Вы купили 3D принтер, возможно уже напечатали готовые модели, но не знаете как напечатать собственную, тогда вам сюда.
На летних сменах в Алгоритмике Чкаловского района Екатеринбурга наши ученики создают множество 3D моделей, которые мы затем печатаем на нашем Artillery Hornet.
Перейдем сразу к делу и разберемся как же напечатать собственную 3D модель. Чтобы напечатать собственную модель необходимо её создать, а затем подготовить для печати на 3D принтере по слоям.
Создаем свою модель
Для создания своей трехмерной модели существует большое количество программ, например Tinkercad, Blender, Solid Works, но мы остановимся на самой простой и бесплатной программе доступной из браузера - Tinkercad.
Переходим на сайт tinkercad.com, регистрируемся или заходим удобным способом, например с помощью учетной записи Google. Нажимаем "Создать" и выбираем "3D проект".
Теперь мы готовы приступить к созданию собственной модели, для этого просто переносим различные элементы из раздела "Основные формы" и строим свою фигуру или выбираем из готовых.
Теперь для сохранения модели выбираем "Экспорт" и указываем тип "STL".
Чем печатают?
Для 3D печати существуют десятки моделей принтеров, которые могут печатать различными материалами. Чаще всего используется печать пластиком или смолой. Печать пластиком (FDM) обычно является самым популярным вариантом у любителей 3D печати, так как позволяет быстро, без сильного запаха создать свою модель. Этот тип печати мы и будем рассматривать (принтер в этом случае идет с катушкой пластика).
Пластика существуют десятки вариантов, наиболее часто используются PLA, PETG, ABS. Много рассказывать про виды пластика не будем, но кратко поясним, что PLA отличается от PETG и ABS типов пластика тем, что он более хрупкий, но при этом экологически чистый, так как сделан из сахарного тростника и кукурузы и прекрасно подходит для 3D печати. Вы можете использовать любой тип пластика, который поддерживает ваш 3D принтер. Катушка с пластиком называется филамент.
Настраиваем ПО для принтера
Для подготовки 3D модели к печати необходимо использовать специальную программу, мы используем Ultimaker Cura и на её примере покажем как сформировать свою модель для печати.
Первым шагом нам необходимо добавить свой принтер в нашу программу.
Для этого запускаем Ultimaker Cura, проходим до окна Add Printer.
Выбираем "Add non-networked printer", затем, если вы не нашли точное название своей модели в списке, то отмечаем пункт "Custom FFF" и вводим название для вашего принтера, например "Algoritmika printer test" и нажимаем кнопку "Add".
После этого откроется новое окно, которое по началу может немного напугать). Но поверьте, вы справитесь!
В этом окне нам необходимо указать размеры максимально возможной модели для печати 3D принтером: X (width) - ширина, Y (depth) - глубина, Z (height) - высота. Эту информацию можно найти в инструкции на ваш принтер или на сайте производителя.
Для Artillery Hornet мы устанавливаем X = 220, Y = 220, Z = 250. Для другого принтера, например самого дешевого Easythreed X1 все параметры будут по 100 мм. Также если у вас принтер с подогревом стола(скорее всего что да), то поставьте галочку "Heated bed"!
После того, как вы заполнили размеры печати, необходимо создать два текстовых файла: "Start G-Code.txt" и "End G-Code.txt". В эти файлы скопируйте всё получившееся содержимое из соответствующих ячеек окна. Скопируйте эти файлы на SD карту и замените ими те, что на ней уже возможно лежат. Также можно открыть эти файлы на SD карте и заменить их содержимое сразу на ней.
Следующим шагом нам будет нужно настроить экструдер (часть принтера, которая отвечает за подачу нитей пластика и их нагрев). Для этого нажмите на вкладку "Extruder 1".
На этой вкладке нам будет необходимо установить размер нитей филамента. На большинстве 3D принтеров FDM это будет 1.75 мм (но посмотрите инструкцию на принтер и упаковку катушки с пластиком, чтобы быть уверенными в этом).
Нажмите кнопку Next и закройте окно. Следующим шагом нам необходимо настроить профили печати 3D принтера. Если вы не очистили SD карту и производитель 3D принтера подготовил для вас профили печати, то вам будет полегче. Но мы рассмотрим оба случая настройки профилей. Профили нужны для настройки скорости печати, процента заполнения пластиком и других параметров.
В первом случае, когда у вас есть готовые профили на SD карте необходимо в Ultimaker Cura перейти в Preferences->Configure Cura.
Далее необходимо перейти в Profiles и нажав на кнопку Import загрузить готовые профили (имеют расширение *.curaprofile, показаны на изображении "Настройки и профили"). Ваши профили отобразятся в группе Custom profiles.
Если готовых профилей у вас нет, то ничего не загружаем, а изменим один из готовых профилей под ваш принтер.
Рассмотрим что содержит профиль и как его настроить. Для того чтобы открыть выбор профиля и его настройки нажмите на галочку, как показано на рисунке ниже.
В разделе Profiles вы можете выбрать один из существующих профилей или настроить текущий. Разберемся с параметрами профиля.
С помощью кнопки Recommend, а при нажатии на неё - кнопки Custom появляется возможность настроить основные или подробные параметры. Рекомендую перейти к параметрам Custom для детальной настройки. У каждого параметра при наведении всплывает подсказка на английском языке (Google Translate всегда поможет перевести).
Первым шагом выберите типа пластика (ничего страшного, если в списке нет производителя вашего пластика, возьмите Generic), которым будете печатать (указан на упаковке катушки филамента, в большинстве случаев это PLA или PETG).
Далее разберем каждый параметр в профиле.
1. Layer Height - качество печати, чем меньше высота слоя, тем выше качество, поставим 0.2 mm, которое подходит для большинства принтеров (здесь и далее обращайтесь к спецификации на ваш принтер)
2. Walls Thickness - толщина стенок 3D модели, как правило выбирается пропорционально диаметру сопла (Nozzle diameter), поставим 1.2 mm. В данном случае у моего 3D принтера Artillery Hornet и у Easythreed X1 диаметр 0.4 mm. Этот параметр связан с Wall Line Count - количество линий стенки. Например, если толщина стенки 1.2, а параметр Wall Line Count равен 3, то это будет означать что стенка будет состоять из 3-х линий, каждая по 0.4 мм.
3. Top/Bottom - рассчитывается в зависимости от параметра Layer Height, толщина верхнего и нижнего слоя, поставим 1.0 mm, количество слоев 5, как на изображении ниже.
4. Infill Density - внутреннее заполнение вашей модели, чем выше этот параметр, тем более жесткой будет модель, ведь внутри будет больше пластика. Поставим этот параметр 20%, для первой печати этого будет достаточно. Infill Pattern - тип шаблона заполнения, поставим сетка - Grid. При печати увидите ваш шаблон в виде сетки на слоях и сразу будет всё понятно.
5. Printing Temperature - температура печати, она зависит от материала (для PLA поставьте для начала 200 градусов, для PETG пусть будет 230 градусов), а также её необходимо немного увеличить при высокой скорости печати. Температуру необходимо также повышать если слои не слипаются. На этот параметр может оказывать влияние и качество пластика, поэтому оптимальную температуру печати вы подберете методом проб и ошибок.
Build Plate Temperature - температура стола, для первой печати PLA пластиком установите 60 градусов, а для PETG начните с 70 градусов.
6. Print Speed - скорость печати. Чем выше скорость, тем ниже качество. Но чем ниже скорость, тем дольше ждать результата. Для Artillery Hornet допустимая скорость до 100 mm/s, а для Easythreed X1 только 40 mm/s. Поэтому поставим 40 mm/s для обоих случаев.
7. Travel - работа экструдера при перемещении без печати. Поставим галочки и разрешим втягивание филамента.
8. Enable Print Cooling - разрешить использование вентилятора, тут поставьте галочку. Fan Speed - скорость работы вентилятора, для первой печати поставьте 100%.
9. Generate Support - формирование поддержек (это линии пластика, которые необходимы для того, чтобы, например, голова льва не упала никуда, так как без опоры принтер будет просто печатать в воздухе), тут ставим галочку. Support Placement - размещение поддержек, ставим Everywhere, что означает - везде. Support Overhang Angle - минимальный угол отклонения части модели от вертикальной оси при котором будет ставиться поддержка, оставим 50 градусов.
10. Build Plate Adhesion - выбор основания 3D модели для лучшей адгезии (это необходимо, чтобы при печати ваша деталь не оторвалась от стола). Для первой печати поставьте Raft, чтобы точно не было никаких проблем и получилась подставка.
Формируем файл для печати
Надеюсь вам удалось дойти до данного пункта. Чтобы приступить к печати нашей модели нам необходимо сформировать G-код разбитый по слоям. Именно этот язык понимает наш принтер, так как мыслит он слоями. Сначала мы создали модель в Tinkercad, а теперь разобьем её на слои с добавлением поддержек и инструкций для принтера.
Заходим во вкладку File, далее в Open Files и выбираем ранее созданную и сохраненную нами 3D модель. В результате на экране получится нечто такое, как показано на рисунке ниже.
С помощью элементов на панели слева перетащите вашу модель внутрь поля для печати и отмасштабируйте с помощью удерживания левой кнопки мыши (если что-то создавали в Roblox Studio, тот тут аналогично).
Далее нажимаем на кнопку Slice.
Вы можете зайти во вкладку "Preview", чтобы посмотреть на вашу итоговую модель разбитую на слои и увидеть поддержки, а также площадку под моделью.
Теперь вы может сохранить итоговый файл для печати по кнопке "Save to Disk" или в случае если подключена SD карта, то "Save to SD card". В итоге файл с расширением *.gcode должен оказаться на SD карте.
Затем вставляете вашу SD карту в 3D принтер и выбираете на принтере вашу 3D модель для печати, например "Menu", а затем "Print From Media".
На наших курсах в Екатеринбурге и в мире ученики так или иначе сталкиваются с 3D моделированием начиная с курса Геймдизайн, далее развивают свои навыки на курсе Графического дизайна, Unity и на Летних сменах.
Данная статья получилась достаточно объемной, хотя мы не рассматривали детали калибровки стола, загрузки филамента и некоторые другие моменты. Если статья вам помогла или что-то пошло не так, то будем рады вашим вопросам.
Преподаватель Алгоритмики - Роман
