Printare 3D

Elemente de baza

Un obiect 3d poate fi realizat in doua feluri:

- proiectat de la zero

- scanat 3d

Proiectarea se realizeaza folosind programe specializate, denumite generic CAD (Computer Aided Design).

Acestea sunt separate in urmatoarele categorii principale: 

- artistice: Maya, Rhino, Blender

- tehnice: SketchUP, Fusion360, Inventor, OpenSCAD

- pentru incepatori: TinkerCad

Toate aceste programe folosesc nativ formate diferite de fisiere dar pot exporta in formatul de baza: STL.

Este echivalentul bitmap-ului pentru poze. Nu este parametric, nu toate programele il pot edita dar toate il pot deschide si vizualiza.

Daca nu te intereseaza sa proiectezi obiectele, gasesti pe internet o colectie impresionanta de obiecte, gata de printare.

Cel mai mare site pentru asa ceva este Thingiverse.com. 

Pentru a putea fi printat, un STL trebuie sa fie "manifold" sau "water tight". Asta inseamna ca nu trebuie sa aiba gauri, laturi duplicate, puncte interioare, etc.

De obicei programele tehnice exporta stl-uri manifold dar cele artistice pot avea probleme in acest sens. 

Pentru a putea printa un obiect cu o imprimanta FDM, trebuie procesat obiectul in format STL si generate miscarile capului de printare.

Acest proces este denumit generic CAM (Computer Aided Manufacturing).

In cazul printarii 3D, programele CAM sunt denumite "slicer"-e. Asta pentru ca practic feliaza obiectul si genereaza miscarile capului pentru fiecare strat in parte.

Cele mai folosite slicere open source sunt Cura si Slic3r  dar mai exista si comerciale: Kisslicer, Simplify3d.

Felierea (Slicing)

Ai un obiect 3d in format STL, te-ai asigurat ca este manifold (tine apa) si acuma vrei sa il printezi.

Pentru a intelege ce trebuie sa faci, pentru inceput e nevoie sa cunosti terminologia de baza.

Acesti termeni sunt folositi in toate programele slicer, deci e foarte bine sa fii familiar cu ele inainte de a incepe.

- materialul de printare: cel mai popular este PLA (usor de folosit de catre incepatori, se deformeaza cel mai putin cand se raceste) dar mai sunt si altele (ABS, flexibile, solubile in apa, etc). Fiecare are avantaje si dezavantaje, unele pot fi printate doar in anumite conditii. E bine sa te documentezi despre toate, dar poti incepe cu PLA.

- grosimea filamentului (filament width, material size) - de ceva timp s-a stabilizat la 1.75mm dar se mai gaseste pe piata si de 3mm (2.85mm real)

- grosimea duzei de printare (nozzle size): determina dimensiunea maxima a straturilor precum si detaliile printului. Cu cat este duza mai mica, cu atat printul este mai precis dar timpul de printare creste proportional. Ca regula grosiera, grosimea stratului este maxim 1/2 din diametrul duzei de printare. Grosimea duzei din kit este 0.5mm.

- grosimea stratului (layer height): cu cat stratul este mai subtire, cu atat obiectul este mai putin rugos. Timpul de printare este invers proportional cu acesta. Pentru inceput, pentru duza de 0.5mm recomandam strat de 0.2mm.

- perimetre (perimeters): straturile exterioare (verticale) ale obiectului. Acestea reprezinta obiectul printat de fapt, restul sunt accesorii.

- umplere interioara (infill): traseele din interiorul perimetrelor. In functie de gradul de umplere pot creste rezistenta obiectului printat. Functioneaza si pe post de suport. Un print cu infill 0% va fi gol pe interior, ca un ou. Doar perimetrele vor fi printate. La infill 100%, va fi complet solid.

- suport (support): este practic o schela care se printeaza pana la o anumita inaltime. Peste ea se va printa apoi o parte a obiectului care nu incepe de la patul de printare. Dupa ce obiectul este printat, marerialul de suport trebuie inlaturat manual.

- skirt: chiar la inceputul printului se fac cateva perimetre in exterior, in afara zonei printate. Rolul lor este de a amorsa capul de printare, de a inlocui plasticul ce a curs inainte de inceperea efectiva a printului, astfel incat obiectele printate sa inceapa corect.

- brim: este ca borul palariei, cateva perimetre (6...8 mm) printate lipit de obiect in primul strat. Scopul lor este sa creasca adeziunea obiectului de suprafata de printare si sa opreasca deformarea (warping-ul).

- viteze: cele mai importante sunt urmatoarele: 

  - Print Speed: viteza de printare. Depinde de tipul hotend-ului, grosimea duzei, materialul de printare, temperatura. Recomandam sa incepi cu o viteza mica, care sigur nu va cauza probleme, apoi cresti pana ajungi la limitele imprimantei. O viteza buna de inceput este 25 mm/s. Cu un cap bun, in anumite cazuri poti ajunge si la 60..70 mm/s.

  - Travel Speed: viteza de deplasare a capului intre obiecte, cand nu extrudeaza plastic. Este de obicei mult mai mare decat viteza de printare. Pentru inceput foloseste 110 mm/s apoi creste pana observi probleme.

- Retraction Speed: in momentul in care capul trebuie sa se deplaseze in alt punct, pentru a opri curgerea plasticului incalzit, filamentul este tras inapoi cat mai repede de catre motorul din impingator. O viteza prea mare va cauza motorul sa nu poata executa toti pasii, blocandu-se iar una prea mica va cauza blob-uri datorita plasticului curs. Pentru inceput, la sistemul Bowden (cu impingator si hotend separat), recomandam retraction de 5mm la 80 mm/s.

Obiectele printate, datorita faptului ca plasticul este asezat la cald, strat cu strat, nu au aceasi rezistenta ca aceea a obiectelor produse prin injectie.

Rezistenta lor poate fi comparata cu cea a lemnului. De obicei cedeaza la imbinarile intre straturi.

Pentru inceput iti recomandam sa incarci un singur obiect in slicer si sa-l asezi in asa fel incat suprafata de contact cu placa de printare sa fie cat mai mare iar zonele care necesita suport sa fie cat mai mici (de preferat deloc).

Tine cont de faptul ca portiunea care face contact cu suprafata de printare (fibra de carboon) va fi lucioasa iar restul rugoase.

Pasul urmator este sa setezi parametri felierii, apoi sa verifici codul generat in Layer View.

Ideal este sa nu ai nevoie de suport si piesa sa fie cat mai solida posibil.

Dupa ce esti multumit de codul generat, salveaza-l pe hdd sau pe un card SD.

Printarea