3D модели часто содержат нависающие элементы. При печати модели с помощью FDM технологии необходимо предусмотреть поддержки для таких элементов.
Эти поддержки после окончания печати удаляются механическим путем. В последнее время появились двухголовочные принтеры и новые типы пластиков (например, PVA), которые растворяются водой. В таких принтерах можно модель печатать одним пластиком, а поддержки другим, чтобы потом поддержки растворить в воде. Правда, нужно отметить, что процесс растворения занимает довольно длительное время (обычно от 4 до 12 часов).
Печать модели с поддержками приводит к увеличению расхода пластика, увеличению времени печати и следовательно удорожанию модели. Поэтому нужно стараться разрабатывать модель без поддержек или минимизировать их количество. На простых примерах посмотрим, какими методами можно этого достичь.
Поворот модели
На рис. 1 показана деталь, которую нужно напечатать. Очевидно, что для выступающего вправо элемента, необходимо построение поддержки (на рис. 1 показано голубым цветом). Если при печати модель повернуть на 90º против часовой стрелки (рис. 2), то модель можно напечатать без поддержек. На рис. 3 показана другая модель, у которой выступы идут в обе стороны. Такую деталь невозможно напечатать без поддержек, но можно минимизировать поддержки, повернув деталь на 180º (рис. 4, поддержка выделена зеленым цветом).
Разрезание модели
Часто бывает, что, как ни крути, а поддержек не избежать. Тогда можно прибегнуть к разрезанию модели на части и последующей склейки (если это допустимо по техническим условиям). На рис. 5 показана деталь, которую нельзя целиком напечатать без поддержек. Мы можем разрезать деталь вдоль, напечатать две половинки без поддержек, а потом склеить.
"Удобный" дизайн
Как правило, критический угол нависания составляет примерно 45°. Почему "примерно"? Дело в том, что этот угол зависит от нескольких параметров печати: шага по вертикали (по оси Z), скорости печати, толщины стенки и т.п. Поэтому можно при разработке дизайна учесть особенности печати по технологии FDM и сделать "удобный" дизайн, чтобы модель можно было напечатать без поддержек. Например, деталь на рис. 7 нужно будет печатать с поддержкой. Если в месте перехода от нижнего цилиндра к следующему цилиндру можно добавить фаску, то такая деталь (рис. 8) будет печататься без поддержек.
Программа управления нашими принтерами Cura сама определяет и формирует необходимые поддержки. Можно настроить плотность, форму, толщину и др. параметры для поддержки. От настройки этих параметров зависит, насколько легко можно будет потом удалить элементы поддержки и обработать прилегающие к ним поверхности.
Таким образом, при разработке моделей необходимо учитывать особенности технологии 3D печати для нависающих элементов и стремиться к минимизации поддержек, что приведет к уменьшению времени печати модели, снижению расхода пластика и трудоемкости постпечатной обработки — и следовательно, уменьшению стоимости изделия.
А.М.
"Коста 3D"