по данным моего экспертного мнения)

Как видите, ничего сложного.

Во-вторых:

Вам необходимо нарезать деталь на слои. Чем резать? Да много чего есть. Мы можем сидеть и ковыряться в них бесконечно. У большинства из них будут неоспоримые преимущества. Но сегодня мы используем Cura. Она простая, понятная, и бесплатная.

В комментариях опытные мэйкеры(тьфу, ненавижу неологизмы), я надеюсь расскажут преимущества той или иной программы.

2 минуты видео, а дальше я объясню что там происходит.

Начинается всё с добавления принтера. Если у Вас не какая-то экзотика, то в предустановках слайсера вы найдёте свою модель.

Здесь нужно проверить совпадают ли параметры с вашим устройством, проверить диаметр прутка, и можно двигаться дальше.

Мы попадаем в основное рабочее окно. Слева инструменты перемещения, масштабирования, поворота и т.д.

Справа настройки печати. Пробежимся по ним. Только основное.

Quality (качество) - настройки толщины и ширины. Первая же настройка - Layer Height(высота слоя). Чаще всего вы будете использовать 3 варианта, 0.1 , 0.2, и 0.3мм. Чем тоньше слой, тем выше детализация. Выбираем средний вариант, идём дальше.

Walls (стенки) - задаётся толщиной, или количеством линий. Влияет на прочность детали, и косвенно на качество.

Top/bottom (низ-верх, крышка-дно) - прочность, внешний вид. Настройки как и у стенок(толщина/слои)

Infill (заполнение) - процент заполнения детали, и её тип. Влияет на прочность, и расход пластика.

Material (материал) - самый важный раздел. Здесь вы должны задать параметры пластика. Температуру плавления, и температуру стола. Обычно производители указывают их на коробке. Но по ряду причин, Вам придётся их подбирать под свой принтер, и отходить от рекомендаций. Требует экспериментов. Я использую ABS пластик Filament Forge, его производит наш комрад @haposalo. Большое ему спасибо.

Speed (скорость) - тот самый параметр который определяет скорость печати. Так многие считают. На самом деле это лишь малая часть параметров, от которых зависит продолжительность печати детали. Также влияет на качество.

Cooling (охлаждение, обдув) - Собственно, обдув. очень тонкий параметр, но в большинстве случаев включён. Кроме, как раз, АБС пластика. Ему он может навредить.

Support (поддержки) - без них невозможно напечатать нависающие поверхности. Мы проектировали ручку с нависаниями 45 градусов. В там случае они не нужны.

Для первой печати простой модели этих параметров достаточно. В тонкости можно вникать бесконечно.

Жмём Slice, и деталь нарезается. На вкладке Preview можно посмотреть как будут выглядеть слои. Нажимаем сохранить, и получаем gcode файл. Непосредственно он и пойдёт в станок, выполнять работу.

Вот такую штуковину мы привнесли в мир. Но самое приятное, что она стоит чуть больше чем ничего, и при этом вы можете клонировать её бесконечно, и в любых цветах. А благодаря предыдущему этапу, вы легко можете внести любые изменения. Менять размеры, пропорции. Увеличивать прочность. Менять диаметр отверстий. Что угодно, под ваши нужны.

Теперь она существует.

Ладно, ладно. Просто часто вижу людей которые хотят заняться 3Д печатью/купить принтер/научится моделить, но совершенно не понимают с какой стороны подойти, с чего начать, как сделать первый шаг. Сейчас разберём базовые принципы, и софт, который необходим.


Вам нужен компьютер с мышкой и монитором. Одна рука. Но с двумя — сильно удобнее, рекомендую две. И аттестат о среднем образовании. Интернет у Вас уже есть, поздравляю.
Этого набора достаточно для первых шагов. Но без принтера напечатать что-либо будет сложно. Кроме того крайне рекомендую знание языка потенциальных союзников. Гугл переводчик в помощь.

Шутки в сторону. Пора принимать решение.

Отлично! Добро пожаловать на борт Навуходоносора. Знакомьтесь, это наша команда:

Fusion 360 — КАД система (CAD-computer aided design). Она же «Система автоматизированного проектирования». Программа: в которой мы будем делать параметрическое моделирование. Геометрия, размеры, чертежи, вот это всё. Это не сложно, вот увидишь.

Blender — профессиональное свободное и открытое программное обеспечение для создания трёхмерной компьютерной графики, включающее в себя средства моделирования, скульптинга, анимации, симуляции, рендеринга, постобработки и монтажа видео со звуком, компоновки с помощью «узлов», а также создания 2D-анимаций. Тут мы тоже будем заниматься моделирование. Но работать будем не с размерами чертежами, а с сеткой/полигонами/гранями/вертексами.

Cura — слайсер 3D-моделей с открытым исходным кодом для 3D-принтеров. Здесь мы готовим модель для печати.

Собственно это всё, что нужно будет изучить. Но нет никакой необходимости делать это одновременно. Сначала я расскажу как во Fusion делать простые модельки, и в Cura «резать» их для печати. Первые результаты можно будет получить уже через 10 минут работы.

Если вы всё ещё здесь, значит тема интересна.

Чтобы вы понимали насколько это просто:

Создание кубика:

Экспорт в нужный формат:

Подготовка его к печати:

Сложно? Фигня. Разберёмся. Я вам всё расскажу.