Как я скопировал сувенир ручной работы

Designer

В январе 2015 года наша школа, как базовая площадка Института развития образования Свердловской области, получила среди прочего оборудования принтер Picaso 3D Designer. Мне, как учителю информатики, поручили разработать учебный курс для старших школьников. Для этого предстояло провести несколько экспериментов с принтером. Свои находки и открытия я постараюсь изложить в этой статье.

Первое, что приходит на ум при разговоре о 3D-печати - это моделирование в редакторе. Есть идея - воплощай ее в программе и печатай. Но к 9 классу средней школы единицы учеников владеют навыками трехмерного моделирования. Можно, конечно, потратить время на изучение какого-нибудь простенького редактора и полученные модели успешно воплощать в пластике. Но я всегда придерживался мнения, что не стоит моделировать и печатать детали или элементы, которые можно получить другим путем. Например, зачем печатать куб, если его можно вполне успешно склеить из бумаги или вырезать из дерева? А вот с более сложными задачами поработать стоит. Итак, в исходных у меня - группа школьников, не владеющих трехмерным моделированием. Задача - в максимально сжатые сроки получить детализированную модель, желательно необычную, для печати на нашем Designer. Выгружать модели из компьютерных игр? Но они так или иначе будут требовать доработки в редакторе. Скачивать готовые модели из различных библиотек? Тогда в чем будет заключаться работа учащихся? Значит, стоит обратиться к технологиям трехмерного сканирования, и желательно, без сложных технических решений. Лазерное сканирование поверхности объекта тоже отпадает. И совершенно удачно попадается на глаза проект гиганта Autodesk - 123D Catch.

Задача и сова

Чтобы не просто ковырять приложения, поставлю-ка я перед собой конкретную задачу. В качестве объекта моделирования возьмем работу нашего учителя технологии, который в свободное время занимается резьбой по кости и рогу. Фигурка совы на пенечке. Символично - сова символ мудрости, а сама фигурка, вырезанная из обломка лосиного рога, имеет очень интересную фактуру.Что нам понадобится для сканирования? Любое устройство с камерой и доступом в Интернет. Все вычисления для построения модели будут выполняться на серверах Autodesk - облачные технологии в действии. Первую попытку я решил сделать просто отсняв фигурку через мобильное приложение своим IPhone. Если не получится - тогда возьмусь за фотоаппарат. Ну кто же знал, что с первого раза(!) из 18 фотографий(!) на мобильник(!) выйдет модель вполне приличного качества. Процесс действительно как раз, два, три - ставим объект, ориентируясь по подсказкам приложения, снимаем ее. Выбираем удачные кадры и передаем их на обработку. Через 5-8 минут в аккаунте 123D App наблюдаем результат. Если понравился - оставляем, не понравился - удаляем и все по новой. Кстати, 123D что-то вроде соцсети - можно даже лайкать понравившиеся работы других участников, собирать их в собственную ленту и все такое. И, самое главное, можно скачать модель, текстуры и исходники любой из опубликованных работ! Приложение, кстати, бесплатное для Iphone, Ipad и Android.

Вот и замечательно - десять айпадов для работы на уроках информатики у нас есть. А завести аккаунт сейчас в состоянии даже первоклассник.

Про принтер. Коротко.

Теперь расскажу об экспериментах с самим принтером. Первое, что порадовало - не понадобилась калибровка стола. Я ее, конечно, выполнил, но это больше походило на штатную проверку - корректировать стол не пришлось. С заправкой пластика тоже проблем не возникло. Все опции по обслуживанию принтера заботливо вынесены в отдельный пункт меню и сопровождаются внятными подсказками.

Гладко было на бумаге...

Не обошлось и без сложностей. Во-первых, в качестве поверхности для печати предлагается использовать стекло, покрытое пленкой. Решение разумное - стекло хорошо прогревается, легкодоступно и не боится термического или химического воздействия. Но, меня сильно удивил тот факт, что стекло из комплекта, уже покрытое специальной пленкой немного меньше упоров стола. Несколько моделей получилось с 'поехвашей' геометрией. То есть фрагмент фигуры мог оказаться смещеным относительно оси детали на 2-3 мм в любую сторону и в непрогнозируемом месте. Резать новое стекло? Заказывать у разработчика? Обойдусь пока уплотнителями из сложенной бумажки. Трех кусочков вполне достаточно. Хотя производитель мог бы что-то простое придумать, хотя бы винт регулировочный в упорах. Другим камнем преткновения стала как раз пленка. Что за пленка? Где ее брать? Первый лист пришел в негодность после снатия третьей модели. Ок. Вынимаем стекло, аккуратно снимаем поврежденную пленку, протираем остатки клея ацетоном и клеим насухую новую пленку. Печатаем. На четвертой модели снова получаем поврежденную пленку. Ок. Вынимаем, снимаем, ацетоним, клеим, вставляем, печатаем. На третьей модели пора снова менять пленку. Достаем ... А пленка из комплекта кончилась!

Читаю обзоры. Принтер не шибко распространенный. Информации от пользователей - крохи. Один предлагает наклеивать самоклеющуюся пленку для лазерных принтеров. Мониторим ближайшие магазины. Таким не торгуют. Гуглю дальше. Еще один из пользователей предлагает использовать синий малярный скотч от 3М. У нас в лабазах я такого не видел, хотя хороший по отзывам строителей малярный скотч есть. Попробуем его.Снимаем стекло, счищаем пленку, смываем клей, аккуратно клеим скотч полосками встык. Запускаю печать - отлично. Первые слои ложатся очень хорошо, не ползут по поверхности и не отклеиваются. Будем теперь так работать. Но, решение оказалось не совсем эффективным. Оно отлично подходит для печати деталей малой площади основания. Стоит начать печатать плоскую деталь большой площади - внутреннее натяжение детали преодолевает сцепление пластика со скотчем или скотча со стеклом и изгибается от краев к центру. Примем к сведению. А вот и малярный скотч истрепался, пора его поменять. Снимаем стекло. Тепленькое, сразу после печати! Отклеиваем скотч - и наблюдаем интересный эффект. Под воздействием температуры бумажная основа скотча снимается, а клей остается на стекле тоненькой молочной пленочкой. И она еще и липкая, как сгущенка на краях чашки. Попробуем пока не ацетонить стекло, а печатать прям по остаткам клея. Печатает! Более того, печатает удачно даже те детали, которые коробило при печати на скотче. Значит теперь можно не пробовать способ с лаком для волос и раствором пластика в дихлорэтане!

И однажды я столкнулся со страшным: при включении головка принтера потеряла свою ориентацию в горизонтальной плоскости. Она неистово лупилась об стенку, игнорируя концевой выключатель. Видимо после очередной печати я неверно выключил принтер! Ведь какой-то отдельной кнопки или функции в меню не предусмотрено. А я привык к действиям предыдущего нашего принтера Up! Mini - он после выключения аккуратно паркует голову и стол и отключает питание узлов. В инструкции к Picaso вообще ничего не сказано про выключение - то есть предлагается просто переключить тумблер на блоке питания и сразу обесточить все узлы принтера. А ведь не факт, что головка в тот момент будет в нулевой точке.

С причиной я разобрался, но как быть с последствиями? В меню самого принтера предлагается откалибровать только вертикальную ось. А к компьютеру принтер я и не подключал. Зачем? Он же прекрасно работает и с MicroSD! Но к моей радости в приложении Polygon, которое я использовал как слайсер, есть возможность точно откалибровать голову по любой из осей. Кстати, я попробовал вручную сдвинуть головке при включенном принтере - безрезультатно.

Что с совой?

Итак, сову мы получили в 3D - половина дела сделано. Но есть небольшая загвоздка - при создании модели через приложение моделируется не только объект, но и попавшие в кадр элементы окружения. У моей совы это добрый кусок стола. Придется воспользоваться редактором. Желательно, бесплатным. Autodesk своих пользователей не бросает - редактор, а он же и слайсер Meshmixer к вашим услугам. Бесплатно. Можно править модель, работать с ее поверхностью, размещать на столе для печати, исправлять ошибки моделирования - например, незамкнутые поверхности. В нем приводим сову в надлежащий вид, чуть сглаживаем поверхность, чтобы уменьшить количество полигонов и сохраняем в stl. Печатать из Meshmixer напрямую я пока не пробовал - нет в нем пресета для Picaso, хотя несколько импортных принтеров в пресеты внесены. Позже буду разбираться. Скармливаем файл Polygon - приложению от разработчиков Picaso. Все получилось вполне удачно. Я печатал со средним качеством, 10% заполнением и без поддержек. Печать занимает около 6 часов при высоте фигурки 12 см. Но качество - можно сказать отличное. Единственное, что немного утомляет - нельзя отправить на печать stl файл, нужно обязательно отконвертировать его в собственный формат Picaso - plg. Неудобно, но несмертельно. Для интереса напечатали сову и на нашем UP!Mini. Просто прикреплю видео - в нем видна и скорость печати и толщина слоя. На обоих принтерах установлена печать 50%-качества от возможного. На UP!Mini фигурка напечаталась за 2,5 часа.Для сравнения: слева Up!Mini, справа Picaso Designer.Фигурки получились разного размера из-за особенностей масштабирования в слайсерах. В Polygon можно указать как процентное соотношение масштабируемого объекта, так и точный габарит. В слайсере миника - только в конкретных миллиметрах.

Теперь сова - наш фирменный сувенир для VIP-гостей.

Итог и дисклеймер

Подводя итоги - принтер мне очень по нраву. До некоторых тонкостей можно докопаться при некоторой сноровке. Управление понятное, печать с флешки - вещь. Печатает долго, но качественно.

В планах - сканировать памятники нашего города и печатать их для городского и школьного музея. Мы уже и на людях эксперименты ставим!Подробнее полюбоваться можно ,'up':[0.10185472888199704,-0.16538946994077117,0.9809546051867465],'view':[0.5143963231925985,-0.8352654429120251,-0.19423712972270357],'fov':0.7853981633974436},'world':{'up':[0,0,1],'front':[1,0,0]}}&edit=undefined&expansionState=true]тут Надеюсь мой рассказ был интересен.

Упоминание различных аппаратных и программных решений не является рекламой.

Спасибо владельцам ресурса за приглашение на 3dtoday.ru

Рассказ написан для акции 'Расскажи о своем 3D-принтере'