Manuál pre tlač

Keďže tvoja dokumentácia je kreslená v mierke 1:1, aj model budeme vytvárať v tejto mierke a až následne ho zmenšíme na požadovanú veľkosť, napríklad do mierky 1:500. Vďaka tomu budeš vedieť ľahšie „za pochodu“ reagovať na prípadné zmeny návrhu.

Mierka	Násobok (koeficient)	Príklad (1 m v realite → model)
1:10	0,1	1000 mm → 100 mm
1:20	0,05	1000 mm → 50 mm
1:25	0,04	1000 mm → 40 mm
1:50	0,02	1000 mm → 20 mm
1:100	0,01	1000 mm → 10 mm
1:150	0,006666…	1000 mm → ~6,67 mm
1:200	0,005	1000 mm → 5 mm
1:250	0,004	1000 mm → 4 mm
1:300	0,003333…	1000 mm → ~3,33 mm
1:350	0,002857…	1000 mm → ~2,86 mm
1:400	0,0025	1000 mm → 2,5 mm
1:500	0,002	1000 mm → 2 mm
1:1000	0,001	1000 mm → 1 mm

FFF tlač umožňuje vytvárať pomerne presné a detailne prepracované modely. Napríklad aj v mierke 1:500 môže mať model okná, balkóny, atiky, solárne panely a podobne. Vždy je však potrebné zvážiť, aká miera detailu je pre konkrétny model adekvátna. Aj keď arkier alebo rímsa môžu pridať modelu na členitosti a vizuálnej atraktivite, zároveň môžu odvádzať pozornosť od celku, čo môže byť pri urbanistickom modeli skôr nevýhodou.

Aby bolo možné všetky prvky spoľahlivo vytlačiť, musia mať dostatočnú hrúbku. Trochu matematiky: štandardne tlačíme tryskou s priemerom 0,4 mm, takže dve extrúzie vytvoria hrúbku približne 0,8 mm. V mierke 1:500 to znamená, že prvok, napríklad zábradlie balkóna, by mal mať v reálnom modeli minimálnu hrúbku približne 40 cm.

Ak bude element, napríklad stĺp, tenší, môže sa stať, že sa nevytlačí správne, prípadne sa nevytlačí vôbec a poškodí aj ďalšie časti modelu. Špeciálnu kategóriu tvoria stĺpy, ktoré sa tlačia bodovo. Aby bola tlač čistá, je potrebné ich hrúbku zväčšiť na minimálne 60 až 80 cm. Napriek tomu, že budú masívnejšie, vytlačia sa čisto, čo zvýši atraktivitu modelu.

Venuj preto dostatočnú pozornosť všetkým častiam modelu a ubezpeč sa, že sú dostatočne hrubé.



Poznámka: Pri modeloch, ktoré pripravujeme sami, vieme dosiahnuť podstatne vyššiu mieru detailu. Vyžaduje si to však viac skúseností a individuálne riešenia, čo zatiaľ nie je cieľom tohto manuálu.

Tlačiareň tlačí gravitačne, a teda „nevie tlačiť do vzduchu“.*

*Poznámka: Za určitých podmienok to do istej miery možné je, napríklad pri bridgingu, ale teraz si to nebudeme zbytočne komplikovať.

Ak chceš tlačiť napríklad balkóny alebo strešné rímsy, často to riešime zošikmením spodnej plochy. Balkónová doska tak vyrastá z fasády pod uhlom približne 60 stupňov. Toto riešenie nie je úplne čisté, ale je pomerne spoľahlivé a umožňuje tlač kratších konzol v menších mierkach.

Aj keď to môže pôsobiť mierne skresľujúco, pri urbanistických modeloch, ktoré sa spravidla pozorujú z nadhľadu, ide o úplne legitímnu alternatívu, najmä ak je potrebné tlačiť model v jednom kuse. Používame ju často napríklad pri rímsach historických fasád, vjazdoch do garáží. Ak sa teda rozhodneš model pripraviť na tlač „v jednom kuse“, pred exportom skontroluj, či sú všetky, aj minimálne horizontálne konzoly, na spodnej strane zošikmené.



Druhou možnosťou je rozdeliť model na viacero segmentov, napríklad na terén, prízemie a hornú stavbu. Pri rozdelení objektu je možné „nasekať“ ho tak, aby rezné roviny pretínali model presne vo výške konzol. Segmenty sa potom tlačia samostatne a každá konzola leží pri tlači priamo na tlačovej podložke.



Treťou možnosťou je využitie podpier, teda supports. Ide o pomocnú tlačenú geometriu, ktorá sa tlačí spolu s modelom. Jej limitom však je, že musí vyrastať mimo samotného dielu, aby sa s ním nezlepila.*



*Poznámka: Tlač z rôznych materiálov a pri odlišných nastaveniach samozrejme ponúka oveľa širšie možnosti. * Ide však o pokročilejšie techniky, ktoré sme pre jednoduchosť do tohto manuálu nezahrnuli.

Podporná konštrukcia predlžuje čas potrebný na tlač a pri modelovaní je nutné mať aspoň základnú predstavu o tom, čo podpery zvládnu a čo je už za ich limitom. Podpery je možné generovať približne do uhla 70 stupňov, vždy však tak, aby ich základňa bola mimo tlačenej geometrie. Ak model delíš na časti, napríklad podľa stavebných objektov, je dobré v teréne vytvoriť negatívny zárez, do ktorého sa objekt presne zasunie. Ten musí mať dilatačný offset – viď bod 8 „Spájanie dielov“.

Väčšinu našich modelov tlačíme z PLA. Modely sú tak pevné, rozmerovo pomerne presné a vhodné na lakovanie. Aj keď majú surové modely iba veľmi jemnú povrchovú štruktúru, často preferujeme možnosť ich dodatočne povrchovo upraviť – teda pretmeliť, prebrúsiť a nalakovať.

Aj surové modely, teda bez povrchovej úpravy, sú však relevantným prezentačným výstupom, pokiaľ nie je požiadavka na prémiovú kvalitu.

1. model bez povrchovej úpravy



2. model po pretmeleni pripravený na lakovanie



PLA má však jednu nevýhodu, a tou je tepelná rozťažnosť materiálu. V praxi to znamená, že stena s hrúbkou 50 cm a stena s hrúbkou 5 m budú chladnúť odlišne. Ak ich teda postavíš nad seba a na jednej strane zarovnáš, rozdiel v tepelnej rozťažnosti môže spôsobiť malý horizontálny odskok v mieste styku oboch stien.


Obrázok: odskok medzi stavbou a terenom sposobený tepelnou rozťažnosťou materiálu.

Túto vlastnosť je dobré zohľadniť už pri modelovaní tlačenej geometrie. Treba však povedať, že ide o artefakt tlače, ktorý je po tmelení a finálnej úprave modelu minimálny alebo úplne zanedbateľný.

Áno, aj my netrpezlivo čakáme na materiálovo/technologický posun, ktorý by nám umožnil kryštálovo čistú transparentnú tlač. K dnešnému dňu však takúto technológiu k dispozícii nemáme.

Ak je teda tvojou požiadavkou transparentný parter alebo priehľadné okná, je potrebné kombinovať viaceré modelárske techniky alebo sa uspokojiť s priesvitnou (translucentnou) tlačenou geometriou z materiálu typu transparent PLA.



Obrázok: kombinácia tlačenej geometrie s parterom laserovaným z akrylového skla

Veľkosť modelu, respektíve jeho jednotlivých častí, je determinovaná našou technológiou. Momentálne je maximálna možná veľkosť jedného tlačeného elementu 35 × 35 × 35 cm.




Aj keď sa to môže zdať ako zásadný limit, v praxi často radi tlačíme menšie diely a následne ich skladáme. Čím je diel väčší, tým vyššie je riziko chyby. Zároveň, ako sme spomínali vyššie, tepelná rozťažnosť pri väčších dieloch nehrá v náš prospech.

Technológia však napreduje míľovými krokmi, takže to, čo platí dnes, už zajtra nemusí byť pravda.

Ak je potrebné model rozdeliť na viacero elementov, je pri modelovaní nutné počítať s offsetom geometrie, ktorý umožní zasunutie dielov do seba.



Napríklad kocku s rozmerom 1 × 1 × 1 cm sa nepodarí zasunúť do otvoru s presne rovnakým rozmerom 1 × 1 cm. Otvor je potrebné mierne zväčšiť, aby kompenzoval nepresnosti tlače a trenie materiálu – napríklad na rozmer 1,04 × 1,04 cm. Offset geometrie je teda v tomto prípade 0,02 cm na každú stranu.

Táto hodnota vychádza z našich štandardných nastavení tlače. Aby si ju mohol správne aplikovať, bude potrebné ju prepočítať z mierky modelu do tvojho 3D modelu v mierke 1:1. Ak si budeš model tlačiť sám, pravdepodobne bude potrebné s touto hodnotou experimentovať.



S offsetom úzko súvisia aj konektory. Pri spájaní dielov sa veľmi odporúča namodelovať na styčných plochách konektory, teda geometriu, ktorá zabezpečí, aby sa diely spojili presne zamýšľaným spôsobom. Ich veľkosť závisí od účelu, ale často postačí jednoduchá kocka alebo valec s rozmerom približne 0,5 cm.

Tlačiareň vytvára telesá vrstvením pásov materiálu. Tento princíp má za následok jemnú štruktúru na povrchu modelov. Pri súčasnej kvalite tlače je však táto štruktúra na zvislých stenách veľmi jemná a prakticky nepozorovateľná.



Výraznejšie sa prejavuje na šikmých plochách s miernym sklonom. Typickým príkladom je terén alebo šikmé strechy. Ako sa s tým vysporiadať? Jednou možnosťou je zmieriť sa s tým a využiť tento artefakt vo svoj prospech. Na teréne ho môžeš vnímať ako vrstevnice, na strechách napríklad ako náznak strešnej krytiny.

Pri high-end modeloch je samozrejme možné tento artefakt eliminovať tmelením a následným plošným brúsením modelu.

Existuje však ešte jeden spôsob, ako sa artefaktom vyhnúť – eliminovať mierne šikmé plochy v rámci abstrakcie modelu, ak je to možné. Toto sa často využíva napríklad pri modelovaní solárnych panelov na plochých strechách. Namiesto jemne šikmej plochy sa modeluje vodorovne. V jednoduchosti je krása;)

Hotový virtuálny model je potrebné exportovať do formátu pre tlač, teda do formátu STL. Ide o jednoduchý export, ktorý z jednotlivých telies vytvorí jeden objekt. Pri exporte si však treba dať pozor na dve veci:

• Výstupný STL súbor je potrebné skontrolovať, či obsahuje všetky telesá tak, ako boli namodelované (online je k dispozícii množstvo bezplatných prehliadačov).
• Mierka exportu musí byť nastavená na 1:1.

STL súbor sa následne importuje do tlačového programu, v ktorom sa nastaví mierka a ďalšie konkrétne parametre tlače. Tento proces sa označuje ako „slicing“.

Treba však mať na pamäti, že STL už nie je editovateľný – nezachováva pôvodnú štruktúru telies, a preto v ňom nie je možné vykonávať dodatočné úpravy.

Preto je vhodné k tlačovej geometrii (STL) priložiť aj zdrojový model vo formáte DWG, ktorý zostáva editovateľný.

STL formát vyžaduje modelovanie prostredníctvom telies (Solid), resp. uzatvorených plôch (Face). Nepresné modelovanie, otvorené objekty, zdvojené plochy a podobné chyby vedú k vzniku neuzatvorenej geometrie, ktorá môže znemožniť alebo výrazne skomplikovať 3D tlač dielu. Čisté a technicky korektné modelovanie je preto základným predpokladom bezproblémovej prípravy dát a úspešnej tlače modelu.

Toto je niekoľko základných rád a trikov, ktoré ti pomôžu vytvoriť virtuálny model objektu vhodný pre 3D tlač. Cieľom tohto manuálu je pripraviť geometriu, ktorú je možné bez problémov poslať do tlače. V ateliéri však tieto limity priebežne posúvame a testujeme, čo nám umožňuje vytvárať stále presnejšie a detailnejšie modely.

Ak by si mal akékoľvek otázky, postrehy alebo pripomienky ohľadom prípravy modelu, radi ti ich zodpovieme e-mailom na adrese info@makerstudio.sk.

K svojim otázkam nezabudni pripojiť aj obrázky – raz vidieť je lepšie ako stokrát počuť.

Budeme sa tešiť na tvoje podnety a prajeme veľa zdaru.



© Copyright Makerstudio - Tento manuál vznikol na základe našej dlhodobej praxe a know-how, ktoré sme si počas rokov osvojili a overili v praxi. Budeme radi, ak ti pomôže pri príprave modelov pre 3D tlač. Zároveň ťa však prosíme rešpektovať, že jeho obsah je chránený autorským právom a nie je určený na voľné kopírovanie, šírenie ani ďalšiu distribúciu bez predchádzajúceho písomného súhlasu MakerStudio. Všetky uvedené postupy a tipy máme dlhodobo odskúšané, ich využitie je však na tvoju vlastnú zodpovednosť.