Błędy w modelach – jak ich unikać i jak je naprawić?

Mamy już naszą wymarzoną drukarkę, dobrze przechowujemy filamenty, stół wyczyszczony i wypoziomowany, ustawiliśmy dobre temperatury, a wydruk dalej nie wychodzi. Co robić? Często zdarza się, że przyczyną niepowodzenia są błędy w modelu. Większość slicerów po zaimportowaniu poinformuje nas o błędnej geometrii, ale nie zawsze możemy na to liczyć. Jak unikać nieprawidłowości przy projektowaniu?

Materiał

Bardzo ważnym elementem jest materiał, z którego będziemy drukować. Materiały różnią się od siebie kruchością, wytrzymałością, elastycznością, itd. Podczas drukowania części zastępczych kluczowe jest zachowanie dokładnych wymiarów. Gdy drukujemy z PLA, należy zwrócić uwagę na lekkie rozlanie się filamentu podczas druku, więc np. otwory w które wchodzą pręty, rurki, itp. powinny mieć odrobinę większe rozmiary (średnica o 0.1-1mm). ABS natomiast podczas ochładzania kurczy się, dlatego otwory powinny być nieco większe. Należy również pamiętać, że ABS to bardziej wymagający materiał, z którego nie jest możliwe wydrukowanie wszystkich elementów.

Skalowanie

Podczas skalowania całego modelu może okazać się, że szczegóły zrobią się zbyt małe na wydruk na naszej drukarce. Musimy wtedy pamiętać o ograniczeniach wynikających ze średnicy dyszy. Najbardziej popularny rozmiar średnicy dyszy na desktopowych drukarkach FDM to 0,4mm, zatem element, który ma detale mniejszej szerokości będzie problematyczny.

Grubość ścian

Ważnym elementem jest pamiętanie o projektowaniu odpowiedniej grubości ścian. Przykładowo, w blenderze bezpieczniej jest np. posługiwać się bryłami zamiast płaszczyznami, które w programie mają grubość nieskończenie małą. Dostępne programy CAD zapobiegają tego rodzaju błędom.

Technika druku

Podczas projektowania należy pomyśleć o technice w jakiej będzie drukowany nasz model i zwrócić uwagę na ograniczenia, które w niej występują.

Rys. 1 Model niewymagający drukowania podpór
Rys. 2 Model wymagający drukowania podpór

W przypadku techniki FDM powszechną praktyką jest robienie skosów zamiast odcięć, kiedy tylko jest to możliwe. Takie pominięcie podpór oszczędza materiał i czas, który trzeba by było poświęcić na oczyszczanie wydruku.

Pliki .STL

A co jeżeli korzystamy z gotowej „stlki”? Format .STL jest używany przez wszystkie slicery. Zapisuje on bryłę przestrzenną za pomocą siatek trójkątów. Każdą powierzchnię można zapisać za pomocą trójkątów, których wierzchołki opisane są przez 3 punkty opisujące położenie względem układu współrzędnych. Można modyfikować ilość trójkątów. Im więcej ich będzie, tym większa dokładność modelu, ale plik zajmie więcej miejsca i każda przeróbka będzie wymagała więcej mocy obliczeniowej, co przełoży się na wydłużony czas przygotowania „gcode’u” przez slicer. Im mniej trójkątów, tym mniejszy plik i mniejsza dokładność. Najlepiej jest zoptymalizować liczbę trójkątów tak, by było ich jak najmniej, ale żeby nie było widocznych zniekształceń w modelu.  Podczas konwersji w skomplikowanych modelach mogą wystąpić błędy takie, jak:

  • szczeliny – dziura w modelu, brak trójkąta
  • odwrócone trójkąty – ściany wewnętrzne uznane za zewnętrzne, i na odwrót
  • szumy – małe elementy o wysokim poziomie detali zamienione na trójkąty na powierzchni
  • złe krawędzie – krawędzie, które nie należą do żadnego trójkąta, a są częścią modelu

Z pomocą przychodzą nam darmowo dostępne programy takie, jak: Netfabb, MeshMixer, MeshLab, czy Blender. Możemy w nich automatycznie lub ręcznie naprawić model.

Ostatni ratunek przed nieudanym wydrukiem

Błędy w modelu można wykryć przed przystąpieniem do drukowania. Po pocięciu modelu w slicerze należy sprawdzić wszystkie warstwy najlepiej w różnych płaszczyznach, by zobaczyć czy coś nam się za chwilę nie zacznie źle drukować. Można wychwycić zniekształcenia modelu, dziurę w modelu (coś zaczyna się drukować w powietrzu (rys. 4)). Warto zrobić taki przegląd slice’a, aby uniknąć marnowania materiału oraz czasu.

Rys. 3 Model przed pocięciem
Rys. 4 Slice modelu