Статьи

Кондитерские 3D-принтеры ChefJet – конец эпохи сахарных кубиков

Профессиональные кондитеры и сладкоежки вскоре получат в свое распоряжение два замечательных новых устройства, предлагаемых компанией 3D Systems – принтеры ChefJet и ChefJet Pro. Собственно, оригинальная установка была независимо разработана архитекторами Кайлом и Лиз фон Хассельн. Сладкая парочка встретилась еще в школе, а затем поступила в экспериментальный архитектурный институт SCI-Arc, в чью образовательную программу входит изучение возможностей архитектурного применения высокотехнологичных методов производства, включая аддитивное. Именно там молодожены загорелись идеей постройки 3D-принтера для печати сахаром, дабы готовить торты для друзей на дни рождения. В 2013 году молодая семья основала собственную компанию The Sugar Lab и вскоре привлекла внимание промышленного гиганта 3D Systems, выкупившего и усовершенствовавшего новаторский дизайн кондитерского 3D-принтера.

Кондитерский 3D-принтер ChefJet

Процесс изготовления основан на технологии трехмерной струйной печати, широко распространенной в мире 3D-принтеров: гранулированная сладкая смесь наносится тонким слоем, а затем выборочно «склеивается» водой, подаваемой через сопло рабочей головки. Головка движется в двух измерениях, повторяя контуры слоя цифровой модели. Затем наносится новый слой материала, и процесс повторяется для построения следующего слоя модели. Пищевые добавки и красители позволяют добиваться различных вкусовых оттенков и цветов.

Сахарные кубики – вчерашний день

В базовой версии ChefJet позволяет печатать одноцветные конфеты и глазурь со вкусом шоколада, ванили, мяты, яблока или вишни. Габариты 3D-принтера великоваты для бытового устройства, но достаточно компактны для настольной установки. С другой стороны, размер рабочей зоны внушает уважение, достигая 205х205х150мм. Этого вполне достаточно для украшения небольшого торта.

ChefJet Pro позволяет добиться большого разнообразия цветов и вкусов

Профессиональная модель ChefJet Pro развивает идею далее, позволяя печатать разноцветные модели, а также смешивать или наслаивать вкусовые оттенки. Рабочий объем был увеличен до 255х355х205мм, хотя несколько возросли и габариты самого устройства.

Что интересно, разработчики не стали останавливаться на сахарной пудре, как наиболее простом и удобном выборе материала. 3D-принтеры ChefJet уже способны печатать карамелью и даже шоколадной крошкой.

Букет роз и шоколадные конфеты для любимой – это банально. А как насчет шоколадного букета?

Подобная гибкость возможна благодаря осознанному выбору метода 3D-печати. Попытки печати шоколадом принимались и ранее, однако в предыдущих случаях разработчики пытались адаптировать распространенную технологию послойного наплавления, известную как FDM или FFF. Как правило, проблемы с экструзией густого расплавленного шоколада неизменно приводят к максимальному упрощению дизайна – вплоть до использования шприцов в качестве экструдеров и картриджей, что требует частой замены «печатающих головок» для наполнения расходным материалом. Несмотря на то, что такие проекты, как Choc Creator добились значительных успехов и даже рассчитывают на успешную коммерциализацию, адаптация струйной печати кажется как минимум не менее достойным выбором при работе с кондитерскими материалами.

Как и следовало ожидать, применение технологии аддитивного производства позволяет создавать кондитерские изделия исключительно высокой геометрической сложности, недоступной при применении традиционных методов. Возможно даже создание съедобных погремушек – полых конфет, со свободно перемещающейся начинкой разного вкуса.

Страшно? Зато вкусно!

Так как устройство рассчитано на поваров и кондитеров, а не профессиональных 3D-дизайнеров, компания 3D Systems намерена комплектовать 3D-принтеры ChefJet специализированным программным обеспечением ChefJet и The Digital Cookbook («Цифровая кулинарная книга»). Программы должна облегчить использование устройств пользователями, незнакомыми с CAD, но при этом позволять создавать исключительно комплексные трехмерные дизайны. В качестве примера 3D Systems приводит возможность печати статуэток жениха и невесты для свадебных тортов. Следует ожидать, что на сайте Cubify, принадлежащем 3D Systems, будет представлен ассортимент цифровых моделей, совместимых с ChefJet.

Конфета внутри конфеты, да еще и разного вкуса

Единственной ложкой дегтя в этой бочке меда можно считать стоимость устройств, слишком высокую для обыденного сладкоежки. Базовая монохромная версия ChefJet предварительно оценивается в $5 000, а более способная профессиональная ChefJet Pro – в $10 000. Но не стоит унывать, ибо запредельная цена суть частое явление при внедрении новаторских систем. Если спрос на подобные устройства будет достаточно велик, можно ожидать существенного снижения стоимости по мере нарастания объемов производства. Пока же устройства ChefJet ждут применения в кондитерских, пекарнях и кофейнях.

Появление 3D-принтеров ChefJet и ChefJet Pro в свободной продаже планируется на второе полугодие 2014 года.

3D-принтер и металл - настоящее и будущее трехмерной печати металлом‏

Несмотря на то, что первой технологией аддитивного производства, примененной для создания металлических трехмерных прототипов, стал метод экструзионного послойного наплавления (FDM), наибольшую популярность при производстве металлических деталей завоевали технологии лазерного и электронно-лучевого спекания и плавки. Данные методы весьма схожи – настолько, что даже в профессиональных кругах иногда возникает определенная путаница. И все же, попробуем разобраться в терминах, а также рассмотрим возможности данных технологий – существующие и потенциальные.

ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОГО СПЕКАНИЯ И ЛАЗЕРНОЙ ПЛАВКИ (SLS, DMLS И SLM)

В основе метода «выборочного лазерного спекания» (SLS или Selective Laser Sintering) лежит использование лазерных излучателей высокой мощности (как правило, углекислотных) для частичного сплавления, или «спекания», расходного материала в единое целое. Перед использованием расходный материал измельчается до консистенции пудры с помощью шаровых мельниц. Минимальный размер частиц может достигать двух микрон.

Схема устройства для селективного лазерного спекания

В качестве материала могут использоваться различные полимеры и, что особенно интересно, металлы и металлические сплавы с высокой температурой плавления. В отличие от стандартной экструзионной печати (FDM), технология позволяет спекать однородный материал без связующих добавок. Таким образом, нет необходимости в термической обработке, фактически спеканию, готовых моделей после печати, а сами модели обладают высокой прочностью, приближающейся к показателям литых образцов. Данный метод постройки металлических моделей без применения связующих материалов получил название «прямого лазерного спекания металлов» (DMLS или Direct Metal Laser Sintering).

Образец металлической детали турбины, созданной с помощью устройства 
3D System ProX 200 методом прямого лазерного спекания

Как и другие технологии 3D-печати, лазерное спекание создает модели послойно. Процесс в чем-то схож с лазерной стереолитографией: в случае со стереолитографическими принтерами модели погружаются в жидкую фотополимерную смолу на глубину, соответствующую толщине одного слоя, с последующим «вычерчиванием» нового слоя лазерным лучом. При лазерном спекании на модель наносится слой порошка толщиной в один слой (толщина слоя может регулироваться), в котором вычерчивается новый контур, а высокая температура позволяет частично расплавлять порошок в местах касания луча, спекая частицы между собой и с предыдущим слоем. И в том и в другом случае модель окружена неизрасходованным материалом до окончания печати. Этот момент немаловажен для «порошковой» печати: при спекании неизрасходованный материал служит в качестве поддерживающей поверхности для последующих слоев моделей сложной формы. Отсутствие необходимости печатать «опоры» облегчает обработку готовых моделей и способствует экономии материала, который в случае с титаном или специальными сплавами может быть весьма дорог. Весь неиспользованный материал может быть собран и использован для печати последующих моделей.

Единственным существенным недостатком лазерного спекания металлических материалов считается пористость готовых моделей. Однако плотность можно повысить за счет повышения энергии лазера и замедления скорости печати. В результате, рабочий материал можно не просто «спекать» в местах касания гранул, а фактически расплавлять, создавая однородное вещество. Именно этот подход и получил название «выборочной лазерной плавки» (SLM – Selective Laser Melting).

Ведущей компанией в сфере печати лазерным спеканием и плавкой можно считать 3D Systems – промышленного гиганта, в 2013 году прибравшего к рукам компанию-разработчика SLS-технологий Phenix Systems.

ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПЛАВКИ (EBM)

Первопроходцем и лидером по производству аппаратов для аддитивного производства методом «электронно-лучевой плавки» (EBM – Electron Beam Melting) стала шведская компания Arcam. Компания была официально основана в 1997 году, но рождению коммерческого проекта предшествовали четыре года исследований, проведенных совместно с учеными из Технического университета Чалмерса в Гетеборге.

Фактически, EBM основана на том же принципе, что и технология лазерной плавки, за исключением использования электронных пучков высокой мощности вместо лазерных лучей.

Стоит выделить преимущества данной технологии над лазерной плавкой:

Более высокое возможное разрешение в горизонтальной плоскости. Корректировка траектории электронного луча происходит за счет манипуляции магнитными полями, создающими так называемые «магнитные зеркала». Этот метод позволяет добиться более высокой точности, чем манипулирование оптическими зеркалами, используемыми для управления лазерными лучами.

Конструкция оптических зеркал и лазерных линз требует использования дорогих материалов: в зависимости от мощности лазера, поверхность зеркал покрывается серебром или золотом, а линзы могут быть германиевыми или даже алмазными. В случае же с EBM используются относительно недорогие материалы для производства электромагнитных компонентов.

Кроме того, отсутствие необходимости манипулировать физическими объектами позволяет добиться более высокой скорости отклонения пучка, что вкупе с повышением энергии позволяет добиться более высокой производительности.

Наконец, электронный пучок подлежит рассеиванию при необходимости, что позволяет подогревать расходный материал без использования дополнительных нагревательных элементов, характерных для лазерных систем. Подогрев материала необходим для достижения более высокой плотности моделей и облегчения спекания или плавки.

Минусом же применения электронных лучей можно считать наличие рентгеновского излучения, возникающего при бомбардировке металлов высокоэнергичными электронами (т.н. «тормозное излучение»), что требует установки поглощающего покрытия вокруг рабочей камеры.

В целом, электронно-лучевая плавка несколько более сложна, чем лазерная, но обладает более высоким производственным потенциалом. Компания Arcam добилась широкого успеха среди производителей ортопедических имплантатов и авиационных деталей. Ортопедические имплантаты, изготовленные методом EBM, привлекательны не только прочностью, легкостью и износоустойчивостью используемых титановых сплавов, но и возможностью создания полых или пористых металлических структур. Подобная архитектура напоминает строение костной ткани и способствует остеоинтеграции, то есть сращиванию костных тканей с имплантатом аналогично натуральному физиологическому процессу. Что же касается авиационной и нефтегазовой промышленности, электронно-лучевая плавка позволяет создавать жаростойкие форсунки и лопатки газовых турбин, включая реактивные двигатели. Кроме того, метод успешно используется для создания несущих титановых элементов крыла.

Arcam A2X – новейший промышленный принтер для печати по металлу, 
созданный для нужд аэрокосмической отрасли

Аддитивное производство привлекло внимание и космической отрасли, включая НАСА. В первую очередь это касается разработки систем космических аппаратов и ракет-носителей. Ярким примером можно считать использование технологий лазерной и электронно-лучевой плавки для создания элементов ракетных двигателей: камер сгорания и форсунок со стойкостью к температурам свыше 3000°С. Высокое давление и температура требуют использования тугоплавких и прочных материалов – таких, как титан. Проблема заключается в том, что детали могут иметь весьма сложную геометрическую форму, делающую изготовление цельных образцов методом литья или механической обработки невозможным или исключительно дорогостоящим. Как следствие, детали приходится изготовлять из нескольких составных частей, подлежащих сварке в единое целое. Именно сварочные швы, как правило, оказываются слабым звеном за счет нарушения однородности структуры материала или оксидации при сварке.

Топливная форсунка реактивного двигателя производства компании 
General Electric Aviation, выполненная методом аддитивного производства

Аддитивное производство же не ограничено геометрической сложностью изготовляемых деталей – практически любая форма может быть выполнена без необходимости последующей сборки или сварки. Единственным реальным ограничением является размер рабочей камеры печатающего устройства. В то же время, конструктивных ограничений по размеру рабочей камеры не существует. Вопрос лишь в спросе на технологию, ведь такого рода устройства весьма дороги, а чем больше, тем дороже. Тем не менее, китайская компания Nanfang Ventilator Co., Ltd уже берется за создание промышленных печатных устройств аддитивного производства крупногабаритных металлических деталей – вплоть до шести метров в длину и весом до 300 тонн!

ПРОИЗВОДСТВО ПРОИЗВОЛЬНЫХ ФОРМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПЛАВКОЙ (EBFȜ)

Но при всех достоинствах традиционной лазерной и электронно-лучевой плавки, амбиции НАСА привели к тому, что даже эти новаторские технологии оказалась недостаточны. Дело в том, что инженеры НАСА предложили рассмотреть возможность применения аддитивного производства на орбите. С точки зрения снабжения, идея абсолютна логична. Зачем везти с собой набор запасных деталей или ждать доставки с Земли при экстренной ситуации, когда те же детали можно произвести на орбите?

И здесь НАСА столкнулась с серьезной проблемой: как мы уже выяснили, традиционный метод электронно-лучевой плавки подразумевает использование порошкообразного расходного материала, и не только для создания самой детали, но и использования в качестве поддерживающих слоев при печати деталей сложной формы. Но как удержать порошок на месте в условиях невесомости? Слои наносимого материала должны плотно прилегать к уже изготовленной части детали, что невозможно гарантировать механическим воздействием. Использование магнитных полей теоретически возможно, но технологически сложно, неприменимо в случае с электронно-лучевой плавкой ввиду воздействия на сами электронные пучки, да и не все материалы обладают необходимыми магнитными свойствами.

В итоге, инженеры НАСА решили позаимствовать конструктивный элемент привычных экструзионных 3D-принтеров – подачу расходного материала в виде нити или проволоки. И если использование экструдера для подачи расплавленного тугоплавкого металла непрактично ввиду сложностей с нагревом головки до необходимой температуры и бесперебойной экструзией, то бомбардировка расходного материала электронным пучком вполне подходит для плавки материала в точке соприкосновения с моделью. Кроме того, устраняется и необходимость очищать готовые модели от остаточного материала, что в условиях невесомости опять-таки было бы проблематично. Новая разновидность электронно-лучевой плавки получила название «производства произвольных форм электронно-лучевой плавкой» (EBFȝ - Electron Beam Freeform Fabrication).

Специалисты НАСА проводят испытания прототипа EBFȝ в условиях искусственной невесомости

Кроме возможности функционирования в условиях невесомости, технология EBFȝ обладает еще одним важным преимуществом над своими предшественниками – возможность одновременной печати разными материалами. Использование нескольких экструдеров может даже позволить создавать электронные и электромеханические компоненты благодаря попеременной печати керамических/пластиковых и металлических слоев. В случае успеха, разработчики невольно приведут к логическому завершению программу RepRap – проект создания устройств, способных воспроизводить самих себя. Практической же целью проекта является возможность производства всех необходимых устройств в открытом космосе или даже на поверхности других планет, используя только местные материалы. В частности, аддитивное производство может стать ключевым фактором в создании постоянных колоний на Луне и Марсе.

БУДУЩЕЕ АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТАЛЛОВ

А каковы перспективы аддитивного производства с использованием металла на Земле? Несомненно, отрасль будет развиваться. В последнее время данные технологии привлекают внимание промышленных гигантов – таких, как Boeing, General Electric, Lockheed Martin, Mitsubishi, General Motors. Экономичность и практичность – два качества, которые не могут быть не оценены по достоинству. В некоторых случаях использование технологий спекания и плавки уже достигает больших масштабов: по словам представителей компании Arcam, произведенные ими устройства были использованы для создания более 30000 титановых имплантатов для реконструкции тазобедренных суставов. И это всего лишь начало.

Единственным сдерживающим фактором является себестоимость. Стоимость устройств, несомненно, снизится в соответствии с повышением спроса. Однако сам спрос регулируется достаточно высокой ценой некоторых расходных материалов. Но есть хорошие новости: компания Metalysis недавно обнародовала планы по постройке фабрики для производства титанового порошка, применяемого в аддитивном производстве. Стоимость проекта оценивается в $500млн, что говорит об огромном интересе со стороны промышленности и инвесторов. На данный момент титановый порошок продается по цене от $200 до $400 за килограмм, что не идет ни в какое сравнение с алюминием по цене $30-$40 за 1кг. Соответственно, объем производства титана в 2012 году составил всего 140000 тонн, в то время как алюминия – 48млн тонн. Metalysis прогнозирует возможное снижение стоимости титанового порошка на 75% благодаря применению новаторской электролитической технологии производства. Нетрудно догадаться, что существенное снижение стоимости высоко востребованного титана приведет к значительному росту спроса на 3D-печатные устройства, способные воспроизводить металлические модели. Двумя компаниями, которые выиграют от такого развития событий больше всех, станут 3D Systems и Arcam – лидеры по производству лазерных и электронно-лучевых устройств, соответственно.

Вполне возможно, что повышенный промышленный спрос на устройства для лазерной и электронно-лучевой плавки сделает данные технологии доступными и для бытового использования. Технология EBFȝ даже обладает необходимым потенциалом для создания полноценных «домашних фабрик». Если сделать настенный крючок для половника уже не представляет никаких трудностей для обладателя бытового 3D-принтера, то EBFȝ сможет создавать не только пластиковые крючки, но и сами стальные половники, причем с пластиковой ручкой.

Более того, печать электронных и электромеханических компонентов фактически ограничит возможности пользователей их собственной фантазией, а заодно создаст сущий кошмар для производителей по всему миру. Если соблюдение авторских прав уже становится проблемой, то полноценная печать с комбинированным использованием пластиков и металлов может теоретически позволить создание почти любого устройства. Конечно же, такой уровень останется недостижимым еще долгое время, и не только потому, что сама технология 3D-принтеров, печатающих металлом, достаточно малоразвита, но и ввиду недоступности определенных материалов: мало кто сможет достать порошкообразный германий для производства трансивера сотового телефона.

Цельнометаллическая реплика пистолета Colt M1911, изготовленная методом аддитивного производства

С другой стороны, пластика и стали вполне хватит для создания полноценного огнестрельного оружия, тем более что компания Solid Concepts уже создала прецедент в виде металлической реплики пистолета Colt M1911, а Пентагон рассматривает возможность печати оружия на кораблях экспедиционных групп, вместо дорогостоящей доставки к театру действий из США. США и Великобритания уже приняли законодательные меры по запрету нелицензионного производства оружия с помощью 3D-печати. Как сильно соображения безопасности повлияют на развитие бытового применения технологии аддитивного производства, покажет лишь время.

Купили 3D-принтер, решили заработать. Что дальше?

Итак, вы задумались о возможности заработать на 3D-печати. Насколько это реально? Вполне, хотя путь тернист. Мы целенаправленно не будем рассматривать возможности, предоставляемые использованием дорогих профессиональных установок. Эта ниша давно и успешно развивается, ибо есть стабильный спрос. Наиболее продвинутые технологии позволяют создавать даже детали ракетных двигателей, но такие устройства стоят немалых денег и оказываются вне бюджетных возможностей простого энтузиаста. Мы же взглянем конкретно на возможность подзаработать, используя недорогой FDM или SLA-принтер.

Первое, на чем стоит остановиться: забудьте о массовом производстве. Оно вам просто не по плечу. Компактные принтеры слишком медленны, чтобы производить большие объемы продукции в короткие сроки, увы. Ни о какой конкуренции с литейной промышленностью не может быть и речи. И дело не только в затраченном времени, но и в себестоимости производства. После того, как изготовлены литейные формы, корпуса для смартфонов можно штамповать тысячами с минимальными затратами времени. Эта ниша прочно занята. Но ведь и сами литейные формы нужно изготовить, не правда ли? Вот здесь уже 3D-печать может оказаться полезной. Не зря эта технология имеет альтернативное название – «быстрое прототипирование».

Компания Мicrosoft перебрала сотни прототипов контроллера для Xbox OneКомпания Мicrosoft перебрала сотни напечатанных прототипов контроллера для Xbox Onе. А ведь это работа, которая по зубам домашнему FDM-принтеру

Множество статей про заработок на 3D-принтерах, написано владельцами данных устройств в личных блогах.

Особенно актуально прототипирование с помощью 3D-печати для отраслей, постоянно меняющих внешний вид своей продукции. Именно поэтому 3D-печать так любят стоматологи и ювелиры. Каждый день новый пациент со своим уникальным набором зубов. Или очередная привередливая светская львица, которой нужны украшения на зависть всем. Но только уникальные! И если китайский завод по производству «настоящих русских матрешек» не проявит никакого интереса к вам или вашим 3D-печатающим чудо-машинкам (у них, скорее всего, есть свои), то в ближайшей стоматологической клинике вполне могут заинтересоваться. Еще не факт, что они готовы вложиться в приобретение собственного SLA-принтера и держать в штате человека, который бы его обслуживал. Ведь это лишние затраты, лишняя бухгалтерия, лишняя рабочая площадь. Куда проще и дешевле использовать подрядчиков. То есть вас.

Вполне реально заработать и на мелкосерийном производстве. Опять-таки, для того, чтобы литейный процесс окупился, необходимо производить большие партии товаров. Себестоимость же мелкосерийного производства на простом FDM-принтере будет ниже, ибо вам не придется вкладываться в создание литейных форм, не говоря уже о дорогостоящем литейном оборудовании, цехах, найме персонала. Если тот же частный стоматолог придет на тот же китайский литейный завод с просьбой недорого отлить партию в 200 рекламных брелков-сувениров, то на него посмотрят… косо. А вот вам это вполне по плечу. Вы даже сможете конкурировать в плане стоимости конечных изделий. Ведь ваш технологический процесс предельно прост: нарисовали и распечатали. А если вы еще и овладеете такими тонкостями, как обработка ABS-моделей ацетоновыми парами, то ваши изделия визуально не будут отличаться даже от литых аналогов.

3D-принтер плюс ацетоновая баня3D-принтер плюс ацетоновая баня. Чем не няшечная сова?


Что самое замечательное: в последнее время появляются «домашние» SLA/DLP принтеры, ничем не уступающие по качеству своим дорогим профессиональным собратьям. Уступают они лишь производительностью, но не так уж и сильно. А вот разница в цене компактных и промышленных устройств может быть колоссальна. Взгляните на цены ближайшей профессиональной конторы по 3D-печати, если таковая вообще имеется в вашем городе, сбросьте цену ради конкурентоспособности, запаситесь необходимыми материалами и обзвоните мелкий ювелирный бизнес и клиники. Хотя, лучше позвоните сначала, поинтересуйтесь. Сделайте предложение, объясните суть. Очень может быть, что вы найдете заказчиков. А если вы еще и подкрепите слова наглядным примером… Представьте реакцию старого, седого мастера-ювелира, впервые видящего модель колечка из выжигаемой фотополимерной смолы и осознающего, что ему больше не нужно выпиливать мастер-модели бормашиной и матом. Или автомеханика, который сможет предложить своим клиентам поменять сломанные мелкие пластиковые детали на напечатанные без долгого ожидания запчастей и по более выгодной цене. Да еще и с возможностью кастомизации. Поставить логотип Ferrari на чье-то любимое «зубило»? Да никаких проблем. Да, будет как настоящий. Нет, не дорого.

Вот такая прелесть на домашнем SLA принтереВот такая прелесть на домашнем SLA-принтере. Ювелиры будут в восторге, мы гарантируем это


Основная проблема в мелкосерийном производстве – поиск клиентов. Давайте скажем честно: мало кто в нашей стране вообще знает, что такое 3D-принтер. Если бы знали, то 3D-печатный бизнес рос бы, как на дрожжах. Вы водитель маршрутки, и ваши пассажиры обломали все пластиковые ручки на форточках? Обращайтесь, напечатаем. Нужна симпатичная ваза, чтобы лучшая подруга извелась от зависти? Сделаем. Нужна модель самолета братьев Райт в масштабе 1:72? Днем с огнем не сыскать? Были бы чертежи, сделаем набор для моделиста.

Но как найти всех этих людей? Или как сделать так, чтобы они нашли вас?

В этом и состоит главная проблема. Пока нет развитого рынка, нет и возможности торговли. Есть, конечно, возможность рекламы – от объявлений на фонарных столбах до Яндекс.Директ. Но в этом случае вам, скорее всего, пришлось бы завести и собственный сайт. Ведь наглядно продемонстрировать товар и объяснить суть услуг в одном объявлении не получится. Это один вариант. Но вам совсем не обязательно создавать рынок самим. Есть и другой вариант – воспользоваться интернет-площадками, торгующими 3D-моделями. Там все уже сделано за вас, остается лишь выложить свои модели или принять заказы. Само собой, придется платить комиссию за продажи, но бизнес есть бизнес. С другой стороны, нет необходимости тратить время и деньги на собственный сайт, да и посещаемость будет выше. Ведь лучше торговать на рынке, чем на отшибе?

А вы записались в мейкерыА вы записались в мейкеры?


Подобные рынки 3D-моделей вполне успешно развиваются и включают в себя мейкеров со всего мира. Shapeways и Thingiverse – характерные примеры. Есть подобные ресурсы и в России – та же Ярмарка Мастеров. Некоторые площадки вообще используют мейкеров в качестве распределенного ресурса – например, makexyz.

Есть еще один нюанс, который невозможно обойти стороной. Вряд ли вам удастся сделать деньги на 3D-принтере, не имея навыков 3D-моделирования. Ведь большинство ваших клиентов будут приходить не с готовыми цифровыми моделями, а с зарисовками, физическими объектами для клонирования, даже просто идеями. Следовательно, потребуются определенные дизайнерские навыки, которые, конечно же, можно включить в стоимость продукции. Не умеете сами? Попробуйте устроить кооператив. Всегда найдется студент-дизайнер, готовый подзаработать и потренироваться. А с вас принтер и обслуживание техники. Кто знает, со временем такое скромное начинание вполне может перерасти в серьезный бизнес – были бы заказы. Опять-таки, исключением можно считать интернет-площадки. Некоторые из них целенаправленно арендуют мощности распределенной сети мейкеров. Заказы будут предоставлены в готовом виде, лишь бы у вас была возможность их напечатать и отправить заказчику.


Улыбнитесь, будет совсем не больноУлыбнитесь, будет совсем не больно


Раз уж мы упомянули клонирование, то стоит вспомнить и о 3D-сканерах. Такие крупные компании, как 3D Systems и MakerBot вовсю создают собственные экосистемы: товарные наборы, состоящие из принтеров, сканеров и поддержки онлайн. Вооружитесь, скажем, принтером MakerBot Replicator 2X и сканером MakerBot Digitizer. Кому-то нужно расширить набор любимых крючков для полотенец, которые десять лет, как не продаются? Вот вам и ниша. Сканируйте образец и печатайте партию на заказ. А выполнив заказ, почему бы не выложить уже имеющуюся модель крючка в свое портфолио на сайте мейкеров? Вдруг найдутся и другие заказчики? 3D-сканеры несколько дороговаты, но зато открывают массу новых возможностей, хотя бы в сувенирном бизнесе. 3D-проектирование уже достаточно сложно, но чтобы сделать чей-то трехмерный портрет, нужно уже быть художником. Тут без таланта не обойтись. Но даже в этом случае проект займет уйму времени. В таких случаях сканеры просто незаменимы. Тот же 3D Systems Sense вполне способен отсканировать человека в полный рост. А желающие сделать экшн-фигурки себя, любимых, всегда найдутся. Если можно Киану Ривзу, то почему не всем остальным?

Напечатаю свой корпус для Самсунга«Напечатаю свой корпус для Самсунга – будет новый iPhone»


Подведем итог: главная сила 3D-печати лежит в возможности быстро и недорого создавать уникальные объекты. Пользуйтесь этим для производства сувениров, предметов искусства, макетов, труднодоступных или чрезмерно дорогих запасных частей. Беритесь за то, за что не желает взяться массовое производство, ориентированное на ширпотреб. Используйте доступные интернет-ресурсы для поиска заказов или сбыта готовой продукции. Постарайтесь создать полный цикл производства – от дизайна до печати. До того момента, когда 3D-принтеры появятся в каждом доме пройдет еще немало времени, поэтому пока еще есть шанс заработать на любимом хобби.

Урок моделирования и 3D-печати в Photoshop CS6

Самостоятельное создание модели не обязательно подразумевает использование специальных 3D- или CAD программ. Для этого вы можете воспользоваться программой Photoshop CS6 Extended и еще двумя бесплатными межплатформными инструментами: Утилитой для 3D-печати Cura и инструментом для проверки и обработки модели MeshLab.


Параметры 3D-моделирования были значительно улучшены в версии Photoshop CS6 и теперь включают в себя в большей степени интуитивно понятные экранные элементы управления, которые позволяют создавать объемные модели из плоского изображения, фотографий или собственного воображения даже наименее технически подкованным дизайнерам.

Photoshop, наверное, обладает весьма ограниченными возможностями в сфере моделирования по сравнению с профессиональными CAD-программами, но использовать ее намного проще, чем изучение NURBS- и SDS-поверхностей. Кроме того, овладев 3D-инструментом от Adobe, вам будет намного проще перейти на более профессиональные 3D-программы вроде Cinema 4D или Maya.

Здесь мы покажем, как можно использовать Photoshop для создания модели фигуры человечка, а затем распечатать его физическую версию. Вы узнаете о творческой и технической стороне этого процесса, а также и о некоторых ограничениях, которые вы должны учитывать при моделировании с целью последующей 3D-печати. Для печати этой фигурки был использован 3D-принтер Ultimaker 2. Однако процесс подготовки и печати практически идентичен для любых настольных 3D-принтеров.

Сколько потребуется времени на выполнение этого проекта:
2 часа на моделирование и подготовку файлов и до 4 часов на печать.

Инструменты:
Photoshop CS6 Extended, Cura, MeshLab

Скачать
Файлы для этого урока можно скачать тут.

  • 1 Шаг 1 - новый документ
  • 2 Шаг 2 - формирование 3D-объекта
  • 3 Шаг 3 - глубина объекта
  • 4 Шаг 4 - формирование модели
  • 5 Шаг 5 - объем модели
  • 6 Шаг 6 - устойчивость
  • 7 Шаг 7 - подошва
  • 8 Шаг 8 - детализация
  • 9 Шаг 9 - слои
  • 10 Шаг 10 - расположение
  • 11 Шаг 11- формирование stl
  • 12 Шаг 12 - экспорт в stl
  • 13 Шаг 13 - подготовка к печати
  • 14 Шаг 14 - параметры печати
  • 15 Шаг 15 - отправка на печать
  • 16 Шаг 16 - печать



Шаг 1 - новый документ


Для начала создайте новый документ в Photoshop – будет вполне достаточно квадрата со сторонами 2000 пикселей – и на новом слое нарисуйте свой дизайн.

Поскольку модель будет печататься слой за слоем снизу вверх, важно, чтобы не было таких мест, где машина будет печатать в воздухе: из-за этого ограничения мы не можем создать фигуру человечка с руками, опущенными вниз.

Шаг 2 - формирование 3D-объекта


В меню 3D выберите New 3D Extrusion из Selected Layer. Форма мгновенно станет объемной за счет «выдвижения назад», это будет началом формирования 3D-объекта.

Шаг 3 - глубина объекта


Вы можете воспользоваться инструментом «Move» в Photoshop CS6 для того, чтобы просматривать объект в разных ракурсах: просто перемещайте инструмент за пределами создаваемого объекта, чтобы посмотреть на него под другим углом.

Убедитесь, что вы не двигаете сам объект, так как вам нужно, чтобы он оставался в вертикальном положении.

Выберите объект, и вы увидите его глубину в индикаторе Extrusion Depth в панели Properties. Перетащите ползунок этого показателя к нулю, чтобы объект не имел глубины.

Шаг 4 - формирование модели


В разделе Cap панели Properties установить значение Inflate Angle на 90 градусов для того, чтобы модель надулась под прямыми углами с обеих сторон.

Затем с помощью ползунка Strength установите такое значение, при котором объект выглядит округлым и трехмерным.

Также вы можете надуть объект, нажав клавишу V и перетаскивая элементы управления на самом объекте.

Шаг 5 - объем модели


По умолчанию надувается только лицевая сторона объекта.

На панели Properties найдите всплывающее меню Sides и смените значение на Front and Back.

Теперь увеличение объекта будет зеркальным.

Чем больше толщина исходного рисунка, тем более "надутым" будет объект, поэтому тело и голова толще, чем руки и ноги.

Шаг 6 - устойчивость


Теперь вам нужно сделать объемную обувь для своей фигуры.

И чтобы фигурка была устойчивой, важно создать достаточно большую площадь, которая будет прикреплена к платформе печати.

Так же, как и с фигуркой человечка, начнете с рисования контура ботинка на новом слое.

Шаг 7 - подошва


Так же, как раньше, сделайте фигуру объемной с помощью меню 3D.

Однако на этот раз вам не нужно будет сводить на нет параметр Extrusion Depth, выставив тут небольшое значение, скажем, 20, мы сделаем плоскую подошву для этой обуви.

Поверните башмак на 90 градусов по оси X, используя вкладку Co-ordinates в панели Properties для того, чтобы он лежал подошвой на основании.

Шаг 8 - детализация


Воспользуйтесь элементами управления Inflate, чтобы сделать башмак более похожим на настоящий.

На этот раз вам нужно, чтобы увеличилась только передняя сторона.

Шаг 9 - слои


Сделайте копию слоя с 3D-башмаком, затем выделите все три слоя и выберите Merge 3D Layers в меню 3D.

Они все будут соединены, и, возможно, у вас получится такая же неудачная ориентация, как на рисунке ниже. Это дело случая.

Шаг 10 - расположение


Вы можете выбирать каждый из башмаков на панели 3D или кликая по ним.

Выберите в меню 3D параметр Snap Object to Ground Plane и подвиньте башмак в сторону, чтобы он оказался точно под одной из ног основной фигуры.

Повторите это для другого башмака.

Затем выберите Export 3D Layer во всплывающем меню на панели 3D и выберите тип файла .obj.

Шаг 11- формирование stl


Затем преобразуйте .obj файл в файл .stl для того, чтобы принтер знал, что с ним делать.

Бесплатная программа MeshLab отлично подходит для этого.

Откройте 3D-файл, который вы создали, и вы увидите пару предупреждений, вроде тех, что показаны на картинке.

Кликните кнопку ОК, потому что они не важны – к примеру, это предупреждение о том, что программа ищет отсутствующие текстуры.

Шаг 12 - экспорт в stl


Вы можете покрутить модель в MeshLab, если хотите.

Но наша основная задача здесь - это экспорт файла: выберите Export Mesh и выберите STL в качестве типа файла.

Шаг 13 - подготовка к печати


Прежде чем отправлять .stl файл на печать, его необходимо нарезать. И для этого нам нужна программа Cura, хотя с ее установкой придётся повозиться, особенно владельцам Mac компьютеров.

Но не пугайтесь, к программе сделаны достаточно подробные инструкции, и на веб-сайте программы предусмотрена поддержка пользователей.

Выберите Load Model, чтобы поместить фигурку на платформу.

Она может показаться слишком большой: здесь мы масштабировали ее до 0,05 ее исходного размера для того, чтобы она уместилась на платформу.

Шаг 14 - параметры печати


Далее вам нужно задать значения всем необходимым параметрам: высота слоя (высота каждого цикла печати), толщина стенок, температура печати и другие параметры.

Многое из этого вам придется устанавливать методом проб и ошибок, хотя на форумах пользователей вашей модели 3D-принтера вы сможете найти довольно полезные советы на этот счет.

Когда все значения выставлены, выберите команду Slice to GCode.

Шаг 15 - отправка на печать


GCode - это файл, понятный вашему принтеру.

Когда этот файл готов, его можно отправить на печать непосредственно с компьютера, но мы рекомендуем скопировать этот файл на SD-карту и вставить ее в ваш принтер.

Шаг 16 - печать


Объект печатается снизу вверх, слой за слоем. И вы увидите, почему мы не могли сделать так, чтобы руки фигурки были направлены вниз, ведь это означало бы, что печать рук началась бы без опоры под ними.

Однако, если это совершенно необходимо, существует несколько способов обойти это ограничение.

Вы можете либо предусмотреть поддерживающие структуры для вашей модели еще в процессе моделирования, которые вам впоследствии нужно будет отрезать и выкинуть (и все это может занять довольно много времени), либо вы можете установить идеально подходящие по размеру блоки в качестве опоры (которые довольно не просто и неудобно устанавливать).

Теперь, когда ваш первый прототип отпечатан, он готов к окончательной обработке, покраске и добавлению аксессуаров.

3 заповеди удешевления изделий на 3D-печати

Многие сервисы 3D-печати, в том числе и Shapeways, рассчитывают цену изготовления изделий, исходя из объема необходимого для его создание материала. Также было бы хорошо тратить меньше недешевого материала на создание тех или иных предметов при печати дома. И поскольку чаще всего сервисы 3D-печати не берут дополнительную плату за сложность изделия, некоторые продукты, такие как очки и ювелирные изделия обходятся удивительно недорого, в то время, как другие, более простые предметы, обходятся гораздо дороже. Вот три уловки, которые позволят вам сделать ваши дизайны менее дорогими в 3D-печати.

Количество материалов определяет цену готового продукта

Цена товара рассчитывается, исходя из стоимости каждого конкретного материала для 3D-печати и его количества, необходимого для изготовления конкретного заказа. Расчет расхода материала производится путем подсчета объема продукта (в см3).

Основное правило: чем меньше материала, тем дешевле.

1. Масштабирование



Уменьшение масштаба дизайна соответственно уменьшает ее объем. Поэтому масштабирование - весьма эффективный способ снизить стоимость печати.

Однако при уменьшении убедитесь, что мелкие детали изделия остаются больше минимальных допусков, существующих для выбранного материала. И еще нужно помнить о том, что детали, которые должны соответствовать другим деталям или предметам по размеру, оставались исходными. Ведь вы бы вряд ли хотели, чтобы ваша подставка для яиц годилась бы только для яиц перепелок.

2. Полости



3D-печать отлично подходит для изготовления полых объектов. Ведь именно в этом технологии 3D-печати нет равных среди других методов производства.

Если у вашей 3D-модели есть объемные сплошные участки или значительные утолщения, ищите способы сделать их полыми. К примеру, туловище персонажа может быть полым внутри.

Вот о чем стоит помнить, создавая полые объекты:

  1. Если эти объекты предназначены для печати на профессиональных 3D-принтерах, то необходимо предусмотреть отверстия, через которые можно будет удалить лишний порошок изнутри. Найдите инструкции касательно минимальной величины этих отверстий, и где они должны располагаться на сайте вашего поставщика услуг 3D-печати. Подобные инструкции компании Shapeways можно посмотреть вот здесь.
  2. Стенки полых объектов должны быть больше определенного для каждого материала минимума.
  3. Также следует помнить о том, что полые предметы не так прочны, как цельные.



3. Делайте поверхности объектов резными



Контурное вырезание является эффективным способом снизить объем необходимого для печати материала. Однако этот метод довольно сильно влияет на общий вид продукта. И это свойство контурного вырезания вы можете превратить в преимущество, используя его в качестве стильного элемента.

Удалите все, кроме самого важного. Это золотое правило моделирования поверхностей при помощи резьбы. Создавайте отверстия, превращайте сплошные поверхности в сетки, используйте столбы вместо стен и так далее.

При этом стоит помнить о том, что резьба может сделать ваше изделие хрупким, поэтому следует учесть силы, которым предстоит противостоять вашему изделию, и соответственно, скорректировать прочность структуры.

Применяя вышеперечисленные советы, вы не только сможете сэкономить на стоимости печати, но и сохраните частичку окружающей среды, поскольку при таком подходе потребуется меньше сырья для изготовления вашего продукта.

«Спасение» изделия с помощью программы Repetier-Host при остановке 3D-печати

Остановки печати на 3D-принтерах случаются довольно редко, но все же бывают. Особенно в тех случаях, когда вы на компьютере отсылаете команды на принтер несколько ресурсоемких приложений во время печати или когда у вас подключено несколько периферийных USB устройств. Когда это происходит, обычно есть возможность увидеть последние команды, которые были отправлены на принтер, прежде чем он остановился, и соответственно изменить G-код, чтобы начать заново с соответствующей строки.

Этот метод работает только в режиме относительной экструзии

В этой статье мы покажем шаги, которые мы предпринимаем для спасения прерванного задания печати с помощью программы Repetier-Host.

Сразу оговоримся, что указанный ниже метод спасения будет работать только тогда, если в настройках слайсера был установлен относительный режим для экструдера (в вкладке «Измерение раздела SFACT») на момент остановки печати.

О, нет! Ваш 3D-принтер перестал печатать?!

Repetier Host Interface (MAC)

Для начала нужно просто немного подождать. Вполне возможно, что ваш компьютер лишь временно приостановил печать, потому что временно обрабатывает другие приложения. Если принтер возобновит работу без какого-либо вмешательства с вашей стороны, то вам, вероятно, следует уменьшить количество программ, которые вы используете, или установить более высокий приоритет для программы Repetier-Host. В случае если ваш принтер не возобновит печать, вам, прежде всего, нужно поднять сопло экструдера от распечатываемой детали. Если принтер не реагирует на ваши команды, отключите его и снова включите. Сопло необходимо поднять для предотвращения расплавления, которое может испортить распечатываемое изделие.

Следующая задача - найти и записать последние команды, которые были отправлены на принтер, прежде чем он остановился.

Для этого вам нужно посмотреть окно журнала регистрации, которое расположено в нижней части интерфейса программы Repetier-Host. В окне «Журнал» выберите функцию «Отправить» (или функцию «Команды» для Microsoft Windows) и прокрутите до последней строки.

Следующий шаг заключается в том, чтобы найти эту строку в окне G-кода. Слайсер генерирует G-код таким образом, что для каждой отправленной на принтер команды существует лишь одна соответствующая строка (включая команды X, Y, Z и E). Существуют разные способы нахождения соответствующей строки, но самым простым способом является использование внешнего текстового редактора с функцией «Поиск». Необходимо выполнить следующие действия:

  1. Скопируйте весь G-код из окна редактора G-кода программы Repetier-Host в ваш любимый текстовый редактор, а затем используйте функцию «Поиск», чтобы найти последнюю строку G-кода, которая была отправлена на принтер. Когда вы найдете эту строчку, вам нужно удалить все предыдущие и сохранить все последующие строки.
  2. Также нужно добавить команду M83 в начало G-кода, до первой команды, чтобы установить экструдер в относительный режим.
  3. Перед перезапуском печати нужно вернуть экструдер принтера в исходное положение и убедиться путем выдавливания небольшого количества пластика, что в горячем сопле поддерживается необходимое давление.
  4. Переместите горячее сопло таким образом, чтобы оно находилось над частично напечатанной деталью. Это нужно сделать, чтобы горячее сопло не задело уже отпечатанный материал.
  5. Нажмите кнопку «Старт».
  6. В случае работ с принтером Rostock BI вы можете нажать кнопку «Home All» и затем кнопку «Run» для выполнения шагов 4 и 5.


Вот и все! Вы спасли распечатываемое изделие и не потратили зря ни грамма материала.


Однако в результате исправления ситуации подобным образом возникнут следующие сложности:

  • Расчетное время, оставшееся до конца печати, будет неточным, поскольку информация, используемая для расчета времени находилась в разделе G-кода, который был удален.
  • Не настраивайте концевые ограничители во время этого процесса, иначе печать детали будет возобновлена некорректно (печать детали будет смещена).

Успехов вам!


Как прочистить засорившееся сопло экструдера

Засорение сопла экструдера - это проблема, которая неизбежно требует немедленного решения, и эта статья поможет вам правильно ее диагностировать, а также решить ее наиболее простым и легким способом.

Набор сверл для прочищения сопла экструдера при засорах.

В отличие от многих других сложностей, которые возникают во время 3D-печати, засорение сопла отрицательно влияет не только на качество результата печати, но и, чаще всего, на возможность печатать вообще. Давайте рассмотрим основные причины засорения сопла экструдера, и как можно легко и быстро исправить эту ситуацию. 

  • 1 Причины засорения
    • 1.1 Чрезмерно высокая температура экструдера
    • 1.2 Пыль и мусор, попавший в сопло экструдера
  • 2 Пошаговое решение этой проблемы
  • 3 Комментарии специалистов (Михаил Щекочихин)



Причины засорения

Чрезмерно высокая температура экструдера

При использовании пластика PLA оптимальной температурой экструзии может быть от 160 до 220 градусов Цельсия. Попытки печатать при слишком низкой температуре, скорее всего, приведут к тому, что экструзии не будет совсем, но обратная ситуация может стать более проблематичной. На деле, если вы пытаетесь печатать при слишком высокой температуре для данного материала, ваш филамент может просто остекловаться прямо в экструдере и таким образом забить его.

Остекловываться - превращаться в стекло или стекловидное вещество, особенно при воздействии высоких температур

Остеклование представляет собой процесс, в результате которого PLA или другие виды пластика становятся крайне твердыми и забивают сопло.

То же самое верно и для ABSнейлонаPVA и других пластиков.

Пыль и мусор, попавший в сопло экструдера

Такое часто случается после нескольких выполненных заданий, поскольку в сопло вместе с филаментом попадает пыль и другой мусор. Накапливаясь, они начинают забивать сопло экструдера. Этот мусор может прилипать к внутренним стенкам вашего экструдера и таким образом затруднять поток пластика, что, в конечном итоге, приводит к засорению сопла.

Пошаговое решение этой проблемы

Прочищение сопла с помощью тонкого сверла.

Эта проблема решается довольно просто, но требует соответствующих инструментов.

Вам понадобится небольшое сверло <0,35 мм или что-нибудь еще, что может послужить сверлом, но при этом будет достаточно тонким, чтобы войти в отверстие вашего экструдера.

Очень удобно использовать для этой цели гитарную струну толщиной 0.33мм, которую можно легко найти в любых магазинах музыкальных инструментов.

Другая альтернатива - использование ножек резистора или светодиода, так как они достаточно тонки, чтобы пройти через отверстие сопла экструдера.

  1. Выньте весь оставшийся филамент из экструдера.
  2. Нагрейте экструдер до оптимальной температуры для данного материала.
  3. Вставьте небольшое сверло в отверстие сопла и очистите его от остатков, немного поворачивая сверло (будьте осторожны, чтобы не сломать его!).


Теперь вы можете снова приступать к печати!

Обработка распечатанных 3D-моделей

Одна из проблем, с которой встречаются все фанаты FDM 3D-печати без исключения, это ребристость внешних поверхностей. Так как сама технология основана на последовательном нанесении слоев пластика, этого эффекта не избежать. Можно, конечно, сделать его менее заметным за счет повышения вертикального разрешения принтера (т.е. нанесения более тонких слоев), но полностью избавиться от ребристости не получится.


3D-модель из PLA-пластика до и после обработки горелкой. Видна внутренняя структура под просевшим наружным слоем

Практически с первых же дней проекта RepRap начались поиски методов обработки готовых моделей с целью сглаживания поверхностей. Упор был сделан на две особенности термопластиков: способность плавиться под воздействием высоких температур и размягчаться при контакте с соответствующими химикатами.

Как правило, термообработка не дает хороших результатов – регулировать нагревание поверхности достаточно сложно, а это приводит в итоге к вскипанию пластика, проседанию или просто выделению токсичных паров. Тем не менее, этот метод можно попробовать на монолитных моделях из PLA-пластика.

Более многообещающей является химическая обработка, однако и она сопряжена с определенными сложностями. Кроме технологических проблем, актуальна проблема реагентов – разные пластики реагируют с разными растворителями. Если ацетон прекрасно растворяет ABS-пластик, то на PLA-пластик он почти не имеет эффекта. С лимоненом же все с точностью до наоборот.

Основные приемы химического сглаживания до сих пор вращаются вокруг именно ABS-пластика ввиду его высокой популярности и дешевизны подходящих растворителей.

Типичным растворителем для ABS-пластика является ацетон. Хорошая растворяющая способность позволяет использовать его в виде клея для составляющих деталей моделей из ABS, хотя обычно для этого используется самодельная смесь, производимая растворением в ацетоне ABS крошки. Такой же клей (только более густой консистенции) нередко используется и для ремонта расслоений или трещин.

Наряду с повышенной эстетикой, немаловажным фактором в разработке методов сглаживания является повышенная прочность. Монолитная внешняя оболочка усиливает модели, предотвращая расслоение, и гарантирует их герметичность.

Ручная обработка


Makeraser – комбинированный инструмент, предназначенный, в том числе, и для обработки внешней поверхности моделей

Неудивительно, что первым делом 3D-мейкеры вооружились обычными кисточками с натуральным ворсом (синтетика может раствориться) в попытках сгладить свои модели. Однако, обработка с помощью кисточки – дело трудоемкое, да еще и требующее определенной сноровки. Ведь уже размягченный пластик легко деформировать самой кисточкой, то есть волоски будут оставлять на пластике след, который может и не выровняться перед тем, как ацетон испарится. Сравнять ярко выраженные неровности таким методом можно, но добиться ровной поверхности достаточно сложно.

Плюсом же подобной обработки является выборочное нанесение ацетона, что позволяет избегать сглаживания острых углов. Ведь для Хеопса построили пирамиду, а не конус, не так ли?

Попыткой создать специальный инструмент для ручной обработки стало устройство под названием Makeraser. По сути, это простой фломастер с резервуаром, наполненным ацетоном или ацетоновым клеем, и встроенным скребком для снятия моделей с платформы. С точки зрения практичности, этот инструмент лучше подходит для склеивания частей модели или нанесения ABS/ацетонового клея на рабочий столик непосредственно перед печатью для борьбы с закручиванием нижних слоев.

Погружение в ацетон


Неудачные попытки выравнивания поверхности погружением

Более перспективным и наиболее простым методом является погружение в ацетон. Выдержка модели из ABS-пластика в неразбавленном ацетоне около 10 секунд вполне достаточна для растворения внешнего слоя модели. Конкретное время выдержки может варьироваться в зависимости от качества исходной модели и концентрации ацетона. Так как продажа чистого ацетона регулируется, можно воспользоваться техническим растворителем.

После выдержки модель необходимо выдержать на воздухе пока ацетон не испарится. Процесс может занять около получаса.

Хотя этот метод достаточно быстр, регулировать процесс сложно. При излишней выдержке модель просто начнет растворяться, быстро теряя мелкие черты. Кроме того, загрязнение ацетона пластиком одного цвета может привести к появлению разводов на последующих моделях, окунаемых в тот же раствор. Более контролируемым процессом является обработка ацетоновыми парами.

Пожалуй, наиболее эффективный метод получения моделей из ABS-пластика с глянцевой поверхностью. Этот метод требует помещения модели в тару с небольшим количеством ацетона на дне. Сама модель не должна соприкасаться с ацетоном, поэтому модель следует устанавливать на платформу, либо подвешивать над поверхностью растворителя. При установке на платформу следует учитывать свойства материала подставки. Древесина плохо подходит для этой задачи ввиду пористости: нижняя поверхность модели склеится с древесиной, а отделить ее будет достаточно сложно. Наилучшим вариантом считается использование металлической подставки.


Желательно не использовать древесину в качестве платформы

После размещения модели емкость необходимо подогреть, чтобы повысить температуру ацетона. Ацетон испаряется и при комнатной температуре, но слишком медленно. Следует иметь в виду, что кипячение ацетона не рекомендуется, так как это будет способствовать накоплению конденсата на модели, который, в свою очередь, может вызвать образование разводов. Таким образом, для лучших результатов не стоит превышать температурный порог в 56°C.


Безопасное кустарное устройство для обработки парами, использующее кипяток во внешней кастрюле для нагревания ацетона во внутренней

Время выдержки сильно варьируется в зависимости от температуры ацетона. Так, при кипячении может хватить лишь нескольких секунд, тогда как эксперименты при комнатной температуре требовали до 40 минут выдержки. К счастью, используя прозрачный контейнер можно определить готовность модели «на глаз».

Как и в случае с обработкой погружением, готовую модель необходимо проветрить до затвердевания внешней поверхности, избегая лишнего физического контакта.

Как при погружении моделей в ацетон, так и при обработке парами следует учитывать толщину стенок моделей. Оболочка должна быть достаточно толстой, чтобы выдержать неминуемую потерю внешнего слоя. Кроме того, особенно тонкие черты могут просто раствориться, а острые углы будут сглажены.

Техника безопасности


Результат успешной обработки модели из ABS-пластика ацетоновыми парами

Ацетон не считается высокотоксичным веществом, но, тем не менее, следует проявлять осторожность. Вдыхание паров может привести к отеку легких и пневмонии. Признаком отравления служит ощущение интоксикации, сопровождаемое головокружением. Кроме того, ацетон вызывает раздражение слизистых оболочек. При работе с ацетоном не следует пренебрегать индивидуальными средствами защиты – очками и перчатками.

Стоит обратить особое внимание на легкую воспламеняемость ацетона. Воздушные смеси с концентрацией ацетона до 13% по объему взрывоопасны – при обработке ацетоновыми парами категорически рекомендуется проводить работы в хорошо вентилируемом помещении и, по возможности, использовать вытяжку. Не используйте открытый огонь для нагревания ацетона: так как пары растворителя тяжелее воздуха, они будут вытеснять воздух из сосуда, а оказавшись снаружи, охладятся и войдут в прямой контакт с огнем со всеми вытекающими последствиями. Плотно закрывать сосуд также не рекомендуется, особенно при сильном нагревании, во избежание разрушения под давлением.

Коммерческие варианты


Результат работы установки Stratasys Finishing Touch Smoothing Station

Помимо вышеописанного устройства Makeraser, существуют и коммерчески производимые установки для обработки парами как ацетона, так и других растворителей – дихлорметана, бутанона и др.

Компания Stratasys производит малоизвестную, но успешную установку Finishing Touch, способную обрабатывать любые вариации ABS-пластика до качества, практически неотличимого от моделей, произведенных литьем под давлением. Процесс облегчается наличием системы рециркуляции, что позволяет экономить на растворителе и предотвращать загрязнение воздуха потенциально опасными парами.


Перспективная установка Sky Tech MagicBox

Разработчики нового устройства Sky Tech MagicBox обещают совместимость своего устройства не только с ABS-пластиком, но и с PLA. Правда, они намереваются добиться этого с использованием все того же ацетона, несмотря на невысокую растворимость полилактида (PLA) в этом растворителе. Тем не менее, даже при возможности работы только с ABS новое устройство станет хорошим пособием, особенно для компаний, использующих FDM 3D-печать для мелкосерийного производства.

Как выбрать филамент высокого качества

Филамент для 3D-печати - это кровь вашего принтера. В этой статье мы поделимся с вами некоторыми соображениями по поводу пластиковых филаментов. Они помогут вам лучше понять, чем хорош филамент 1,75 мм и на что надо обращать внимание, когда вы покупаете пластиковые материалы для своего принтера.

Схема устройства экструдера

Существует много разновидностей филаментов. Большинство из приведенных ниже в этой статье примеров и соображений будут касаться непосредственно пластиков PLA и ABS, но принципы, описанные в статье применимы, в большинстве случаев, и для других видов пластика.

Как PLA, так и ABS пластики – отличные материалы, и вы можете создавать с их помощью удивительные вещи. Но наверно, лучше попробовать оба эти вида, чтобы понять, какой из них вам больше по душе. Ниже вы найдете список основных характеристик для обоих пластиков.

  • 1 Почему PLA?
  • 2 Почему ABS?
  • 3 Почему 1,75 мм?
  • 4 Допуск по диаметру
  • 5 Округлость сечения филамента
  • 6 Диаметр катушки
  • 7 Хранение филамента
  • 8 Перечень параметров, которые стоит проверять при покупке филамента



Почему PLA?


  • PLA (сокращение от Полимолочная Кислота) представляет собой пластик на основе возобновляемых крахмалов, таких как кукурузный крахмал и крахмал из сахарного тростника.
  • Этот пластик биоразлагаемый и при печати он выделяет малое количество ультратонких частиц (UFCs).
  • При работе с этим пластиком появляется едва заметный, но довольно приятный, сладкий запах.
  • В зависимости от характеристик и цвета филамента, температура экструзии может варьироваться от 160 до 220 ° C.
  • Детали, отпечатанные с использованием PLA более жесткие, чем детали из ABS (ABS пластик более гибкий).
  • В целом, у деталей, отпечатанных из PLA пластика слегка глянцевая поверхность.
  • PLA менее подвержен деформации во время печати и гораздо более «липкий», чем ABS.
  • PLA становится мягким при температуре около 60 ° C (температура тепловой деформации).
  • PLA требует немного больше усилий для проталкивания при экструдировании, так как он отличается более высоким коэффициентом трения, по сравнению с ABS.
  • PLA появился немного позже в истории FDM 3D-принтеров и у него довольно многообещающее будущее.


Почему ABS?


  • ABS (сокращение от акрилонитрил бутадиен стирол) является обычным термопластиком (к примеру, конструктор LEGO изготовлен из ABS пластика). Этот пластик производится из нефтепродуктов.
  • Пластик ABS более склонен к выделению ультатонких частиц (UFCs) по сравнению с PLA. Поэтому использовать этот пластик рекомендуется в хорошо проветриваемом помещении.
  • При работе с ним появляется слабый запах «жженого пластика».
  • В зависимости от характеристик и цвета, температура экструзии может варьироваться от 220 до 260 градусов по Цельсию.
  • Изделия, распечатанные из ABS пластика слегка эластичны и менее хрупкие, чем изделия из PLA.
  • В целом, детали, отпечатанные из ABS пластика обладают более глянцевой поверхностью, чем детали из PLA пластика.
  • Пластик ABS становится мягким при около 100 ° C (температура тепловой деформации), что делает его более теплостойким, чем PLA пластик.
  • ABS обладает меньшим коэффициентом трения, чем PLA и требует немного меньше сил для экструдирования, чем PLA.
  • ABS может считаться «традиционным» типом филамента, поскольку его использовали для 3D-печати еще до появления пластика PLA.


Почему 1,75 мм?


  • Чем легче филамент из расчета на единицу длины, тем меньшие массы приходится перемещать мотору экструдера, и тем легче ему производить эту работу.
  • Кроме того, филамент с меньшим диаметром нагревается быстрее (поскольку требуется меньше времени для того, чтобы тепло достигло центра), и поэтому вы можете печатать быстрее.
  • Это позволяет использовать чуть более компактную конструкцию горячего сопла экструдера.
  • Меньшие по размеру сопла позволяют добиться более точного управления потоком пластика и уменьшает риск протеканий.
  • Обладая более компактными размерами, они могут очерчивать более точно контуры и делать более острые углы.
  • Сила, необходимая для проталкивания пластика в экструдер меньше, потому что давление, образующееся внутри сопла, тоже будет меньше.

Теперь, когда мы объяснили достоинства филамента с диаметром 1,75 мм, давайте поговорим о том, на что надо обращать внимание при покупке хорошего филамента. Некоторые их этих правил более очевидны, чем другие, но и другие правила не менее важны при выборе. В этой статье мы рассмотрим наиболее важные из них, для того, чтобы вы могли самостоятельно принять обоснованное решение при покупке филамента для 3D-принтера.


Допуск по диаметру

Нестабильный диаметр = нестабильная экструзия

При печати на любом принтере типа FDM, важно понимать, что программное обеспечение, управляющее принтером вычисляет объем экструзии на основании диаметра филамента, диаметра сопла экструдера на вашем принтере и скорости экструзии (обычно используют название скорость потока – в мм/с).

По сути, ваш принтер контролирует количество пластика, которое выталкивается из сопла, при вращении шестеренки экструдера и проталкивании определенной длины филамента в горячее сопло.

Если у филамента нерегулярный диаметр, объем экстрадированного пластика будет меняться, и программное обеспечение не сможет регулировать длину экструзии для компенсации этих колебаний. Вместо этого он будет продолжать печать, с расчетом, что выйдет «теоретически» определенное количество пластика. Это то, что мы называем «нестабильной экструзией».

Допуск на диаметр филамента

В идеале филамент обладает абсолютно постоянным диаметром по всей длине, до самого конца. Однако, в реальной жизни, из-за производственного процесса, всегда есть допуск, в пределах которого будет варьироваться диаметр филамента.

Допуск филамента показывает фактические изменения в диаметре определенного филамента. Например, филамент компании Boots Industries, при диаметре 1,75 мм, имеет допуск ± 0,03 мм.

Серьезные проблемы могут возникнуть из-за непостоянности диаметра филамента. Типичным последствием является отказ экструдера, состояние, при котором экструдер перестает функционировать и пластик больше не поступает в его горячее сопло. Это может произойти, если нить филамента вдруг становится слишком тонкой для натяжного механизма и давление, оказываемое на нить, оказывается недостаточным для сцепления.

Тонкая нить филамента может потерять контакт с колесиком экструдера

Еще одним эффектом уменьшения диаметра нити филамента является обратный поток в горячем сопле (препятствующий поступлению пластика в головку устройства).

Другой крайностью является внезапное большое расширение диаметра филамента, когда мотору экструдера не хватает мощности, чтобы протолкнуть его или же такой большой диаметр не входит в отверстие горячего сопла.

Другим эффектом большого увеличения в диаметре филамента является то, что шестеренка экструдера может стереть поверхность пластика, в результате чего натяжной механизм не сможет захватить нить, чтобы протолкнуть ее и подача прекратится.

Сильное увеличение диаметра у филамента плохого качества

Во всех случаях, сложности с экструдером такого характера могут быть компенсированы натяжным механизмом, который поддерживает давление на нить динамически, независимо от ее диаметра, с помощью пружины. Однако не все натяжные механизмы обладают этой особенностью и поэтому не могут предотвратить сложности, связанные с большими отклонениями в диаметре.

Обычно, при поиске качественного филамента, ориентируются на золотой стандарт, принятый в этой отрасли в отношении допусков по диаметру, составляющий не больше 0,05 мм. Тесно сотрудничая с производителями, мы обнаружили, что очень трудно улучшить этот стандарт и поддерживать постоянность диаметра по всей длине катушки. При покупке новой катушки филамента вы можете воспользоваться микрометром для измерения диаметра в нескольких местах и чтобы убедиться, что он соответствует объявленной толерантности.

Округлость сечения филамента

При контакте с колесом экструдера, нить филамента всегда подвергается некоторому сжатию из-за того, что колесу экструдера необходимо сцепление с пластиком. Это в самом деле, уменьшат округлость сечения нити филамента, но этот эффект постоянен по всей длине катушки, поэтому практически не влияет на качество печати.

Нормальная деформации при контакте с колесом экструдера

Но, несмотря на вышесказанное, постоянность круглая форма филамента по всей длине катушки имеет большое значение. Это потому, что если нить филамента внезапно теряет свою идеально круглую форму и становится овальной, это может привести к сбою в работе экструдера так же, как и при увеличении или уменьшении диаметра нити филамента.

Диаметр катушки

При покупке филамента, вероятней всего, вы хотите использовать его весь. Мы исследовали материалы от различных поставщиков и сталкивались с различными типами катушек. Мы обнаружили, что некоторые конструкции катушек могут значительно снижать удобство использования материала. При использовании катушки с относительно небольшим (< 100 мм) внутренним диаметром, мы обнаружили, что плотно намотанный пластик труднее разматывается. Это может зависеть от температуры пластика, при которой он наматывался на катушки заводом-изготовителем. Некоторые производители при производстве пластика вводят дополнительный шаг производства, позволяя готовому пластику немного остыть перед намоткой на катушки.

Тем не менее, важно помнить, что большинство конструкций экструдеров предполагает стягивание филамента прямо с катушки. Таким образом, когда вы достигнете конца плотно намотанной катушки, становится все труднее разматывать нить филамента, и колесико экструдера может начать скользить и обдирать нить филамента.

Плотно намотанный на катушку пластик PLA

Эта ситуация обычно исправляется путем увеличения давления экструдера, но следует учесть, что слишком большое давление колесика может значительно повлиять на округлость нити филамента (при слишком большом давлении при прохождении через экструдер, нить филамента становится немного овальной).

Во избежание таких сложностей и для сведения к минимуму деформации нити при прохождении через экструдер, мы рекомендуем катушку с внутренним диаметром более 100 мм. Конечно, катушка со слишком большим внутренним диаметром так же не является наилучшим выбором, потому что они более дорого обходятся при транспортировке и хранении. У каждого поставщика свои собственные принципы и приоритеты в отношении производства и качества филаментов, но мы обсуждали здесь внутренний диаметр катушки лишь с точки зрения удобства для 3D-печати.

Хранение филамента

Три различных диаметра катушек, которые мы тестировали

Если вы планируете приобрести филамент высокого качества и правильно настроить принтер для достижения высокого качества печати, условия хранения филамента тоже важны. Распространенная проблема, которая присуща большинству видов пластика (независимо от качества) это то, что со временем, он впитывает влагу, и в результате, внутри нити филамента образуются маленькие капельки воды. Проблема заключается в том, что эти небольшие капельки, при нагревании в горячем сопле экструдера, достигают точки кипения примерно при 100 градусов Цельсия и взрываются. Это резко снижает качество печати, поскольку из-за этого пластик будет время от времени разбрызгиваться, вместо того, чтобы аккуратно укладываться слоями. Мы рекомендуем простую стратегию для хранения филамента. Мы рекомендуем вам приобрести большой пластиковый контейнер для хранения филамента и использовать ведро с сухим рисом в качестве осушителя. Это недорогой и очень эффективный способ, позволяющий сохранить филамент совершенно сухим.

Перечень параметров, которые стоит проверять при покупке филамента

Обычный пластиковый контейнер с катушками филамента и ведром риса в качестве осушителя

Выше мы обсудили некоторые из наиболее важных параметров, которые следует учитывать при покупке пластикового филамента. Ниже мы приводим полный перечень советов для покупающих филамент, который вы, возможно, найдете полезным.

  • Покупайте только такой филамент, допуск по диаметру которого является гордостью производителя, и соответственно рекламируется (0,05 мм и меньше - золотой стандарт).
  • Покупайте только такой филамент, который обладает идеально круглым сечением по всей длине (обычно при этом параметре и допуск по диаметру бывает очень хорошим).
  • Если внутренний диаметр катушки очень мал, будьте готовы к сложностям в использовании материала.
  • Покупайте филамент, только в надлежащей упаковке, которая защищает его свойства.
  • Убедитесь, что человек, продающий филамент, обладает опытом работы с 3D-печатью. Некоторые торговцы являются лишь посредниками, и не знают или не проверяют свой товар. Не торопясь задавайте вопросы продавцам и не удовлетворяйтесь неполными или расплывчатыми ответами.

Успехов!


Как избежать деформации моделей при 3D-печати

Нет ничего «приятнее», чем отойти от принтера на пару часов и подремать, а вернувшись, найти вот это:

Вермишель. Пластиковая

Знакомая картина? Да, это те самые «ангельские волосы», «спагетти» или «вермишель», получаемые при срыве модели с рабочего стола. Причиной такого бедствия зачастую служит деформация слоев. Закручивание краев модели вверх приводит к тому, что экструдер цепляет модель и банально ломает или срывает ее с платформы. Дальше же начинается артистичное наполнение окружающей среды пластиковой нитью в художественном стиле Джексона Поллока.

Слева: №5, 1948. Автор: Джексон Поллок. Фиброкартон, масло. Цена: $140млн
Справа: Ангельские волосы, 2013. Автор: Ravix. Принтер Prusa Mendel, ABS-пластик. Цена: $0

Но прелести деформации на этом не заканчиваются. Как проще всего поссорить двух «мэйкеров»? Правильный ответ: спросить у них что лучше – PLA (полилактид) или ABS (акрилонитрилбутадиенстирол). ABS – штука, конечно, заманчивая. Этот пластик прочен, долговечен и недорог. Полилактид, в общем-то, тоже относительно недорог, но относительно мягок и биоразлагаем – со всеми вытекающими последствиями. Так почему же такие популярные устройства, как Makerbot Replicator, создаются для печати одним лишь полилактидом? Экологичность PLA суть вторичная причина, скорее даже бонус. А главная причина – низкая температура стеклования и минимальная усадка. Он не требует нагревания до сверхвысоких температур для плавления, а при остывании хоть и сжимается, теряя объем, но не сильно. Другими словами, печатать полилактидом проще. А вот ABS «усаживается» достаточно заметно, теряя до 8% объема. Если не контролировать температурный режим, то можно получить искривления и даже трещины.

В нашей статье мы предлагаем рассмотреть методы устранения деформации.

  • 1 Используйте подогреваемую платформу
  • 2 Выберите правильную адгезию
  • 3 Чистота – залог хорошей печати
  • 4 Калибровка по высоте
  • 5 Тише едешь – дальше будешь
  • 6 Не простудите свою модель
  • 7 Убавьте пыл
  • 8 Уменьшите плотность модели
  • 9 Печатайте с подложкой
  • 10 Ушки
  • 11 Пороги
  • 12 Термостенки



Используйте подогреваемую платформу

Рабочая платформа с нагревательным элементом

Эта опция предлагается со многими современными 3D-принтерами, а в случае с RepRap модификацию можно провести самому. Пусть подогрев и добавит к стоимости принтера, но оно того стоит. Подогрев модели снизу позволяет замедлять и выравнивать процесс остывания. Если небольшие модели из PLA можно напечатать без подогрева, то при печати больших объектов без нагревательного элемента уже не обойтись, так как даже незначительная усадка PLA имеет кумулятивный эффект при возрастании габаритов модели. При печати же ABS-пластиком подогрев просто необходим, иначе быстрая усадка нижних слоев приведет к деформации верхних, еще горячих частей модели. Стоит обратить внимание на равномерность прогрева платформы. Если прогрев не будет равномерным, то первые же слои, неравномерно охлаждаясь, могут «закрутиться». Зачастую тут даже не поможет клей или липкая лента, используемые для удержания модели на месте. Края поднимутся, экструдер зацепит нанесенные слои, а дальше – «вермишель». 

Выберите правильную адгезию

Kapton - отличное покрытие для платформы

Если пластик не будет клеиться к платформе, ждите беды. Какая из них лучшая – консенсуса нет. Фигурируют столы из алюминия, стекла (даже базальта), стали, титана. Бывалые «RepRap»еры молятся на Kapton – полиимидную пленку, наносимую на поверхность платформы. Кстати, пленку можно обработать мелкозернистой наждачной шкуркой – шершавая поверхность будет способствовать «схватыванию» с пластиком. Некоторые пользователи напыляют на поверхность платформы аэрозольный клей, содержащий ацетон (для схватывания ABS), или даже лак для волос!

Чистота – залог хорошей печати

Если рабочая платформа покрыта пылью, то к пыли и будет прилипать пластик. Как это повлияет на сцепление модели с самой платформой вряд ли нужно объяснять. Если печать производится ABS-пластиком, можно протереть платформу ацетоном, чтобы растворить мелкие кусочки, оставшиеся от предыдущих моделей. На полилактид ацетон эффекта не имеет, но можно попробовать Лимонен. Кстати, нить тоже стоит держать в чистом состоянии, ибо накопление пыли в экструдере чревато всевозможными интересными, но малоприятными последствиями. Один простой метод очистки нити (если уж она запылилась) – использование поролонового фильтра перед подачей в экструдер.

Калибровка по высоте

Попытка напечатать кубик при слишком большой начальной дистанции между соплом и платформой

Правильно нанесенный первый слой – краеугольный камень успешной печати. Если при нанесении первого слоя головка сидит слишком высоко над платформой, сцепление может оказаться слишком слабым. Эта проблема решается экспериментальным путем: если вашу модель срывает с платформы, попробуйте понизить начальную высоту головки небольшими шажками. Если платформа подогреваемая, то имеет смысл провести калибровку в нагретом состоянии, ибо деформация платформы при нагреве может сделать «холодную» калибровку неточной.

Тише едешь – дальше будешь

Снижение скорости печати может уменьшить деформацию моделей

Да, к сожалению, 3D-печать даже небольших объектов занимает достаточно много времени. Но для того, чтобы повысить сцепление с платформой и дать слоям дополнительное время на равномерное охлаждение может понадобиться замедлить процесс печати. Это особенно важно при работе с PLA, ибо полилактид достаточно долго остывает, и нижние слои могут подвергнуться деформации под давлением верхних слоев, если они не успеют пройти точку стеклования.

Не простудите свою модель

Maker Case - шкафчик для 3D-принтеров, предотвращающий сквозняки

Сквозняки могут иметь негативные последствия не только для реальных человечков, но и для пластиковых. Банальный сквозняк может привести к неравномерному охлаждению модели – переохлаждению с одной стороны с последующей односторонней усадкой и кривобокостью. Не зря многие производители предпочитают делать закрытые корпуса для своих принтеров. Кроме того, плотно закрытый корпус помогает поддерживать повышенную фоновую температуру в рабочей камере, что хорошо при работе с ABS-пластиком. А вот при печати PLA, возможно, придется снять одну из панелей или открыть дверцу (смотря как устроен корпус), чтобы способствовать более быстрому охлаждению модели. Многие производители устанавливают дополнительные вентиляторы на экструдеры с целью обдува свежих слоев полилактида (на PrintBox3D One мы насчитали целых три!). Хотя, в общем, это здравая идея, зачастую она имеет прямо противоположный эффект, ибо обдувается только одна сторона модели. В случае с PrintBox3D One расчет был сделан на быстрое охлаждение свежих слоев – до того, как последующие слои станут преградой для воздушного потока. А Picaso Builder использует хитрую систему каналов, встроенных в экструдер для равномерного обдува модели сверху.

Убавьте пыл

Не ваш лично. Имеется в виду температура экструдера. Идеальный вариант – разогрев экструдера до температуры чуть выше температуры стеклования пластика, лишь бы экструзия проходила нормально и слои «схватывались» между собой. Ведь чем сильнее разогрет пластик, тем дольше он будет остывать, и тем ощутимее будет усадка. Но имейте в виду, что подобные эксперименты могут привнести дополнительную нагрузку на механизм экструдера, вплоть до повреждения оного. Да и сопло может забиться. Будьте осторожны.

Уменьшите плотность модели

Различные степени наполнения

Модель может быть гомогенной (сплошной кусок пластика), полой (стенки снаружи, ровным счетом ничего внутри), либо облегченной (с виду цельная, а внутри наполненная пластиковой сеткой или сотами). Последний вариант имеет массу достоинств. Тут и экономия материалов по сравнению с цельными моделями, хорошая прочность по сравнению с хрупкими полыми моделями и, наконец, пониженная вероятность деформации. Логика достаточно проста: чем больше поверхность слоя, соприкасающегося (т.е. слипающегося) с платформой, и меньше объем пластика в следующих слоях, тем меньше вероятность закручивания нижнего слоя при усадке верхних. Добавьте сюда уже описанные подложки, и шансы на успешную печать возрастают многократно.

Печатайте с подложкой

Печать колеса на подложке

Подложка или «рафт» – это основание модели, выполненное в виде сетки. Ввиду высокой пористости, такие структуры остывают быстро и равномерно, а затем служат надежной основой для настоящей модели. Чем подложка больше и толще, тем она прочнее и надежней. Тут уже придется найти идеальный баланс между функциональностью и расходом материала. Многие программы для обработки цифровых моделей (например, Skeinforge или ReplicatorG) имеют встроенную функцию построения подложек.

Ушки

Модель с «ушками»

Проблема с подложками в том, что они могут достаточно серьезно ухудшить качество нижнего слоя модели. Ведь весь этот лишний пластик придется удалять, не так ли? Как вариант, можно распечатать расширения нижнего слоя (т.н. «ушки») в наиболее уязвимых для закрутки местах – например, по углам. Ушки помогут держать края на месте, пока нижняя часть модели не затвердеет. После печати их будет куда проще удалить, чем подложку. Минусом этого приема является необходимость дополнительной рабочей поверхности. 

Пороги

Модель с «порогами» и в готовом виде

По своей сути, это комбинация подкладки и ушек. Подкладка увеличенного размера надстраивается дополнительными объектами («порогами» или «козырьками»), чья единственная цель – удерживать подкладку на месте. Наиболее эффективный метод предотвращения деформации нижних слоев, но и наиболее затратный с точки зрения материалов. Плюсом является тот факт, что сами «пороги» с моделью не соприкасаются, а поэтому по окончании печати счищать с модели придется лишь саму подложку.

Термостенки

Своего рода средство для борьбы со сквозняками. В основе идеи лежит построение тонких стенок вокруг модели, сдерживающих теплый воздух внутри и способствующих более равномерному охлаждению модели. Фактически, это альтернатива закрытому корпусу принтера. Сами стенки могут подвергнуться деформации, но так как они не являются составляющей модели, это не страшно. Минусом является дополнительный расход материалов.