Особенности разработки моделей для 3D печати - отверстия и фаски

Подписаться на 3Dtoday
fox104
Идет загрузка
Загрузка
01.07.16
7863
30
печатает на HORI GOLD
3D-моделирование
60
Это второй пост про особенности создания моделей для 3D печати. Первый пост про точные размеры здесь.

Фаски и ребра жесткости
Самый простой способ усиления части детали - фаска.
Рассмотрим деталь без фаски.
fask1.JPG
fask1-1.JPG
Обратите внимание на первый слой перехода части детали в другую - слайсер показывает, что кроме обычного периметра и заливки там больше ничего нет. Такую часть детали гораздо легче отломать при боковой нагрузке - она ничем не укреплена.

Та же деталь, но с фаской.
fask2.JPG
fask2-1.JPG
В слайсере видно внешний периметр, внутреннее заполнение и заполнение между границей внутреннего заполнения и внешним периметром (желтым цветом). Теперь этот выступ способен выдержать боковые нагрузки побольше.

Внутренняя фаска сделает отверстие не только более привлекательным и удобным, но и укрепит его край.
fask3.JPG
fask3-1.JPG
Видим все то же дополнительное заполнение (желтым).

И классический пример ребер жесткости, которые подходят для многих случаев.
fask4.JPG
Тут без комментариев. Таким образом можно укреплять любые выступающие части, стенки, крепления. Понятно, что на секунд 10-20 дольше создается, чем фаска, но оно того стоит. А в комбинации с фаской еще крепче.

Отверстия для креплений

Как правильно смоделировать отверстия для крепления. Под креплением понимаем любой вид крепежа: саморез, винт, стяжка. Не забываем, что по оси Z при печати на FDM принтере сцепление между слоями меньше, чем по другим осям. Также не забываем, что напечатанная деталь слабее, чем отлитая, следовательно стандартные правила разработки/моделирования не подходят для 3D печати.

При моделировании отверстий под крепления применяются два способа: внутреннее укрепление структуры и создание внешних структур, которые принимают на себя деформацию, вызванную ввинчиванием крепежа.

Внутреннее укрепление структуры. При создании отверстия под саморез, винт или стяжку, делаем концентрический (круговой) массив мелких отверстий вокруг основного отверстия. Расстояние от основного отверстия до вспомогательных должно быть равно 1-2 (от одинарной до двойной) толщине периметра. Но с расстоянием можно поэкспериментировать - результат проверить в слайсере.

Смотрите на картинки.
6circle.JPG
6circle-1.JPG
На скриншоте со слайсера (Cura не совсем корректно показала, но думаю понятно) видно структуру, которая получится при печати отверстия. Такое отверстие не развалится при использовании самореза, винта или стяжки. Также такая структура крепче держится за нижнее/верхнее внешнее заполнение, за счет своей большей площади. И за внутреннее заполнение, само собой.

И самый простой способ для винтов и саморезов - использование внешней структуры в отверстии. Зазовем ее "шипами". Создаем отверстие под полный диаметр самореза, затем в отверстии создаем выступы на глубину резьбы.
vyst1.JPG
vyst2.JPG
При ввинчивании самореза/винта шипы примут на себя деформацию от резьбы, не позволяя разрывать слои детали.

На сегодня все, если у вас есть свои секреты при разработке моделей для 3D печати - делитесь в комментариях.
Подписаться на 3Dtoday
60
Комментарии к статье

Комментарии

1 Июл 10:04
3
Все конкретно и по делу, однозначный + последнее время редко такие статьи проскальзывают
1 Июл 10:06
-1
Спасибо.
1 Июл 12:16
3
Интересная статья.

Небольшое дополнение.
Слева фаска, справа скругление:
Безымянный.png

У вас на картинках скругления, а не фаски.
1 Июл 12:21
-1
Спасибо. Долго вспоминал, как это называется :D
1 Июл 12:29
0
Он ж подписаны ;)
Безымянный.png


А вот кстати, что большую прочность дает скругление или всё же фаска?
1 Июл 12:41
0
Он ж подписаны
Иногда смотришь, но не видишь.


А вот кстати, что большую прочность дает скругление или всё же фаска?
Теоретически - одинаковую. А практически - при наличии свободного времени можно и проверить.
1 Июл 13:18
1
Фаска. Но скругление, в приведенных выше примерах, лучше. Потому что толщина стенки увеличивается к основанию.
1 Июл 16:33
0
К сожалению не знаю как в Компасе, но в басурманском Фьюжне можно сымитировать приложение силы к обеим моделькам (со скруглением и фаской) и визуально-циферно точно увидеть что лучше. В природе обычно в приоритете скругленные формы, наверное скругление прочнее
1 Июл 16:38
1
Сымитировать приложение силы к обеим моделькам и в Компасе можно. Но это конечно-элементный расчет - он к 3D-печати подходит чуть менее, чем никак. Он же анизотропность не учитывает.
2 Июл 00:36
0
Тут вся фишка заставить слайсер напечатать стенку толще обычного в нужных местах. Плюс еще в том, что принтер это дополнительное утолщение печатает долго (а значит лучше вплавляет), давит пластик больше положенного (так получается), перекрестно и внахлест на стенку 10-15%(смотря как у кого в настройках).
14 Июл 14:43
2
учитывая что на скруглении плавный переход-она будет чуть прочнее при печати в теории
на практике у фаски как правило нет четкой и резкой границы окончания
а разница по объему(объем тела) между фаской и скруглением-перевес уже в пользу фаски
но все зависит от конкретной модели

ну и правильнее употреблять галтель вместо "скругление" когда речь идет о наружнем ребре...
31 Май 07:39
0
галтель вместо "скругление"
Еще и потому что галтель не обязательно круглая.
1 Июл 15:36
0
Немного коробит от вашего слайсера, для чистоты картинок попробуйте хотя-бы ломанную версию Simplify3D, ну серьезно =)))
1 Июл 15:51
-1
Да знаю, статью готовил сидя на работе, там Simplify не было.........
1 Июл 16:02
0
А какое оптимальное соотношение диаметра большого и маленьких отверстий (по вашей картинке примерно 1 к 5.)?
И на каком расстоянии их расположить?
1. Без зазора
Безымянный1.png

2. В нахлест
Безымянный2.png

3. На расстоянии примерно в треть малого диаметра
Безымянный.png
1 Июл 16:07
-1
В статье я упомянул об этом - отверстия должны быть на расстоянии 1-2 толщины периметра.
1 Июл 16:19
0
Расстояние от основного отверстия до вспомогательных должно быть равно 1-2 (от одинарной до двойной) толщине периметра.
действительно. Не заметил сразу. А толщина периметра = диаметру сопла?
1 Июл 16:21
1
А толщина периметра = диаметру сопла?
Нет конечно. Толщина периметра = диаметр сопла * количество проходов. Что в слайсере установлено. По умолчанию 3.
2 Июл 01:07
2
Есть некоторая путаница в терминологии. Периметр - это одна колбаса. Ширина ее - ширина экструзии. А стенка состоит из нескольких колбас (периметров). Вот их как раз может быть 3.
2 Июл 10:32
-1
В simplify называется perimeter shells
2 Июл 11:25
1
Так не противоречит. Это количество периметров, составляющих стенку. А ширина периметра - это ширина экструзии (Extrusion Width).
2 Июл 00:33
0
Спасибо, fox104!
Не знал, что простой "дюбель" можно "растянуть" во всё 3D-Изделие, ради одного шурупа :D
Очень красивая идея.
Буду использовать.
Ski.
2 Июл 00:59
1
:D Есть такое.
Лично меня ломает специально рисовать в отверстиях дополнительные выступы под резьбу и тому подобное. Шурупы по любому садятся намертво. А винты так и так без гайки в пластике реально не держатся. Все что не относится к: "вау, какая красивая штучка" - печатается соплом 0.8+ Т.е. стенка 1.6, слой 0.2, адгезия АБСа при таких условиях сумашедшая и толщина стенки позволяет вкручивать что угодно. Лучше поскорее первый образец напечатать, потому что по любому в модель придется вносить изменения, для финальной печати.

Но для редких случаев инфа ценная.
2 Июл 09:02
1
Но для редких случаев инфа ценная.
В моём случае - область печати - 200x200x200 (ну или около того).
Изделия бОльшего размера буду соединять... саморезами, так как наглядному прототипу гайки не просто не нужны,
их размещение тратит бесценное время при перепроектировании Изделия, не говоря уже о постобработочном шпаклевании.

ИМХО проще XOR-ить "вязанку" цилиндров сквозь тело совмещённых частей Изделия, формирующих крепёжное отверстие...

Кстати, технологически металлические саморезы легко заменяются на... выплавляемые жидкие гвозди... ;)
14 Июл 15:02
0
Реально полезная статья! Требуем продолжения :) Пожалуйста )
Делая отверстия без усиления на саморезе оставалось само отверстие вырванное из детали.

* Ошибочка в тексте: Зазовем ее "шипами".
14 Июл 15:09
-1
Спасибо. А ошибку теперь не исправить :) Вычитывал, вычитывал...... ну ладно.
31 Июл 19:21
0
очень бородатый лайфхак по локальному усилению деталей. запиливаем много отверстий диаметра 0.1.
За счет погрешностей слайсинга отверстия не пропечатаются, но внутри появится много внутренних структур в виде колон
31 Июл 19:26
-1
Можно пруф?
13 Авг 18:37
0
Напоминает старый анекдот про отрывающиеся крылья и насверлить дырочек.
18 Июн 14:51
0
Отличная, познавательная статья.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Калибровка стола

"ZAV-L" краткий обзор

Проблема с PLA пластиком от BestFilament

Дзэн руссификация KISSlicer 1.5 + сборка из руководств.

Сам себе брат Марио, или ремонтируем капающий кран.

Как конвертировать STL в STEP за 60 секунд