Танчик-бэтээрчик. Как порезать panzer на кусочки.

Прошло 6 месяцев со дня опубликования крайней записи по этой теме. Чем же я занимался все это время? Да всякой фигнёй занимался, параллельно-пендикулярной. Думаю, что пора бы и обновить записи в блоге.

... и ведь предупреждали же меня о том, что я рано узбагоился и что работы впереди немерянно. А я всё не верил...

Итак, имею 3D-модель танка яко монолитное тело в формате SLDPRT и размером примерно 4 х3 х2 м.

Это монолитное тело необходимо уменьшить в 10 раз, до размеров приблизительно 40 х30 х20 см и создать из него пустотелый ящик для электро-механической начинки. Стало быть надо танчик резать.

И тут возникает концептуальный вопрос: - а как резать? Учитывая обильную россыпь болтов и заклепок на поверхностях танка, следует применить для печати сопло диаметром 0.2 мм. Но таким соплом не шибко-то и попечатаешь деталюшки размерами до 20х20 см, замумукаешься счета за электричество оплачивать. Следовательно, каждую поверхность будущей пластиковой модели танка следует разделить на лицевую часть минимально возможной толщины, для печати соплом 0.2 мм, и подложку (каркас) большой толщины, печатаемую соплом 0.4 мм, быстро и грубо.

Поскольку исходный образец танка я облазил (с боков) и обфоткал, то и резать начал так, как был скроен танк, т.е. с учетом всяких наложений броневых листов, нахлёстов, различных толщин и прочего. Первое, с чем я столкнулся при этом, была толщина броневых листов в выбранном масштабе. Так, например, листы днища и крыши, а также некоторые другие, имеют натуральную толщину 5 мм. При пересчете в масштаб 1:10 их толщина составит 0,5 мм, что будет означать 3-5 слоёв пластика, которые не смогут обеспечить ни прочности, ни внешнего вида. Значит, необходимо переконструировать некоторые узлы, приведя их минимальную масштабную толщину хотя бы к 1.5 мм

Первым, что подверглось реконструкции, были втулки торсионов. Вот так они выглядят в сравнении: слева - для днища толщиной 0,5 мм; справа - для днища толщиной 1,5 мм.

Этот дополнительный 1 мм заставил меня с недельку подумать над функциональностью узла. Требует аналогичного решения целый ряд других деталей, без которых может обойтись боевая машина, но модель не обойдется никак. Это кронштейны, козырьки, крылья, патрубки и прочая.

На фото ниже, например, показан щиток над амбразурой перископа. Его толщина на натуре составляет 3-5 мм, но в пересчете на модель это будет 0,3-0,5 мм. При такой толщине щиток развалится от малейшего апчхуя. Пришлось сделать его толщиной 1 мм, что в глаза отнюдь не бросается, а значит сгодится.

Обращают на себя внимание болты и заклёпки на броне. Эти вещи от чего-то явно не получились. Возможно, что сопло 0.25 мм не годится для такой мелочи. Это я выясню позже, но переделывать уже не буду. 

Таки я выяснил. Результат - здесь: Еще раз о шве и Прюша-слайсере

Итак, для превращения корпуса из твердотельной бобышки в пустой ящик, я применил команду Солидворкса "Оболочка", задав толщину оболочки в 15 мм. Напомню, что у меня имеется модель в натуральных размерах и привожу я их к масштабу только для создания файла *.STL. Далее я режу оболочку на плоские листы с кромками, ориентированными в пространстве как у оригинала. Вот так выглядит нос корпуса по правому борту:

А так выглядит этот же нос корпуса на оригинале:

- Гениально! - подумал я сам в свою же сторону.

...и начал тупить. Поскольку используемый мной чертеж имел размер около 12х12 метров, начальная точка модели оказалась очень далеко от места фактического расположения модели, что после нарезки модели на отдельные детали создавало определенные трудности. Я начал перекомпоновывать нарезанные детали так, чтобы они находились как можно ближе к своим начальным точкам. Таким образом я получал компактный эскиз и деталь, снимал проблемы с образмериванием. В дальнейшем я импортировал обработанные таким образом детали в сборку корпуса и там состыковывал при помощи нескольких сопряжений.

В результате у меня получалась вот такая сборка, с разбросанными по всему полю начальными точками деталей (синие звездочки с стрелками):

Но точки, сами по себе, это фигня по сравнению с мировой революцией, а вот 2 носовых листа, как это видно из предыдущего рисунка, я так и не смог уложить в требуемые позиции, после чего забросил проект и переключился на другие дела.

Абыдна, дыа? Я корпел над этими "художествами" едва ли не месяц! Что делать, что делать - я не обучался в университетах работе с CAD-ами и не участвовал в групповых проектах, отсюда и такие досадные промахи.

Через пару-тройку недель я начал проект вновь, с команды "Оболочка". Однако в этот раз начальные точки я трогать не стал и оставил их как есть. Уж и не помню, что побудило меня поступить именно так, но - о чудо! - работа пошла неимоверно легко и быстро. В чем же заключался цымес такого решения?

Цымес очевиден: при импорте в сборку деталей, их начальные точки автоматически совмещаются в одну, начальную точку сборки, требуя от пользователя лишь подтверждения операции, а сами детали идеально состыковываются друг с другом. И все. И никаких сопряжений городить не надо. После этого с деталями можно делать все, что угодно: их можно резать, гнуть, наращивать, но детали всегда будут зафиксированы в пространстве сборки. Это очень полезно для внесения сборочных зазоров в модель, например.

На рисунке ниже показаны 2 детали, импортированные в сборку, но еще не привязанные к ее начальной точке (НТ):

Параллельно с одной проблемой я врюхался и в другую. Понятно, что пластик толщиной 1.5 мм никаких нагрузок нести не может. Более того, даже соединить между собой листы такой толщины можно только внахлест. Соединение встык и под углом возможно лишь через подложку соответствующей геометрии. Вначале я не увидел этой проблемы и стал решать только проблему соединения, создавая конструкции по типу уголков:

Однако позже ко мне пришло понимание того, что вопрос прочности решать тоже надо. И тогда я начал городить каркас, на который наклеивались бы листы корпуса, который придавал бы им жесткость и обеспечивал надежную склейку между собой. Выглядел каркас примерно так:

Форштевень на каркасе:

Измысливание и отрисовка каркаса заняла у меня ну очень много времени. Каркас я дорисовывал в сборке к имеющимся листам корпуса практически по месту. К каждому листу корпуса прилагается свой каркас. Каркасы стыкуются между собой при сборке на клею и отрезках филамента.

Главную проблему составили стыковочные плоскости листов и каркасов, расположенных под углами, отличными от 90 градусов. На фото ниже красными стрелками показаны места, где при склейке неточно были выдержаны углы, что привело к 2-х миллиметровому зазору в середине корпуса, отмеченному красным кругом и не столь очевидным, но большим зазорам на уровне ватерлинии:

Кроме того имелись еще 4 проблемы, без решения которых завершить конструирование каркаса было невозможно, это: механизм натяжения гусениц, амортизация катков, способ разъёма половин корпуса для обслуживания электромеханики, способ фиксации половин корпуса между собой. По каждой из этих проблем можно написать отдельную статью, но это будет позже, возможно.

В процессе склейки деталей корпуса меня посетила (с официальным визитом) мысль о том, как надо было бы спроектировать корпус. Позже я это сделал, тем более, что первый блин, как водится, достался комам, что подтверждает фотография.

Из опыта печати было вынесено 4 вывода.

Первый: крайне желателен, но не обязателен, IDEX-принтер. При печати танка я работаю только одним соплом, d =0,2 мм. Это вытекает из требований к минимальному размеру отдельных деталей, типа головок болтов, заклепок и прочих. Следует признать, что получаются эти детали с большим трудом и не всегда напоминают чертеж. То есть необходимый минимум размеров достигается на грани возможного. В то же время бронелисты, несмотря на толщину всего в 1,5 мм, и каркас печатаются очень долго. Верхний бронелист левого борта, например, печатался около 6 часов. Этот лист фактически голый, на нем всего 3 заклепки. С учетом возможных косяков в процессе печати, типа внезапных и необъяснимых пропусков подачи экструдером, такое время неприемлемо. Думается мне, что IDEX-принтер, оснащенный соплами 0,1 и 0,4 мм вполне справился бы с обозначенными проблемами. Сопло 0,4 мм позволит в 2 раза сократить время печати больших деталей, а сопло 0,1-0,2 мм позволит оперативно допечатать на их поверхности головки болтов и заклепки. 

Второй: разглаживание больших по площади деталей из ПЭТ должно проводиться на максимальной для ПЭТ температуре сопла. Мной как правило применяется для ПЭТ температура 230 С. При такой температуре наблюдается жуткое оволосение разглаживаемой поверхности. Для устранения волосни приходится скрести поверхность ножом стамесочного типа, а после ножа еще и обжигать пластик газовой горелкой. Часто эти операции приходится повторять. В результате поверхность получается довольно шершавой, хотя для танка это нормально. Подъем температуры сопла до 240 С практически полностью убирает волосню, а для того, чтобы углы и кромки деталей не перегревались и не поднимались, я использую охлаждение на 10 процентах мощности (при этом мосты у меня охлаждаются на 20-40%). Охлаждение на моем принтере кастомизировано, отсюда такие цифры.

Третий: удачные результаты работы надо документировать. Я, к примеру, за те 2-3 месяца, что я размышлял над конструкцией внутренностей корпуса, я совершенно позабыл режимы нагрева/охлаждения, при которых получается приемлемого вида мелочевка. Осложняет ситуацию и то, что зрение слабо помогает оценке качества печати головки болта, или заклепки, диаметром 1.2-2 мм. Даже усиленное оптикой зрение не является исчерпывающим инструментом. Однако все хорошо можно разглядеть на фотографии с приличным зумом.

Четвертый: сложные пространственные конструкции должны проектироваться под печать одной деталью.

Мелочевка печатается на температуре 220С + обдув 40% + Прюша 2.8.1

Попозже еще напишу чего-нибудь.