• en
  • de
2020-07-27

Etapy projektowania 3D

Projekt cyfrowy obiektu musi uwzględniać nie tylko jego płaskie wymiary. Powinien być przestrzenny i zawierać opis wszystkich swoich parametrów. Nie łatwo jest go przygotować, ale współczesne programy komputerowe zdecydowanie ułatwiają to zadanie. Jak opracowuje się taki projekt i na czym polega jego modelowanie?

Przygotowania do projektowania w 3D

Bez względu na to, czy obiektem projektowania w 3D ma być prototyp produktu przemysłowego, biżuteria czy makieta budowlana, to zawsze pierwszym krokiem będzie zaprojektowanie go w odpowiednim programie. W ramach przygotowania do projektowania trzeba wybrać odpowiedni program, który pozwoli na wykonanie niezbędnych prac. Wśród popularnych programów 3D tego typu można wymienić:

  •       3DCrafter,
  •       Wings 3D,
  •       Cinema 3,
  •       Blender,
  •       3ds Max,
  •       Autodesk Inventor i inne.

Po wybraniu i zainstalowaniu aplikacji do projektowania 3D na komputerze można przystąpić do właściwego działania. Są dwie drogi projektowe – albo wprowadza się skan przestrzenny istniejącego obiektu i na nim się pracuje, albo ewentualnie projektuje się obiekt od podstaw. W programach do projektowania 3D poszczególne elementy i całe obiekty prezentowane są jako siatka punktów na płaszczyźnie XYZ, a poszczególne osie w układzie współrzędnym w programie oznaczają kolejno: długość, szerokość i wysokość.

Im więcej punktów znajdzie się na siatce, tym bardziej dokładny stanie się projekt obiektu 3D. Bardzo ważne przy projektowaniu z myślą o wydrukach 3D jest to, by możliwe było w przyszłości wydrukowanie obiektu przy użyciu odpowiedniej technologii addytywnej i materiałów.

Modelowanie elementu w programie 3D

Programy do 3D służą nie tylko do zaprojektowania obiektu, który będzie nadawał się do wydruku 3D, ale również do modelowania obiektów. Na czym polega modelowanie budynków w technologii 3D? To trudna sztuka, która jest ważnym, jeśli nie najważniejszym elementem projektowania. Polega na tworzeniu i modyfikowaniu obiektów geometrycznych w trójwymiarze. Przydaje się także i wtedy, gdy bierze się gotowy projekt 3D i dostosowuje do indywidualnych wymagań.

Czytaj także: Gdzie szukać modeli 3D?

Modelowanie 3D stosowane jest przy kreowaniu modeli za pomocą inżynierii odwrotnej, poprzez skanowanie 3D. Inżynierowie zajmujący się modelowaniem mogą dokonać wielu kluczowych zmian w projekcie, a następnie zapisać w trójwymiarze poszczególne etapy swojej pracy. Ułatwia to proces projektowania.

Trójwymiarowe modele są zapisywane jako siatki składające się z wieloboków trójkątnych i czworokątnych. Każdy obiekt 3D stworzony jest z połączenia określonej liczby wieloboków. Taka technika zapisu jest powszechna i prosta. Niezbędne zmiany łatwo można wprowadzić w programie w 3D.

Przygotowanie projektu do wydruku 3D

Kiedy model 3D jest już zaprojektowany, musi być przygotowany do wydruku 3D. Drukowanie w 3D wymaga zapisania obiektu w standardowym formacie STL, obsługiwanym przez większość programów, jakie przeznaczone są do projektowania 3D. Później przy pomocy dedykowanego oprogramowania określanego jako slicer, konwertuje się model na pojedyncze warstwy i generuje tzw. G-Code, czyli inaczej format zapisu eksportowany już bezpośrednio do drukarki 3D.

Wybrane technologii i materiały do wydruku 3D

W momencie, gdy model 3D jest gotowy i zapisany w formacie, który obsługiwany jest przez drukarkę 3D, można przystąpić do jego wydruku. Drukowanie można przeprowadzić z wykorzystaniem różnych technologii:

  •       PolyJet – drukowanie trójwymiarowe opierające się na wykorzystaniu ciekłej żywicy fotoutwardzalnej.
  •       SLS – Selective Laser Sintering, metoda wyróżniająca się dużą dokładnością, pozwala na drukowanie elementów złożonych geometrycznie, a drukarki w tej metodzie wykorzystują przeważnie druk z tworzyw sztucznych nakładany maszynowo i spiekany laserem.
  •       FDM – technologia polegająca na osadzaniu topionych materiałów, takich jak materiały termotopliwe, które wykazują różne właściwości – może to być gips, metal, drewno, poliwęglan, nylon, ABS, HIPS czy PLA.
  •       DLP – drukowanie 3D z użyciem materiału światłoutwardzalnego – fotopolimeru przez promienie UV.
  •       SLA – stereolitografia, polegająca na precyzyjnym wydruku przy użyciu światła lasera, które utwardza warstwa po warstwie obiekt.
  •       SLM - druk metalu, często wykorzystywany w przemyśle maszynowym czy chemicznym.

Druk przestrzenny i obróbka powierzchni

Trójwymiarowe przedmioty powstające dzięki drukowaniu przestrzennemu, wymagać mogą jeszcze odpowiedniego opracowania ich powierzchni, dla uzyskania oczekiwanego poziomu gładkości. Nie każdy wydruk poddawany jest obróbce, czyli postprocessingowi. Jeśli jednak w procesie druku przestrzennego wykorzystane zostały różne dodatkowe podpory, muszą zostać usunięte, a elementy wydruku wyszlifowane.