Zanim drukarka 3D będzie mogła wykonać model trójwymiarowy zadanego obiektu, trzeba go zaprojektować i zapisać w odpowiednim dla niej formacie. Jak wykonać projekt, aby wydruk 3D spełniał wszystkie oczekiwania zamawiającego lub projektanta?

Ograniczenie druku 3D

Należy mieć na uwadze to, że każda technologia drukowania 3D ma swoje zalety, ale i ograniczenia, które trzeba uwzględnić na etapie projektowania obiektu w trójwymiarze. Jednym z nich jest grubość ścianki, jaka może być wykonana w ramach usługi druku 3d. Przy projektach przeznaczonych do drukowania 3D należy zachować minimalne wymiary ścianek, ponieważ w przeciwnym wypadku wydruk po prostu może się nie udać. W zależności od rodzaju ścianek – wspartej lub niewspartej, oraz wybranej technologii wydruku, projekty do drukarek 3D muszą zakładać odpowiednią, minimalną grubość tych ścianek. Dla poszczególnych technologii wynoszą one:

  • Co najmniej 0,8 mm dla ścianek wspartych i niewspartych dla FDM.
  • Co najmniej 0,5 mm dla ścianek wspartych i 1 mm dla ścianek niewspartych dla SLA.
  • Co najmniej 0,7 mm dla ścianek wspartych dla MJF.
  • Co najmniej 0,4 mm dla ścianek wspartych i 0,5 mm dla ścianek niewspartych dla DMLS.

Kolejnym ograniczeniem dla projektów do drukowania 3D jest średnica otworów wewnątrz elementów, która ma zapewnić odpowiednią jakość wydruku. Wynosi ona od 0,5 mm minimum dla technologii druku 3D SLA do nawet 2 mm dla druku FDM.

Wysokim ryzykiem niepowodzenia procesu wydruku 3D może zakończyć się drukowanie mostów w technologii SLA i MJF bez zastosowania struktur podporowych, np. w postaci niespieczonego proszku. W technologii FDM most będzie wydrukowany prawidłowo, jeśli będzie miał maksymalnie 10 mm długości bez podpór.

Jeśli projekt 3D ma elementy wklęsłe i wytłoczenia, to także powinny one mieć pewne minimalne wymiary, by drukarka 3D w ogóle je uwzględniła. Wartości te powinny wynosić:

  • 0,6 mm szerokości i 2 mm wysokości dla technologii FDM,
  • 0,4 mm szerokości i 0,4 mm wysokości dla technologii SLA,
  • 1 mm szerokości i 1 mm wysokości dla technologii MJF,
  • 0,1 mm szerokości i 0,1 mm wysokości dla technologii DMLS.

Wystające elementy o kształcie walca w projekcie 3D muszą mieć minimalną średnicę o wielkości od 0,5 mm dla SLA do 3 mm dla FDM, by stworzyć dobrej jakości model 3D.

Gdy projekt 3D jest projektowany z wykorzystaniem części ruchomych, to wielkość szczeliny pomiędzy takim elementem a obiektem musi wynosić od 0,3 do 0,5 mm w zależności od technologii drukowania 3D.

Czytaj także: Jaka drukarka 3D dla początkującego?

Jak zaprojektować dobry projekt do druku 3D?

Mając na uwadze wszystkie ograniczenia, jakie są właściwe dla określonych technologii, można przystąpić do wykonania projektów do drukarek 3D. Taki projekt powinien mieć nie tylko płaskie wymiary, ale powinien być przestrzenny. Projektant musi opisać jego wszystkie pożądane parametry, w czym na pewno pomocne okazują się odpowiednie programy komputerowe.

Pierwszym krokiem do stworzenia dobrego projektu do druku 3D będzie wybranie programu, za pomocą którego zrealizowany zostanie etap modelowania 3D. Wśród popularnych aplikacji służących do tego celu można wymienić Wings 3D, Blender, 3DCrafter, czy 3ds Max i Cinema 3. Po wybraniu i zainstalowaniu programu można przystąpić do projektowania i modelowania 3D, bazować na istniejących obiektach lub stworzyć go od podstaw samodzielnie. Poszczególne elementy i obiekty przygotowywane do wydruku 3D są prezentowane jako siatka punktów na płaszczyźnie XYZ, a osie te oznaczają kolejno długość, szerokość i wysokość. Im więcej punktów będzie zawierał projekt, tym będzie on charakteryzował się większą szczegółowością.

Drukowanie w 3D wymaga zapisania obiektu w standardowym formacie STL, który jest obsługiwany przez większość programów przeznaczonych do projektowania 3D. Później przy pomocy oprogramowania – Slicer – dokonuje się konwersji modelu na pojedyncze warstwy oraz generuje tzw. G-Code, będący formatem zapisu eksportowanym bezpośrednio do drukarki 3D.

Skąd wziąć projekty do druku 3D?

Projekt do druku 3D można przygotować samodzielnie albo też wykorzystać alternatywę, jaką są gotowe rozwiązania czy skanowanie 3D. W wyniku skanowania można uzyskać od razu gotową siatkę punktów, czyli model, który skopiować można na drukarce 3D. Można także go zmodyfikować i wówczas dopiero dokonać jego wydruku.

Usługi druku 3D na zamówienie

Drukowanie gotowych, przygotowanych w odpowiednich programach 3D projektów może być przeprowadzone w firmach oferujących usługi drukowanie 3D na zamówienie. Bardzo często firmy te wykorzystują metodę druku 3D SLS – Selective Laser Sintering, która cechuje się wysoką dokładnością i pozwala na drukowanie obiektów o wysokiej złożoności geometrycznej.

Czytaj także: Programowanie w 3D – jakie cechy powinien posiadać programista?