Кремень FMZ Реклама
Kremen FMHM Реклама

Подготовка моделей к 3D-печати в Autodesk Netfabb

news3dtoday
Идет загрузка
Загрузка
30.11.2018
11867
30
Новости

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

7
Сегодня мы поговорим об Autodesk Netfabb и том, как с помощью этого программного продукта за несколько простых шагов подготовить ваше изделие к идеальной 3D-печати.
Подготовка моделей к 3D-печати в Autodesk Netfabb
Алгоритм работы заключается в пяти последовательных этапах:
  • Создание
  • Оптимизация
  • Подготовка
  • Анализ
  • Обработка

Создание

Начнем с того, что существует два способа создания модели в Autodesk Netfabb:
  • Fusion 360 – облачный САПР, входящий в состав версии Ultimate, позволяет создавать трехмерные модели непосредственно в Netfabb
  • Импорт готовой модели из сторонних источников. Netfabb принимает огромное количество форматов файлов с поверхностной и фасетной геометрией (триангулированная сетка)

Остановимся подробнее на фасетной геометрии. У этого формата есть ряд плюсов: фактически неограниченная сложность поверхностей, широкая распространенность, большой выбор в интернете готовых моделей в этом формате. Но у популярности есть и обратная сторона – каждая программа понимает триангулированные сетки немного по-разному. Поэтому часто при экспорте возникает необходимость «чинить» модели. Для этого в Netfabb встроены не только ручные, но и автоматические средства исправления недочетов: выпавших или вывернутых наизнанку граней, несостыкованных ребер и так далее. В результате работы этих инструментов модели импортируются уже исправными. Очень удобно, что делать это можно в пакетном режиме, сразу для десятков файлов. И нужно ли говорить, что Netfabb справляется с этим гораздо быстрее, чем человек.

Оптимизация

Итак, модель загружена в Netfabb и, при необходимости, «излечена» от каких-то недостатков. Тем не менее, она пока не готова к печати – требует обработки и оптимизации детали под аддитивное производство. Давайте рассмотрим, какие виды оптимизации доступны пользователям Netfabb:
  • Замена внутренних монолитных участков на облегченную решетчатую структуру – мощный способ оптимизации модели под аддитивные технологии, позволяющий значительно снизить стоимость производства и массу детали, не потеряв при этом в прочности. Netfabb может действовать в этой области разными путями: просто заполнять внутренний объем модели выбранной решеткой или генерировать ячеистые структуры, которые следуют вдоль поверхности, повторяют ее, заменяют собой участки поверхности и иным образом взаимодействуют с ней. Все эти методы оптимизации можно комбинировать. Тем самым мы значительно облегчаем деталь, сохраняя необходимую прочность. Кроме этого модель может приобрести и дополнительные свойства: пористость, гибкость, упругость, в том числе анизотропную, и множество других, часто неожиданных, качеств. Например, капиллярный эффект для транспорта жидкостей.
  • Оптимизация решетчатых структур с точки зрения прочности. Для исходной модели указывается тип заполняющей решетки, определяются поверхности и накладываются нагрузки, после чего Netfabb осуществляет автоматический поиск оптимального решения с внутренней решетчатой структурой переменной плотности. На примере отчетливо видно, что внутренняя решетка имеет неоднородную толщину в разных местах, в зависимости от действующих внутри детали напряжений. Этот метод оптимизации может пригодиться в любой отрасли производства, но особенно он востребован в автомобилестроении и авиации, где критически важно снижать массу деталей без потери прочности.
  • Оптимизация топологии. Это тот случай, когда меняется не заполнение внутренних объемов, а сама топология детали. Для этого с помощью встроенного в Netfabb решателя Nastran проводится прочностной анализ, в результате которого из модели удаляются зоны с наименьшими внутренними напряжениями, незначительно влияющие на прочность. Таким образом деталь облегчается, а ее прочность остается в заданных пределах.
  • Generative Design. Суть технологии заключается в том, что форму детали изобретает не человек, а компьютер. Вам достаточно задать границы, в которых можно производить поиск формы детали – указать зоны имеющихся препятствий, неприкосновенные для изменения зоны, материал детали, нагрузки, закрепления, а также критерии поиска – желаемый вес, величины деформаций и так далее. В результате Generative Design предложит не одно решение, а десятки, или даже сотни вариантов, наиболее оптимальный из которых можно выбрать при помощи наглядного сравнительного анализа и фильтрации по различным параметрам.

Подготовка

Итак, на предыдущих этапах мы получили идеальную трехмерную модель, теперь посмотрим, что нужно, чтобы превратить ее в идеально напечатанную деталь. В Netfabb существует несколько механизмов, позволяющих это сделать:
  • Оптимальное положение детали в рабочем пространстве принтера Netfabb определяет автоматически. Для начала необходимо задать критерии, по которым будет осуществляться поиск: объем материала на поддержки, площадь затрагиваемой поддержками поверхности, высота печати и многие другие. После чего программа выдаст таблицу результатов с наилучшим расположением по каждому из критериев. Вам останется только выбрать из них оптимальный для вас, а Netfabb сам развернет деталь в нужное положение.
  • Генерация поддержек в Netfabb осуществляется автоматически, но остается возможность редактировать их вручную.
  • Пакование. Когда необходимо напечатать много деталей за один раз, очень удобно иметь механизм, который разместит модели максимально плотно в рабочем пространстве принтера. Для разных принтеров Netfabb использует разные алгоритмы пакования: в 2D-детали располагаются на платформе в один слой, если же речь идет о порошковой печати, детали могут располагаться в 3D, заполняя весь объем принтера. Netfabb при этом будет следить за тем, чтобы детали не столкнулись, не сцепились друг с другом и лежали на заданном удалении от стенок и платформы. Можно также сгенерировать вокруг мелких деталей временную коробочку, которая обеспечит их сохранность при удалении неспеченного порошка. Кроме того, Netfabb сможет нанести на каждую модель трехмерную текстовую метку, которая будет содержать, например, серийный номер детали, если вы печатаете несколько экземпляров.
  • Библиотека машин. Для программы 3D-печати очень важно поддерживать максимальное количество существующих на рынке принтеров. Netfabb максимально приблизился к этой задаче – он знает размеры рабочей области подавляющего большинства распространенных на рынке принтеров и может учитывать их особенности – используемую технологию печати, предпочтительный тип поддержек, оптимальную стратегию заполнения, штриховки на слайсинге и многое другое. Если же ваша машина неизвестна Netfabb, вы можете задать ее параметры вручную.

Анализ

Модель подготовлена, и, казалось бы, можно отправлять ее на печать. Но перед этим необходимо проанализировать деталь, чтобы оценить возможные деформации и исключить вероятные ошибки печати, которые могут быть опасны как для детали, так и для самого принтера. Netfabb Simulation – это инструмент, который позволяет провести виртуальную имитацию печати из металлов, обнаружить и предотвратить большинство возможных проблем.

Например, Netfabb предскажет деформацию и четко укажет места, где вероятнее всего произойдет отрыв детали от системы поддержек. В некоторых случаях Netfabb даже сможет автоматически исправить ситуацию, снизив или исключив вероятность возникновения проблем при печати. Например, он может внести в модель предварительную компенсирующую деформацию – то есть искривить правильную модель перед печатью так, чтобы во время печати она выпрямилась под воздействием возникающих деформаций.

Высокая скорость выполнения расчетов при имитации печати достигается за счет представления модели в виде адаптивной воксельной сетки. Это значительно экономит вычислительный ресурс и делает имитацию печати более выгодной, чем реальное изготовление образца детали.

Обработка

После того как мы загрузили, оптимизировали, подготовили, проанализировали и напечатали идеальную деталь, потребуется ее завершающая обработка – удаление поддержек, сверление отверстий, фрезеровка и вывод «в допуск» ответственных поверхностей. Часто эти операции производятся с помощью ЧПУ-оборудования. Для облегчения этого процесса в Netfabb встроена утилита Autodesk PowerShape, которая работает с фасетной геометрией так, будто она поверхностная, то есть рассматривает ее на уровне геометрических элементов.

На модели можно задать припуски под дальнейшую ЧПУ-обработку, залить отверстия, которые вы хотите просверлить позже (или наоборот добавить технологические отверстия, которых не было в исходной модели), внести в модель какие-нибудь временные поддерживающие структуры, которые позволят обработать деталь безошибочно и с наименьшим риском для нее, а после будут удалены, и так далее. Фактически это редактор трехмерной геометрии, который позволяет работать с любым типом геометрии.

Кроме того, данная утилита идеально совместима с Autodesk PowerMill – лидером на рынке ЧПУ-решений, а также с PowerInspect, служащим для инструментального контроля точности напечатанных деталей. Кроме того, в составе Netfabb есть еще и Fusion 360, в который также встроены достаточно развитые ЧПУ-инструменты.

Мы подошли к концу. И если вы использовали все возможности Autodesk Netfabb, у вас гарантированно получилось идеально напечатанное изделие. А если вы еще не используете Netfabb, надеемся, эта статья подтолкнет вас к решению усовершенствовать свое производство.

Материал предоставлен компанией «Поинт», официальным дистрибьютором решений от Autodesk

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

7
Комментарии к статье