Насколько важно программное обеспечение 3D-принтера?

Насколько важно программное обеспечение 3D-принтера?

Поговорим об управляющей программе.

Почему программное обеспечение 3D-принтера настолько сложно?

Почему нельзя купить 3D – принтер, установить программу, загрузить модель для печати, нажать одну кнопку «Печать» и получить напечатанное изделие? Ведь с бумажными принтерами всё именно так.

Когда мы начинали заниматься 3D-печатью, мы думали, что так и есть: установил программу, нажал кнопку и изделие распечаталось.

Но это оказалось не так.

Почему? Попробуем разобраться.

Математическое обеспечение работы 3D-принтера делится на три части:

- Интерфейс пользователя

- Слайсер

- Прошивка контроллера

Интерфейс пользователя.

Это та программа, которая отправляет на 3D-принтер код, согласно которому и происходит распечатывание модели. В этой программе мы можем выставить температуры нагрева рабочего стола и экструдера, подать или вытащить пластик, переместить экструдерную головку и стол в ручном режиме, настроить протокол обмена, соединиться с принтером и отправить модель на печать.

Существует две широко известных программы-интерфейса для 3D-принтеров:

Repetier Host

Printrun Pronterface

Первая развивается европейской компанией, вторая – энтузиастом-одиночкой и некоммерческой группой программистов в системе GitHub. Обе программы находятся в свободном, некоммерческом доступе.

Что-же является кодом, который отправляет на 3D-принтер программа-интерфейс?

Интерфейс отправляет на принтер так называемый G-код – программный язык, разработанный для станков ЧПУ. А как получается, что загружаем мы трёхмерную STL-модель, а на принтер отправляется G-код? Кто преобразует модель в G-код?

Этим занимается программа-слайсер

Слайсер.

Слайсер – от английского slice-кусочек, ломтик, срез.

Слайсер «разрезает» 3D-модель по слоям и задаёт перемещения экструдерной головки, а также порядка 100 параметров , которые характеризуют толщину и температуру слоя, механические и электронные характеристики конкретного 3D-принтера, наличие или отсутствие поддержек и т.д. и т.д. и т.д. Каждая из этих характеристик критически влияет на качество печати.

Каждая! Это не преувеличение.

Дело в том, что при 3D-печати мы имеем дело со сложными термодинамическими и материаловедческими процессами. Если не учесть все детали, ваша модель будет коробиться, слои наезжать друг на друга, части модели будут провисать, геометрические формы нарушаться, а после многочасовой печати модель просто отлипнет от рабочего стола на последних минутах работы, отправив в утиль ваше время, а, возможно и надежду когда-либо отладить процесс. :)

Это гораздо! сложнее печати на бумаге краской.

Прошивка контроллера.

Та часть программного обеспечения, которая «отвечает» за распознавание G-кода и отдание команд непосредственно электро-механическим устройствам – двигателям, вентиляторам, нагревателям. Должно быть чётко настроено на характеристики конкретного 3D-принтера – передаточные числа шестерён, диаметры валов, размеры площадок и т.д.

В совокупности, эти три части части программного обеспечения для 3D-принтера дают сотни нетривиальных комбинаций, разобраться в которых человеку, которому просто надо распечатать модель! достаточно сложно.

Обычно на налаживание процесса 3D-печати уходит не одна неделя. И это в том случае, если вы покупаете принтер с адаптированным! ПО.

Если-же производитель не взял на себя труд адаптировать программы для своего 3D-принтера и рекомендует пользоваться обычными, некоммерческими программами – freeware (некоторые производители этим грешат) , то необходимо понимать, что этот труд вы возьмёте на себя.

Более того, даже если производитель поставляет адаптированную программу – интерфейс (Repetier-Host занимается бизнес-адаптированием), то это совершенно не означает, что вам не придётся заниматься настройками слайсера.

Вам придётся в нём разобраться, если вы, например, захотите включить или выключить поддержку, установить то или иное качество печати. Вам надо будет знать где в слайсере устанавливаются «канты» и «юбочки», а ещё от вас потребуется знать «процент заполнения» модели, хотя он вам совершенно не нужен – вам нужна просто качественная модель.

Столкнувшись с таким положением вещей, мы поняли, что, в теперешних условиях, добиться качественной (да даже просто приемлемой) 3D-печати, могут только настоящие энтузиасты своего дела, для которых процесс печати не менее, а даже более, интересен, чем его результат – распечатанная 3D-модель.

Такую цель мы ставили себе с самого начала.

В отношении программного обеспечения это значит, что:

- мы поместили в рабочем окне программы «Приzма» только те параметры, которые имеют для пользователя значение;

- мы задали предустановки и режимы печати, которые позволяют пользователю напечатать изделие путём последовательного нажатия двух кнопок: «Загрузить файл» «Напечатать». При этом выбор параметров печати по-умолчанию, позиционирование, набор требуемой температуры стола и экструдера, а также выход в режим ожидания после окончания печати будут произведены автоматически;

- мы сделали режимы печати понятными для пользователя. Это значит, что пользователь должен позаботиться лишь о свойствах УЖЕ НАПЕЧАТАННОЙ МОДЕЛИ. Он должен сказать нужно-ли ему высокое качество (долгая печать), либо стандартное, пригодное для использования в конструировании и домашнем моделировании (быстрая печать), нужна-ли ему пустотелая модель, а необходимые для этого параметры слайсера программа выставит сама, не забыв сделать «слайсинг» с новыми параметрами;

- мы сделали, чтобы, в случае желания разобраться с ПРОЦЕССОМ 3D-печати, вы имели такую возможность, предусмотрев в программе режим «Эксперт»;

- мы сделали, чтобы при появлении у нас новых данных о 3D-печати, изменения в работу программы можно было внести путём скачивания с сайта нового файла предустановок.

Мы старались.

Надеемся, вам понравится. :)

P.S. Программа 'Приzма' создана на основании интерфейса Pronterface и слайсера Slic3r. Мы благодарим сообщества этих программ за возможность воспользоваться результатами их труда.

Конечно, программа 'Приzма' также является свободной для использования.

P.P.S. Эта статья была написана в начале 2014 года, с того времени произошли некие изменения - но не кардинальные.