Posted By Sculpteo on Jul 26, 2017 |

Vytvořili jste někdy 3D model, který nebylo možné vytisknout pro jeho křehkost? Výpočet minimální tloušťky stěny je jedním z nejdůležitějších kroků při přípravě 3D modelu pro 3D tisk. V tomto blogpostu jsme pro vás připravili několik tipů, které je třeba mít na paměti při návrhu dílu, a přehled nástrojů pro 3D tisk Sculpteo, které vám pomohou uspět.

Minimální tloušťka stěny označuje minimální tloušťku, kterou by váš model měl mít pro daný materiál nebo technologii. Mít lepší přehled o tloušťce stěny je nezbytné předtím, než se rozhodnete pro 3D tisk svého objektu, protože 3D tiskárna potřebuje tuto konkrétní tloušťku k úspěšnému 3D tisku vašeho objektu. Pokud jde o 3D tisk, problémy s tloušťkou stěny jsou často důvodem, proč váš model nelze vytisknout. Existují čtyři základní body, které musíte vzít v úvahu, abyste předešli špatnému výsledku při odesílání svého 3D modelu do online služby 3D tisku nebo dokonce do vlastní 3D tiskárny.

Nastavte minimální měřítko svého modelu

Modelování 3D souboru nevyžaduje nutně práci s danou jednotkou nebo měřítkem. To platí zejména pro software, jako je Blender, ve kterém jste schopni zadat proporce, ale žádnou jednotku. Tato práce se provede až po fázi modelování, kdy model odešlete do 3D tiskárny. Proto je třeba v tomto okamžiku věnovat měřítku i velikosti 3D modelu zvýšenou pozornost. Vytváření 3D tisku v milimetrech místo v centimetrech může velmi dobře vést ke špatnému 3D tisku.

Příkladem mohou být architektonické modely. To je ostatně jeden z hlavních problémů, na který jsme narazili při spolupráci s La Cité de L’Architecture na reprodukci La Merveille. U architektonických modelů může být například zcela možné vytisknout 3D tiskárnu v měřítku 1/10 něčeho a prostě nemožné udělat totéž v měřítku 1/250. Po dosažení určité úrovně miniaturizace začnou detaily (přítomné v digitálním 3D souboru) mizet, když se změní na fyzický objekt, protože je 3D tiskárna není schopna vytvořit (nebo vytvoří velmi křehké). U architektonických modelů je poměrně často nutný lidský zásah, který rozhodne, které detaily budou zachovány a které ne, aby 3D soubor neobsahoval informace, které nebude možné vytisknout.

tisk 3D modelu pro architektonické účely

Výsledkem je opět to, že detaily nelze vytisknout, v horším případě se mohou rozbít nebo dokonce způsobit havárii 3D tiskárny.

Zkontrolujte minimální tloušťku stěny zvoleného materiálu pro 3D tisk

Každý materiál pro 3D tisk (a tedy i technologie) se chová jinak. Zatímco specifikace zůstávají pro každou technologii 3D tisku zhruba stejné, při přechodu mezi různými technologiemi můžete najít pokyny, které jsou velmi specifické. Pokud se například rozhodnete tisknout své 3D díly pomocí našich plastových nebo hliníkových materiálů, můžete se snadno odvolat na limity použité technologie. V případě plastu je minimální tloušťka stěny v našich konstrukčních požadavcích stanovena na 0,8 mm. Pokud se však snažíte 3D tisknout pomocí technologie Multicolor, budete muset minimálně nastavit minimální tloušťku stěny na 2 mm.

U našich nejsilnějších kovových materiálů pro 3D tisk, zejména u kovových materiálů využívajících technologii DMLS, jako je titan Ti64 a nerezová ocel 316L, je minimální tloušťka stěny, kterou potřebujete pro svůj 3D model, 2 mm. Navíc u lehkého a pevného materiálu, jako je hliník AlSi7Mg0,6, musí být tenčí alespoň 0,5 mm.

Vytvořte optimalizované tvary pro 3D tisk

Důležitým faktorem pro tloušťku stěny je samozřejmě struktura a geometrie návrhu. Existují dvě věci, ve kterých jsou 3D tiskárny špatné: převisy a velký rovný povrch.
Aby se předešlo problému převisů, používají některé technologie 3D tisku podpěry, které drží díl během tisku. Tyto podpěry lze odstranit pomocí chemické lázně, zatímco jiné (jako SLA nebo DLP) vyžadují odstranění podpěr ručně, což pravděpodobně zanechá na 3D tisku nějaké „stopy“. U 3D tisku na bázi prášku (SLS nebo Binder Jetting) je problém trochu jiný, protože jako podpěra funguje samotný prášek uvnitř tiskového objemu. Díky tomu může stroj konstruovat složité tvary bez podpory. Fyzika zde však stále platí a extrémní přesahy stále nejsou tisknutelné nebo je třeba je nejprve otestovat.

Příklad přesahu, jehož výsledkem by byl netisknutelný objekt.

Pokud chcete 3D tisknout velkou plochu (nebo ještě lépe velkou rovnou plochu), je třeba vzít v úvahu jednu věc: stroj musí být schopen fyzicky sestavit „nepodepřené stěny“ nebo že rovné plochy mají tendenci se při chlazení navíjet. To znamená, že ploché povrchy na 3D souboru, které nejsou dostatečně tlusté, nezůstanou po vytištění ploché.

Příklad minimální tloušťky plastické stěny pro podepřené a nepodepřené stěny

Snažte se vyhnout vytváření příliš tlustých stěn

Mít příliš tlusté stěny může být také důvodem, proč nemůžeme 3D tisknout váš díl. Příliš velká tloušťka stěn může vytvářet příliš velké napětí, které může způsobit prasknutí vašeho 3D tištěného objektu, nebo pokud je ještě tlustší, může se váš objekt zlomit. To je důvod, proč vám vždy doporučujeme zkontrolovat jednotlivé pokyny k materiálu a respektovat maximální tloušťku stěny.

Nezapomeňte na gravitaci!

I když jste se postarali o všechny výše zmíněné problémy, někdy je snadné přehlédnout věci, které jsou opravdu zřejmé: gravitace existuje. I když náš operátor bude pracovat na odhalení fyzikálních odchylek, jako jsou plovoucí díly, nestabilní poloha, díly nesoucí příliš velkou hmotnost vzhledem ke své tloušťce, je vždy jednodušší je opravit hned na začátku. Zvláštní pozornost je třeba věnovat geometrii vaší konstrukce a nejvíce namáhané díly je třeba zesílit.

To se snad rozumí samo sebou, ne?

Co lze udělat pro snadný boj s těmito chybami?

Ve společnosti Sculpteo může být 3D tisk dostupný a jednoduchý jen na několik kliknutí. V této druhé části příspěvku objevíte naše online softwarové nástroje pro 3D tisk, které vám pomohou zkontrolovat a vylepšit tloušťku stěny vašeho návrhu přímo v našem rozhraní. Nemusíte se tedy znovu vracet ke svému softwaru pro 3D modelování.

1. Ověřte a zkontrolujte pevnost svého 3D vytištěného dílu pomocí nástroje Solidity Check

Když nahrajete svůj 3D soubor na naše webové stránky, všimnete si, že zobrazujeme správné vykreslení vašeho 3D souboru. Tato tepelná mapa neboli Solidity Check je součástí karty Review a ukazuje, kde je váš model příliš tenký. Tato tepelná mapa se sestavuje v závislosti na materiálu a konečné velikosti vašich objektů. Pokud je vše zelené, je váš model v pořádku. Pokud jsou však některé díly příliš křehké a nedodržují minimální tloušťku, zobrazí se oranžově nebo dokonce červeně. To znamená, že váš objekt je křehký a snadno se rozbije. V tom případě je nejlepší model ještě jednou zkontrolovat.

Kontrola pevnosti je vynikající nástroj pro ověření pevnosti vašeho objektu a zároveň se velmi snadno a rychle používá. Je to první krok, který je třeba udělat před dokončením zakázky. Když změníte velikost modelu nebo materiál, aktualizace se provede automaticky.

Můžete se podívat na naši stránku s recenzí na Kontrolu pevnosti, kde se dozvíte více o tom, jak tento softwarový nástroj pro 3D tisk funguje.

Automaticky opravte svůj 3D model pomocí nástroje Zhušťování

Nástroj Zhušťování funguje tak, že automaticky opraví nedostatečnou tloušťku vašeho 3D modelu, aby byla dodržena minimální tloušťka. Tento softwarový nástroj pro 3D tisk vypočítá pro každý bod, který patří ke křehkým dílům, novou polohu a vytvoří síť, která respektuje minimální tloušťku stěny. Náš nástroj pro tloušťkování je součástí naší sady revizních nástrojů spolu s nástroji Kontrola pevnosti, Zobrazení výřezu a 3D tisková dokumentace – závěrečný důkaz.

Před použitím nástroje Tloušťkování:

Po použití zahušťování:

Použijte náš nástroj pro dutiny k optimalizaci modelu

Pokud vás zajímá, jaká je nejlepší tloušťka stěny složitého modelu, který je třeba vydutit, aby se snížila hmotnost a náklady na materiál, pak by dobrým řešením mohlo být vytvoření modelu jako vyplněného tělesa a následné použití našeho automatického nástroje pro dutiny. Nástroj Hollowing, který je považován za jeden z našich nejpoužívanějších softwarových nástrojů pro 3D tisk, vám pomůže přidat do konstrukce otvory a vytvořit uvnitř prázdné díly. Má dvě výhody: vyprázdnění nevyužitého materiálu a odlehčení vašeho objektu. V důsledku toho snižuje náklady na 3D tisk

Další informace o tom, jak tuto funkci používat, najdete v našem předchozím blogpostu „Online optimalizační nástroje pro 3D tisk“.

Pro vytvoření dokonalého 3D tištěného objektu vám doporučujeme prostudovat si naši speciální stránku o pokynech pro navrhování. Najdete zde všechny potřebné informace o různých minimálních tloušťkách stěn jednotlivých našich materiálů pro 3D tisk. Nebo jednoduše nahrajte svůj soubor a objevte naše softwarové nástroje pro 3D tisk, které vám pomohou vylepšit váš 3D model!