Sve počinje od 3D modela

U prošlom blogu rečeno je da je .stl datoteka “osnova 3D printanja”. U najvećem broju slučajeva (otprilike 90%) klijenti nam dostavljaju digitalni 3D model u .stl formatu! No, kako bi dobio .stl, obj, amf ili 3mf format moraš prvo nabaviti ili sam napraviti digitalni 3D model prilagođen za 3D ispis! Osnovna pravila izrade 3D modela za ispis FDM/FFF tehnologijom donosimo ti u ovom blogu.

Programi za izradu 3D modela

Početak svega uvijek je ideja, skica ili fizički objekt na temelju kojega se izrađuje digitalni 3D model. Tako najčešće i kreće razvoj nekog proizvoda, od ideje, skice, namjene proizvoda, budžeta, vremena izrade te krajnjeg korisnika. Kako bi se stvorio digitalni 3D model najvažnije je odabrati program za 3D modeliranje koji je idealan za određenu namjenu. 

Osnovna podjela softvera za 3D modeliranje može biti u 2 osnovne skupine u vezi s namjenom:

– Tehnički: CAD softveri namijenjeni su za izradu tehničkih pozicija točno definiranih mjera (npr. Solidworks, Fusion 360, CATIA, Creo PTC, AutoCad), koriste se ponajviše u strojarstvu za razvoj proizvoda i dizajn proizvoda te u arhitekturi za izradu maketa građevina, prikaz reljefa okoline nekih objekata/građevina te 3D mapa gradova.

– Umjetnički: “Sculpting” softveri (npr. Blender, Zbrush, Autodesk Maya, Sculptris) namijenjeni su za izradu umjetničkih skulptura, crtanje nepravilnih površina te npr. ljudskih lica, tijela, bista likova, izradu raznih okruženja i likova za video igre.

Tvoj izbor softvera za 3D modeliranje ovisi o tome što točno želiš 3D modelirati te za koju od postojećih tehnologija 3D printanja. Postoje različita pravila izrade 3D modela za različite tehnologije 3D printanja. Svaka tehnologija ima svoje prednosti i ograničenja, koja treba imati na umu prilikom izrade nekog 3D modela za 3D print! Mi u najvećem broju slučajeva koristimo za izradu 3D modela Autodesk Fusion 360.

Baze gotovih 3D modela

U slučaju da nemaš dovoljno vremena, budžeta ili znanja za izradu 3D modela, baze 3D modela prva su postaja na kojoj možeš pronaći ono što ti treba. Od najpoznatijih svjetskih baza izdvojili bismo:

Thingiverse – najpoznatija baza digitalnih 3D modela (.stl datoteka) za 3D printanje, ali i za CNC te lasersku obradu. Ovdje možeš pronaći na tisuće kvalitetnih besplatnih 3D modela. Njome se i mi najčešće koristimo kad želimo nešto “na brzinu” 3D printati za naš “showcase”. 

Pinshape – uz Thingiverse jedna od najčešće korištenih baza (većinom) besplatnih 3D modela prilagođenih za 3D printanje, koju i sami rado posjećujemo i koristimo.

Cults – još jedna često spominjana velika baza 3D modela na kojoj možeš pronaći digitalne datoteke, kako za 3D modele prilagođene za 3D ispis, tako i za CNC obradu te lasersko graviranje.

CGTrader – jedna od prvih poznatih baza 3D modela koja ima posebnu kategoriju modela izrađenih za 3D printanje. Ovdje možeš pronaći odlične kvalitetne 3D modele.

GAMbody – premium marketplace na kojem se mogu kupiti i prodati razni 3D modeli, koji najčešće utjelovljuju likove iz poznatih serija i filmova. Idealno mjesto ako tražiš 3D model za Cosplay ili neku zanimljivu umjetničku namjenu.  

Grabcad – popularna baza tisuća 3D modela i render-a napravljenih u raznim CAD programima. 

MyMiniFactory – velika baza raznih 3D modela za 3D printanje uz koje možeš pronaći i “tips & tricks” za 3D ispis većine modela. 

Najbrži put do kvalitetnog 3D modela svakako je korištenje navedenih baza. Ako si početnik i htio bi se ipak sam okušati u izradi 3D modela preporučamo Tinkercad. To je program za početnike u kojem možeš jednostavno napraviti svoj profil i koristiti ga “online” za izradu jednostavnijih 3D modela.

Pravila izrade 3D modela za 3D printanje

Kod modeliranja novih ili pripreme postojećih modela za FDM/FFF tehnologiju 3D printanja, svakako trebaš pripaziti na osnovnih 10 pravila za izradu 3D modela (prema 3D Hubs). Pravila govore o mjerama opreza kod 3D modeliranja, u skladu sa ograničenjima tehnologije, a sve u svrhu 3D printanja što ljepših i preciznijih modela.

Navedena pravila odnose se na FDM/FFF tehnologiju 3D printanja:

• 0.8 mm je minimalna debljina zida koji je sa dvije stranice vezan za ostatak 3D printa
• 0.8 mm je minimalna debljina zida koji je sa jednom stranicom vezan za ostatak 3D printa
• preporuča se kut do vrijednosti od 45° stupnjeva, kako bi se izbjeglo generiranje “support” materijala
• dijelovi 3D modela npr. izbočenja ili udubljenja trebaju biti minimalno 0.6 mm širine te 2 mm dubine
• 10 mm je maksimalna preporučena dužina koju 3D printer može premostiti paralelno s površinom (BRIDGE) bez potrebe za “support” materijalom
• minimalni promjer provrta treba biti barem 2 mm širine
• minimalna zračnost između pokretnih dijelova predmeta (npr. provrt- osovina) treba biti 0.5 mm
• 2 mm je preporučena minimalna debljina nekog oblika koji se 3D printa kako bi se minimizirao rizik od neuspjelog 3D printa
• 3 mm je preporučeni minimalni promjer klina kojeg se 3D printa u visinu
• treba obratiti pozornost na toleranciju proizvodnje stroja +-0,5% od neke nazivne mjere

Navedenih 10 točaka su u sigurnosnim granicama i treba ih uzimati sa rezervom zbog mogućnosti FDM/FFF tehnologije da sa empirijskim postavkama isprinta stavke na 3D modelima izvan granica pravila. Pravila su za FDM/FFF tehnologiju uglavnom pisana za prosječne veličine 3D modela. Dakle, uključivo sa sculpting modelima, koji stanu unutar radnog volumena prosječnog desktop 3D printera. Pažnju treba obratiti kod arhitektonskih modela izrađivanih u softverima za 3D modeliranje u kojima su osnovne mjerne jedinice centimetri ili metri.

Prilikom skaliranja modela na veličinu koja će se moći u jednom dijelu printati na desktop 3D printeru dolazi do gubljenja pretankih površina i pojave „zero thickness geometry” što dovodi do kaosa u .stl-u koji nije „watertight” niti optimiziran za 3D print i često se površine presjecaju na mjestima gdje to nije 3D modelom predviđeno.

Puno bolje 3D modele te u konačnici .stl formate dobit ćeš radeći arhitektonske modele tj. makete prema mjerilu odnosno veličini u kojem ih želiš 3D printati. Pri tome preporučamo pratiti spomenutih 10 pravila izrade 3D modela, kako bi dobio uspješan 3D print. Eventualno u slučaju skaliranja sa velikih modela možeš koristiti servis za popravak .stl datoteka na ovom linku: https://service.netfabb.com/login.php  

Pretvaranje 3D modela u .stl datoteku

U ovoj točki, koja se nadovezuje na prethodne blogove, jasno je da sva raznolikost aditivne proizvodnje počinje od digitalnog 3D modela! Neovisno o tome na koji način došao do 3D modela, za koju tehnologiju 3D printanja je bio izrađen, ili koliko dobro je izrađen, ne možeš ga 3D printati ako prethodno nije pretvoren u .stl format.

.Stl je kratica za “StereoLithography file”, koji se još naziva i “Standard Triangle Language file”. Na taj način pojednostavljuje se kompleksan 3D model i zatim pretvara u jezik (G kod) koji 3D printer razumije. Većina CAD programa za 3D modeliranje, kao i programa za “sculpting“, u mogućnosti su eksportirati 3D model u .stl datoteku. Jednom kad dobiješ .stl zapis, on se ubacuje u neki od dostupnih “slicer” programa koji “režu” 3D model na određen broj slojeva koji će u konačnici biti korišteni za izgradnju 3D printanog komada.

Svaki 3D printani objekt, bez obzira kojom tehnologijom 3D printanja izrađen, sastoji se od određenog broja slojeva. Ti slojevi određuju kvalitetu tj. rezoluciju 3D printa. Kako bi dobio kvalitetan i 3D printiv .stl trebaš obratiti pozornost na pravila prilikom 3D modeliranja za određenu tehnologiju 3D ispisa te na umu imati veličinu skaliranog modela. 

Zaključno o digitalnim 3D modelima

Internet i moderna digitalna tehnologija omogućuju da sve više kvalitetnih 3D modela bude “open-source” tj. dostupno širokoj javnosti. U roku od svega nekoliko sekundi možeš koristiti 3D model koji je izradio netko na potpuno drugom kraju svijeta te napraviti 3D print (za osobne potrebe) u roku par sati. Ako imaš računalo i 3D printer, mogućnosti su ti vrlo široke. Za izradu 3D modela za ostale tehnologije 3D ispisa vrijede i druga pravila 3D modeliranja koja možeš pronaći na stranicama 3D Hubs-a.

Obzirom da je 3D printer vrlo moćan alat posvetit ćemo se u naredno vrijeme pisanju o kvalitetnim i funkcionalnim namjenama 3D printanja. Mislimo da je važno o tome govoriti kako bi kvaliteta i implementacija 3D printera kao alata bila što uspješnija. Prati nas!

#3DPrintaj #3dprinthrvatska #3dprintingcroatia