Ako pripraviť model na 3D tlač: formáty, hrúbky stien, orientácia a tolerancie
Čo urobiť s 3D modelom pred tlačou, aby bol diel lacnejší, pevnejší a presný na prvý raz. Formáty súborov, minimálne hrúbky, previsy, orientácia, tolerancie a povrchová úprava.
Väčšina problémov pri 3D tlači nevzniká na tlačiarni. Vzniká v modeli, ktorý na tlač nebol pripravený: stena tenšia, než tryska dokáže vytlačiť, otvor navrhnutý na presný rozmer bez vôle, previs bez podpery. Tento text zhŕňa, čo kontrolujeme pri každom súbore, ktorý nám príde, a čo môžete urobiť sami, aby bola cenová ponuka nižšia a prvý kus hneď použiteľný.
Ktoré súbory posielať?
- STL je najbežnejší formát a stačí pre väčšinu dielov. Exportujte s jemným rozlíšením (odchýlka do 0,01 mm, uhol do 5°), inak budú oblé plochy viditeľne hranaté.
- STEP je pre nás lepší, ak model budeme upravovať alebo kontrolovať rozmery. Zachováva presnú geometriu a jednotky.
- 3MF nesie okrem geometrie aj jednotky a farby a nemá problém s mierkou.
- OBJ prijímame, ale bez textúr nám oproti STL nič nepridáva.
Pred odoslaním skontrolujte jednotky. Model v palcoch namiesto milimetrov je najčastejšia príčina dielu, ktorý príde 25-krát menší, než mal byť. Ak si nie ste istí, napíšte do správy jeden kontrolný rozmer, napríklad celkovú dĺžku.
Aké tenké môžu byť steny a detaily?
Každá technológia má hranicu, pod ktorou už detail nevznikne alebo bude krehký.
| Prvok | FDM (tryska 0,4 mm) | SLA živica |
|---|---|---|
| Nosná stena | od 1,2 mm, ideálne 1,6 až 2 mm | od 1,0 mm |
| Nenosná stena, kryt | od 0,8 mm | od 0,6 mm |
| Reliéfny text, logo | výška písma od 5 mm, hĺbka 0,6 mm | výška písma od 2,5 mm, hĺbka 0,3 mm |
| Voľne stojaci kolík | priemer od 3 mm | priemer od 1,5 mm |
| Otvor | priemer od 2 mm | priemer od 0,8 mm |
Steny navrhujte ako násobky šírky ťahu, pri tryske 0,4 mm teda 0,8, 1,2, 1,6 alebo 2,0 mm. Stena 1,0 mm sa tlačí horšie než 1,2 mm, hoci je tenšia.
Ako previsy, mosty a podpery ovplyvňujú tlač?
FDM tlačí vrstvu na vrstvu, preto potrebuje, aby mala každá vrstva pod sebou oporu.
- Previsy do 45° sa tlačia bez podpier. Nad 50° treba podpery a povrch pod nimi bude drsnejší.
- Vodorovné mosty do 20 až 30 mm zvládneme bez podpier, dlhšie sa prehýbajú.
- Skosenie 45° namiesto vodorovnej hrany nad dutinou často odstráni podpery úplne. Diel je lacnejší a čistejší.
- Pri SLA sú podpery súčasťou každej tlače, ale zanechávajú drobné stopy. Ak má byť jedna plocha pohľadová, označte ju v správe a my ju orientujeme mimo podpier.
Prečo orientácia rozhoduje o pevnosti aj cene?
Diel vytlačený technológiou FDM je najslabší medzi vrstvami. Klip alebo háčik položený naležato vydrží niekoľkonásobne viac ohybov než ten istý diel tlačený nastojato. Pri návrhu preto myslite na to, kadiaľ pôjde zaťaženie, a povedzte nám to. Orientáciu volíme tak, aby:
- hlavné zaťaženie išlo pozdĺž vrstiev, nie kolmo na ne,
- pohľadová plocha bola hore alebo na boku, nikdy na podložke ani nad podperami,
- sa minimalizoval objem podpier a čas tlače, ktorý tvorí väčšinu ceny.
Ak sa tieto tri požiadavky bijú, ozveme sa a navrhneme riešenie, napríklad rozdelenie dielu na dva kusy s lepeným alebo skrutkovým spojom.
Aké vôle a tolerancie navrhnúť?
Bežná presnosť FDM je ±0,2 mm na prvých 100 mm, SLA drží ±0,1 mm. Otvory vychádzajú o niečo menšie, než sú v modeli, vonkajšie rozmery mierne väčšie.
- Otvor pre skrutku M4: v modeli 4,3 až 4,5 mm.
- Otvor pre kolík, ktorý má držať trením: priemer kolíka plus 0,1 mm.
- Otvor pre voľne sa pohybujúci hriadeľ: plus 0,3 až 0,4 mm.
- Zacvakávacie spoje: vôľa 0,2 až 0,3 mm na každej strane.
- Vloženie kovovej matice alebo závitovej vložky: otvor podľa údajov výrobcu vložky, zvyčajne o 0,2 mm menší než jej vonkajší priemer.
Ak potrebujete presnejšie lícovanie, otvor vyvŕtame alebo vystružíme po tlači. Napíšte to do požiadavky a započítame to do ponuky.
Čo ešte skontrolovať pred odoslaním?
- Model je uzavretý (vodotesný), bez dier v sieti a prevrátených plôch. Väčšina CAD programov má kontrolu „check mesh“.
- Žiadne duplicitné alebo prekrývajúce sa telesá; zlúčte ich do jedného.
- Ostré vnútorné rohy nahraďte zaoblením 0,5 až 1 mm. Znižuje pnutie a praskanie.
- Veľké ploché dno pri FDM z ASA alebo nylonu sa môže krútiť. Pomáha zaoblenie hrán a rozdelenie na menšie plochy.
- Text a logá: pri reliéfe je bezpečnejší vystupujúci text než zapustený.
Aký povrch môžete očakávať?
Vrstvy sú pri FDM viditeľné, pri výške vrstvy 0,2 mm ich cítiť aj na dotyk, pri 0,12 mm už len na šikmých plochách. SLA dáva hladký povrch bez viditeľných vrstiev. Ak má ísť diel k zákazníkovi alebo na recepciu, zvážte brúsenie a striekanie, prípadne tlač zo živice. Viac o vlastnostiach jednotlivých materiálov je v prehľade materiálov a orientačné ceny v cenníku.
V skratke
Pošlite STEP alebo jemne exportované STL v milimetroch, dodržte hrúbky stien ako násobky 0,4 mm, previsy do 45°, do otvorov pridajte vôľu a napíšte nám, ktorá plocha je pohľadová a kadiaľ ide zaťaženie. Zvyšok, teda orientácia, podpery a nastavenia tlače, je naša práca. Ak model nemáte, vytvoríme ho podľa náčrtu alebo vzorky.