Здравствуйте,
Меня зовут Алексей и я занимаюсь изготовлением миниатюр и фигур с помощью 3д печати - LCD. В данной статье хотел бы поделиться своими впечатлениями и основными проблемами, связанными с печатью на "домашнем" 3д принтере. Под "домашним" я имею ввиду оборудование, которое доступно для размещения в квартире/гараже/мастерской и не требует большого места для размещения и инфраструктуры при подключении.
Цель статьи - поделиться опытом в подготовке печати, а также ресурсами, где можно будет найти готовые модели. Статья носит исключительно информативный характер и основывается на личном опыте работы.
Подготовка к печати
Для того, чтобы начать работать с принтером, вам потребуется следующее:
1. USB - ключ. В моем случае Anycubic прислали usb в комплекте с принтером. Из особенностей - на usb хранятся специальные папки и файлы, которые производитель рекомендует не удалять с usb. Так же формат файловой системы рекомендуется FAT32;
*В качестве альтернативы многие производители позволяют использовать WIFI подключение к принтеру. Но на данный момент я не пробовал данный тип подключения.
2. Смола. Я использую смолу от производителя принтера двух типов - Basic (стандартная базовая смола) и ABS-like (повышенной прочности и гибкости). Так как модели я позже обрабатываю и раскрашиваю, то использую смолу серого цвета. Очень важно перед печатью соблюдать условия хранения и температурные рекомендации - их можно найти на самой бутылке, либо в MSDS файлах производителя на сайте. Я использую для хранения отдельный ящик, температура хранения - комнатная.
Обязательно использование СИЗ при работе со смолой!
Существует большое количество различных смол. При выборе необходимо полагаться на несколько факторов:
- Цель печати: различают смолы для миниатюр, для деталей, стоматологии и т.д. В случае с миниатюрами отлично подходят базовая, abs-like, повышенной прочности, высокоточная;
- Тип оборудования: для новых моделей скоростных принтеров применяется специальная смола для улучшения качества печати;
- Цвет модели: смолы так же отличаются по цвету красителя и прозрачности. Но стоит учесть, что настройки печати могут отличаться в зависимости от цвета смолы.
3. Программное обеспечение. Для работы с файлом печати применяется формат файла .stl.
- Lychee Sliсer - основной слайсер, требует подключения к интернету, но при этом обладает рядом преимуществ и позволяет использовать настройки других пользователей через облачное хранение. Для работы достаточно иметь версию без подписки, дополнительные функции можно выполнить в другом слайсере. Позволяет "ремонтировать" 3д модели после обработки в других редакторах. Есть встроенный UVTool - Island Detector.
- Photon Workshop V2.1.24.RC7 - "родной" софт от производителя оборудования. Полностью бесплатный, очень простой в использовании, есть возможность делать пустотелые модели и отверстия для выхода воздуха при печати. Из минусов - периодически может не применять изменения настроек печати (решается экспортом файла настроек-редактированием текстового файла-импортом в программу) и нестабильной работой с большими моделями (зависает, вылетает);
- MS 3DBuilder - удобная стандартная программа для деления модели на несколько частей;
- Blender 3.5 - применяю для дополнительного деления модели по сложным плоскостям и конвертации в нужный формат через встроенный add-on
- Chitubox - альтернативный популярный слайсер. Пробовал использовать ранее, но были проблемы для подготовки печатного файла для anycubic принтера.
4. Проверка FEP пленки - перед началом печати важно убедиться, что нет повреждений в ванной для смолы. Можно аккуратно пролить изопропиловым спиртом или водой на наличие протечек. После проверки обязательно высушить остатки жидкости;
Важно - в дальнейшем для очистки ванны лучше применять только пластиковую лопатку и оделять дефекты печати путем нажатия на пленку с внешней стороны во избежание повреждений FEP/NFEP пленки.
5. Установить принтер в уровень - очень важно, если планируете использовать небольшой объем смолы для печати. Определяется с установленной ванной с помощью уровня или заполненной смолой визуально по рискам на ванне;
6. Отрегулировать положение платформы - обычно производитель присылает инструкцию и специальный лист для проверки в составе принтера:
- ослабляются винты на платформе;
- подкладывается лист на жк экран;
- с помощью ручного управления Z-осью принтера выбирается домашнее положение;
- затягиваются винты на платформе, придерживая платформу рукой к жк экрану (без сильного давления, чтобы не сломать экран);
- проверяется зазор путем протягивания листа бумаги - он должен быть плотно прижат во все углах или двигаться с большим усилием равномерно
Где взять модели для печати
Существует множество ресурсов для обмена и покупки готовых моделей для печати (в том числе уже с предустановленными суппортами). Я в основном использую следующие источники:
- Yeggi.com - "поисковик" для моделей по различным ресурсам;
- minihoarder.com - модели для настолок;
- myminifactory.com - огромная база с моделями и скульпторами, существует подписка для доступа к определенным моделям;
- sketchfab.com - 3д объекты и модели;
- cults3d.com - один из лучших ресурсов как для LCD печати, так и для FDM;
- thangs.com- 3д объекты и модели;
- 3d.nih.gov - 3д объекты и модели для медицины и науки;
- cgtrader.com - база данных не только для 3д печати, но и 3д моделирования;
- printables.com - большое количество 3д моделей для FDM печати, но так же есть и для LCD.
Настройки слайсера и печати
Для печати модели требуется обработать .stl файл в нужный формат принтера. Для этого применяется слайсер - специальное программное обеспечение, который послойно разбивает модель и формирует в печатный файл, который уже видит сам принтер. К примеру, для Photon Mono X используется формат .pwmx.
Основной процесс подготовки файла состоит из:
1. Настройка принтера в программе - здесь в основном требуется выбрать модель вашего принтера и настройки выставятся автоматически
2. Настройка параметров смолы - основные настройки для печати.
На что стоит обратить внимание:
- Layer thickness - толщина слоя, влияет также на инструмент Island Detector; По умолчанию используется 50 um для базовой смолы;
- Light-off delay - время задержки между включением УФ ламп принтера, чем меньше, тем быстрее печать, но может привести к повреждению LCD панели принтера при активном использовании. Я остановился на значении в 1с;
- Exposure time - основной параметр для печати. Отвечает за время работы УФ лампы для каждого слоя. Чем выше, тем дольше работает лампа и дольше происходит реакция в смоле. Данный параметр устанавливается исходя из рекомендаций производителя смолы (можно найти на сайте производителя или на бутылке), а так же в зависимости от результатов теста калибровочной модели. К примеру, для новой смолы сначала выставляю рекомендуемые параметры, выполняю тестовую печать R_E_F_R файла (файл для калибровки времени засвета)
Каждая из 8 моделей имеет разную настройку времени засвета, а также номер от 1 до 8. По результатам теста можно будет определить приемлемый для вас параметр времени по таблице (источник - сайт производителя Anycubic, значения могут отличатся для других производителей принтеров):
- Z lift speed/retract speed - скорость перемещения по оси Z. Зависит от типа принтера и смолы, а так же состояния FEP/NFEP пленки. Может повлиять на отрыв модели от платформы или появление дефектных слоев при печати. Рекомендуется установить значения от производителя смолы.
- Burn in layer - параметры подготовки нижних слоев для крепления модели к платформе. Обычно применяется 6 слоев с повышенным временем засвета (30-60 секунд). Начать можно с рекомендаций от производителя и в случае проблемы с отрывом модели повысить эти значения.
Существует сводная таблица пользователей, в которой есть значения параметров, основанные на тестах: https://docs.google.com/spreadsheets/u/0/d/10j3YC4yR3Bg_mOHhygCQ5u8q5kX9VTIPheAkUda-aHE/htmlview
К сожалению, я не готов подтвердить ее актуальность, но в качестве стартовых параметров ее можно применять.
3. Создание полой модели - обычно я использую для крупных моделей через Photon Workshop - hollow and fill с толщиной стенки 3-4мм:
Так же обязательно следует добавить минимум 2 отверстия для выхода воздуха при печати и возможности промывки модели изнутри с помощью punching:
Полученную полую модель экспортируем (сохраняем) в .stl формат и можно работать с ней с базовой версией Lychee. При наличии PRO версии Lychee позволяет выполнять операции для создания полой модели.
4. Импорт файла .stl в слайсер
Здесь все просто - выбираем .stl файл или ранее сохраненный сценарий.
Некоторые модели уже готовы к печати и достаточно проверить их расположение в области рабочей зоны принтера и перейти к экспорту.
3. Расположение модели на платформе -
- лицевая ("чистая часть") направлена от платформы вверх;
- модель располагается на расстоянии от 5мм от платформы по оси Z;
- угол наклона модели составляет 25-40 градусов (в зависимости от модели, иногда угол наклона позволяет сократить количество суппортов);
- модель не выходит за края области печати.
4. Подготовка суппортов-поддержек - Это основной шаг при подготовке моделей к печати. Важно учесть, что количество поддержек влияет на расход пластика и на качество модели. Точки крепления обычно оставляют следы на готовой модели после удаления. В Lychee есть удобный инструмент Magic - позволяет автоматически подготовить расположение, распределение суппортов-поддержек и платформы крепления для модели. Не рекомендую включать auto orientation, т.к. иногда поворачивает модель лицом вниз к поддержкам.
Программа слайсер также подсвечивает зоны модели, которые нуждаются в поддержках:
Существуют несколько видов поддержек - тяжелые, средние, легкие. Основная разница - глубина и площадь проникновения в модель.
Тяжелые - обычно применяются для больших зон поддержки и в качестве анкерных поддержек;
Средние - основные поддержки;
Легкие - поддержки для мелких элементов модели, оставляют минимальные следы на модели;
Обычно я использую тяжелые суппорты для крепления модели к платформе в скрытых зонах, а также в качестве анкерных поддержек, снижающих перекос модели или суппортов (актуально, если доливаете смолу в процессе печати).
Если модель полая - желательно использовать еще внутренние поддержки для сохранения жесткости. В автоматическом режиме программа размещает их автоматически. Это можно проверить сделав срез в просмотре слайсера.
Параметры самих поддержек можно настроить. Больше диаметр и глубина - прочнее держат, но оставляют более глубокий след в модели.
После размещения поддержек (вручную или автоматически) очень рекомендую использовать Island detector - инструмент анализа незафиксированных зон на модели. Программа автоматически проанализирует по слоям точки и к ним можно будет добавить недостающие суппорты.
У LCD печати есть очень неприятный недостаток - дефект "слоновья стопа". Особенно часто проявляется при печати платформ и прямых поверхностей.
Есть несколько вариантов снижения дефекта:
- размещение под углом плоских граней
-двойной ряд суппортов и высокая плотность для платформ:
5. Размещение модели на платформе - после подготовки всех поддержек и платформы размещаем в рабочей зоне печати. Важно проверить, что случайно не изменился наклон или отрыв модели с поддержками от платформы.
6. Создание файла печати - export slices to file позволяет создать файл для печати. Настройки сглаживания влияют на качество модели и зависят от самой модели и ее текстур. Важно проверить формат финального файла, чтобы он распознавался принтером. В процессе создания файла печати программа автоматически подсчитывает время печати и расход материала (в т.ч. материал для поддержек). Время реальной печати обычно отличается в большую сторону на 10-15%.
7. Полученный файл печати (например, *название*.pwmx) копируем в корневой каталог usb ключа.
Если при выборе в меню Print файл не виден:
- проверить формат файла печати и нужный тип для принтера;
- проверить формат USB FAT32
USB ключ будет использоваться принтером в процессе печати, поэтому не стоит его отключать, это может привести к ошибке печати.
Обработка модели после печати
После завершения печати процесс состоит из следующих шагов:
1. Промывка модели в изопропиловом спирте. Я использую совмещенную мойку от Anycubic и изопропиловый спирт 95%. Настройки времени - 8 минут для сложных моделей или 4 минуты для простых форм. В камеру помещаю модель вместе с платформой.
2. Просушка - промытую модель оставляю на просушку на бумажных полотенца в течении 5-10 минут. При необходимости (если модель остается липкой из-за загрязнения в камере) дополнительно промываю в отдельной емкости в чистом изопропиловом спирте. Важно проверить, что не осталось смолы или жидкости внутри полых моделей, т.к. при последующей покраске это может сильно повредить всю работу.
3. Снимаю модели с платформы - с помощью металлического шпателя, между платформой и площадкой модели. Также для тестов купил гибкую платформу, но пока отпечатал с ней около 10 моделей и есть как преимущества, так и недостатки. Позднее отдельно напишу по ней отзыв.
4. Готовые модели с поддержками и площадкой помещаю в контейнер с горячей водой (использую горячую воду из под крана, не кипяток) на 2-3 минуты для размягчения поддержек. Это позволяет значительно легче удалить поддержки и не повредить готовую модель. Также для тонких деталей или крупных площадок использую фен для термоусадки для размягчения поддержек.
5. Зачищаю места креплений поддержек с помощью скальпеля и ручной фрезы - до закалки пластик более мягкий и его легче обрабатывать. Дополнительно можно сначала прогреть место зачистки феном.
6. Очищенные модели помещаю в камеру с УФ светом (использую совмещенную с мойкой) и оставляю на 3-5 мин в зависимости от размеров модели для закалки (curing) поверхности модели.
После закалки модель готова для сборки, подгонке и грунтовке.
