Как сделать программу для 3д принтера

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

Выбираем свой 3D принтер

Устанавливаем габариты области печати

Настройка параметров печати

Качество печати

1 – Толщина слоя печати. Зависит от диаметра сопла. Хорошее качество – 1/2 диаметра сопла. Лучшее качество – 1/4 диаметра сопла.

2 – Толщина стенок. Должна быть кратна диаметру сопла. Одинарная стенка – хуже внешний вид, но лучше прочность, если заполнение 100%.

3 – Откат (Ретракт). Всасывание расплава пластика, при переходе на другой островок печати.

Заполнение

4 – Толщина верха и низа детали. Толщина верха влияет если низкий процент заполнения детали и нить сильно провисает. Могут остаться рваные отверстия и торчать застывшие нити пластика.

5 – Процент заполнения детали. Плотность решётки внутри детали. 0% — будет полая деталь. Нужна для прочности и поддержки верхних слоёв.

Скорость и температура

7 – Температура сопла. Зависит от типа пластика. ABS 210-270C, PLA 180-210C.

8 – Температура стола. ABS 105-115C. Для PLA 70C на каптоновом скотче и 0С на синем скотче.

Поддержка

9 – Тип поддержки. Поддержка нужна для нависающих и наклонных поверхностей детали для защиты от провисания нитей:

Нет – не использовать поддержку.
От поверхности – поддержка по минимуму.
Везде – поддержка по максимуму.

10 – Тип усиления адгезии (прилипания) к столу:

Пруток (филамент, нить)

11 – Диаметр используемого прутка. Нужно замерить штангенциркулем для точности.

12 – Процентное изменение объёма экструзии нити из сопла. Настраивается для каждой катушки пластика индивидуально. Если щели между нитями на заливке — нужно увеличить, если деталь превращается в месиво — нужно уменьшать.

Принтер (Сопло)

1 – Диаметр отверстия сопла

Откат (Ретракт)

2 – Скорость отката прутка. На большой скорости болт экструдера может сорвать слой прутка и потерять сцепление.

3 – Длина ретракта. Если при переходе сопла на следующую часть детали из сопла вытекает нить — нужно увеличить параметр.

Качество (Первый слой)

4 – Толщина первого слоя. Зависит от кривизны стола и диаметра сопла.

5 – Ширина первого слоя в процентах. Влияет на качество адгезии. Выше – лучше. Если на первом слое щели между нитями — нужно добавлять %.

Скорость (Детальная настройка скорости печати)

7 – Скорость холостого перехода, без выдавливания пластика. На холостом переходе может задевать отвердевшие торчащие нити пластика. Минимальная скорость 80 мм/с.

8 – Скорость печати первого слоя. Ниже – лучше. Рекомендуемая скорость 20 мм/с.

9 – Скорость заполнения детали. Можно больше. Обычно 60-120 мм/с.

10 — Уменьшаем скорость для гладкой верхней поверхности.

11 – Скорость печати внешнего контура. При 20 мм/с получается отличное качество поверхности.

12 – Скорость печати внутренних слоёв контура. Средняя между скоростью заполнения и скоростью печати внешнего контура. При большой скорости влияет на качество внешнего контура.

Охлаждение

13 – Минимальное время печати слоя, даёт слою время на охлаждение перед переходом к следующему слою. Если слой будет укладываться слишком быстро, 3D принтер будет снижать скорость укладки, вписываясь в указанное время. Обычно ставлю 20 сек.

14 – Включение вентилятора для охлаждения детали во время печати. Используется только для PLA – подобных пластиков. На ABS ухудшает сцепление слоёв.

Дополнительные настройки печати

Включение дополнительных настроек

Подробные настройки

Ретракт — всасывание нити пластика

3.1 — Поднимать сопло над деталью во время ретракта, мм. При перемещении над поверхностью детали, чтобы не задевать застывший пластик.

Контур (Юбка, Skirt) — выдавливание пластика вокруг детали для подготовки сопла к печати детали

10.3 — Количество колец выдавливания пластика вокруг детали.

Охлаждение детали

14.1 — На какой высоте включать охлаждение детали.

14.2 — Минимальная скорость вентилятора охлаждения.

14.3 — Максимальная скорость вентилятора.

14.4 — Ограничение минимальной скорости укладки нити.

14.5 — Отводить сопло от детали для лучшего остывания. Время после которого отводить сопло настраивается в Подробные настройки\Охлаждение\Минимальное время на слой (сек.).

Заливка

5.1 — Делать заливку верхнего слоя. Для печати пустых и открытых деталей (вазы, стаканы).

5.3 — Процент перехлёста нитей. Для лучшего сцепления нитей между ними.

Поддержки

9.1 — Структура поддержек:

Grid — решётка,
Lines — линии. Легче удаляется.

9.2 — Угол наклона поверхности, при котором начинают формироваться поддержки. Ставлю 60 градусов.

9.3 — Плотность структуры поддержек, в процентах.

9.4 — Расстояние от стенок детали до поддержек по осям XY. Чем меньше, тем труднее удалить поддержки.

9.5 — Расстояние от нижней поверхности детали до поддержек по оси Z.

Кайма (Brim) — Увеличение площади соприкосновения детали и стола

10.1 — Ширина поля, в линиях нити.

Подложка (Raft) — нужен для печати деталей с маленькой площадью касания со столом

10.2 — Настройка параметров Raft

Исправление ошибок 3D модели

15 — Автоматическая коррекция некоторых ошибок 3D модели

Сохранение настроек в файл и восстановление

Манипуляции на рабочем столе

Окно рабочего стола

1 — Вид детали на рабочем столе.

2 — Загрузка файла и добавление 3D модели на рабочий стол.

3 — Запуск печати на 3D принтере или сохранение G-кода программы на SD карту или на жёсткий диск, для автономной печати с SD карты.

4 — Расчётное время печати детали.

5 — Расчётная длина прутка для этой детали.

6 — Расчётный вес детали со всеми дополнительными структурами.

7 — Варианты просмотра детали.

8 — Просмотр загруженной 3D модели детали.

9 — Послойный просмотр детали со всеми дополнительными структурами.

1 — Послойный просмотр детали со всеми дополнительными структурами.

2 — Общее количество слоёв детали.

3 — Просматриваемый слой.

4 — Внутренняя структура заполнения.

5 — Структура поддержек.

6 — Внешний вид юбки, со всеми настройками.

Поворот детали по осям

При щелчке левой кнопкой мыши по детали на рабочем столе, в левом нижнем углу появляются пиктограммы:

1 — Поворот детали по оси. Тянем левой кнопкой мыши выбранную ось.

2 — Отображается угол поворота.

3 — Сброс в исходное положение.

4 — Выравнивание нижней плоскости детали, относительно рабочего стола.

Изменение габаритных размеров детали

1 — Пиктограмма изменения габаритов.

2 — Тянем с зажатой левой кнопкой мыши, для изменения габаритов детали.

3 — Сброс изменений.

4 — Максимальные габариты.

Отражение детали в плоскостях

Перед печатью

Изменяем вид интерфейса

Интерфейс программы Cura в стиле программы Pronterface, во время печати.

Изменяем стартовый G-код

1 — Здесь мы можем поменять координаты XYZ начального выезда сопла над столом

2 — Здесь настраиваем количество выдавливаемого пластика (E). Положительное значение — выдавить, отрицательное — втянуть. Выдавливание нужно для наполнения сопла расплавом перед печатью, чтобы не было пробела в начале печати.
Этот код вставляется в начале каждой программы.

Трехмерная фотограмметрия— преобразование серии цифровых фотографий в трехмерную модель при помощи специализированного программного обеспечения. Для создания модели достаточно вооружиться фотоаппаратом и компьютером с предустановленным софтом. Объект для съемки может быть любым, лучше всего подходят рельефные объекты, скульптуры и т.п. Фотограмметрия — настоящая находка для владельцев 3D-принтеров, разработчиков игр, особенно для тех, кто еще не завел себе 3D-сканер. Этот метод позволит использовать принтер не только для создания шаблонных моделей из интернета, но и для распечатки уникальных объектов.

Именно она помогает преодолеть основное препятствие на пути начинающих владельцев 3D-принтеров — отсутствие понимания того, где взять 3D-модели для работы.

Обычно, чтобы получить модель для печати на 3D-принтере требуется сфотографировать объект максимально возможное количество раз с максимально возможным качеством. Рекомендуется делать 3 прохода: сначала сфотографировать объект со всех сторон с расстояния 2-3 метра для захвата общей формы, потом с расстояния около полуметра для фиксации мелких деталей, и в конце уделить внимание проблемным зонам: темным, труднодоступным или тонким элементам.

Этот тип сканирования может сильно выручить, если вы занимаетесь обрисовкой объектов: есть такие детали, которые сложно измерить линейкой или штангенциркулем из-за их геометрической формы и других особенностей. Это особый случай, когда легче отрисовать объект по готовой 3D-модели (даже в очень низком качестве), чем пытаться угадать с размерами и изобразить что-то похожее.

Попробуем применить метод фотограмметрии для быстрого создания трехмерной модели без профессиональной техники, какого-либо специального оборудования и максимально быстро.

Камера для сканирования

Разрешение фотографий должно быть как можно выше, поэтому лучше всего подойдет, конечно же, профессиональная зеркальная фотокамера. Для простых объектов достаточно и обычного смартфона с хорошей камерой.

Место съемки должно иметь равномерное освещение. Любое искажение пагубно повлияет на конечный результат и осложнит постобработку фотографий. В первую очередь стоит уделить внимание теням и бликам: программа не сможет корректно распознать объект при неравномерном освещении с резкими тенями. Поэтому никакой вспышки и только матовые поверхности на фоне.

В статье использовался Honor 9, 2017 года выпуска с двойной камерой 20 + 12 МП, но подойдет и любой другой смартфон.

Программное обеспечение

Для фотограмметрии существует программа Agisoft PhotoScan. Она платная, но с 30 дневным триалом. Этого достаточно, чтобы ознакомиться с азами технологии. В мануале можно найти множество рекомендаций по созданию фотографий и их обработке, чтобы добиться максимального качества 3D-объекта.

Другие аксессуары

Снимать объект нужно на равномерном фоне. Для фотографирования мелких вещей подойдут софтбоксы (осветители с рассеивателями). Они равномерно осветят место съемки и устранят резкие тени. Но такое оборудование тоже есть не у каждого, поэтому для быстрой оцифровки подойдут и домашние лампы.

В качестве фона возьмем однотонный матовый силиконовый коврик для ручных работ. Одна из его поверхностей не имеет рисунка, она-то и нужна.

Задачи

В идеале на один объект желательно делать фото в количестве 50–100 штук при хорошем освещении, низком ISO, в высоком разрешении (скажем 5000 х 8000) и иметь для их обработки мощный компьютер.

Однако поскольку в приоритете скорость — начальный набор инструментов для этой статьи прост донельзя: смартфон двухлетней давности, обычный домашний ПК, силиконовый коврик и солнечный свет.

Оцифровка объекта

1. Сканировать будем домик, напечатанный на 3D-принтере. Чтобы оценить степень сложности оцифровки объектов, достаточно сделать пару десятков фотографий с разного ракурса. Съемку ведем на одинаковом расстоянии. Между ракурсами должен быть интервал, но не слишком большой: программа не сможет состыковать фото, если между кадрами будет много недостающих элементов.

2. Полученные фото загружаем в программу.

Если компьютер средней мощности, а фотографий не слишком много (для тестовой попытки 18 штук будет достаточно) — обработка пройдет быстро, около пары минут.

На этом этапе можно определить, все ли распознается правильно.

4. После прогрузки всех ракурсов получилось некое облако точек.

На удивление, даже для тестовой попытки с небольшим количеством фотографий и далеко не профессиональным оборудованием и условиями съемки, PhotoScan правильно определила ракурсы абсолютно всех фотографий — об этом свидетельствуют зеленые галочки под каждой картинкой.

5. Может возникнуть ситуация, когда программа делает ошибки в определении местонахождения фотографий.

В этом случае для корректной обработки необходимо поставить на каждой из фотографий маркеры-подсказки, по которым софт сможет ориентироваться. К примеру, поставим пару маркеров на первых двух фотографиях. Один из них будет стоять на углу крыши дома, второй установим в основании.

6. Далее программа автоматически доставит маркеры на остальных фотографиях, если сумеет распознать на них один и тот же объект.

Если есть несовпадения, придется вручную передвигать маркеры на нужное место. На всех снимках маркеры нужно подтверждать, кликнув мышкой по точкам. Стоит отметить, что маркеры помогают, но не дают гарантии, что ракурс будет распознаваться правильно.

8. После второго прохода облако точек показывает примерно ту же картину, что и до установки маркеров.

Вывод таков: информации было достаточно изначально, поэтому проводить этап с ручной установкой маркеров необходимо только если фотография (или несколько) некорректно определилась.

9. Следующий этап — построение более плотного облака точек.

10. Через пятнадцать минут на мониторе можно разглядеть довольно четкий рисунок фигурки. Правда, вместе с фигуркой присутствует немного голубого фона.

11. Результат.

Получилось неплохо, но модель портит голубой фон.

12. Чтобы избавиться от фона, нужно вручную обрезать его на всех фотографиях в одном из редакторов изображений.

Agisoft PhotoScan поддерживает маски для каждой фотографии (это специальный канал изображения, который будет сообщать программе что обрабатывать, а что трогать не стоит). Обрезка — нудное занятие, автоматизировать его не получится, однако результат окупит все старания.

13. Импортируем маски в программу.

15. После добавления масок при просмотре фотографий будет виден выраженный белый контур.

17. Голубой фон пропал, лишь плотное облако точек обрисовывает фигуру.Осталось преобразовать их в 3D-модель и оценить окончательный результат.

Итоги работы

Если пытаться сделать фотограмметрию на камеру телефона, итог вряд ли сильно впечатлит вас, однако приемлемых результатов добиться все-таки можно. Многое зависит от самой модели: ее текстуры, отражающей способности, цвета, дизайна.

Свои коррективы вносит и фон, на котором производится фотосъемка объекта. Так, глянцевый материал отражает много света на текстуру модели, поэтому лучше использовать матовые однородные фоны.

Если же учесть все нюансы, то можно добиться действительно качественных результатов. Следует помнить, что 3D-модель, полученная с помощью фотограмметрии в домашних условиях, почти наверняка потребует доработки в 3D-редакторе.

Тем не менее, такой метод сканирования может сэкономить вам уйму времени при моделировании сложных деталей. Кроме того, он служит альтернативой трехмерному сканеру, покупка которого сильно ударила бы по карману.