Suggerimenti e trucchi per modellare le stampe 3D
26.5.2017
Traduzione: tradotto automaticamente
La padronanza della modellazione 3D non significa automaticamente che sei pronto a creare qualcosa di stampabile. Diamo un'occhiata alle limitazioni e agli altri aspetti da tenere in considerazione per trasformare il tuo modello digitale in un pezzo reale di filamento plastico splendidamente fuso.
Quando devi progettare un oggetto 3D, ci sono alcune cose da tenere in considerazione per non ritrovarsi con un ammasso caotico di poligoni. La modellazione per il rendering è una cosa. In questo caso, puoi sbizzarrirti con geometrie contorte che farebbero venire un infarto a tua nonna architetto. Alla fine, è tutta una questione di materiali e di luce. Chi se ne frega se qualche punto si sovrappone qua e là, purché non sia visibile nella scena, giusto?
Il problema è portare una figura 3D nella realtà. Per questo è necessario che durante la modellazione si tenga conto della successiva stampa. Non dimenticare che le stampanti 3D sono molto capricciose, per dirla in modo gentile. Possono decidere di darti fastidio nel bel mezzo della stampa del più semplice degli oggetti, facendoti perdere ore di tempo e metri di filamento. Non dovresti nemmeno pensare di importare una geometria disordinata nel software di stampa. Alla fine, lo slicer - l'elemento che trasforma i poligoni in percorsi per la stampante - se ne renderà conto e sputerà fuori un triste residuo di quello che una volta era un cubo.
Come ho già detto in precedenza, la mia formazione formale non comprendeva nulla sulla modellazione 3D per la stampa. Ma la stampante 3D che ho costruito di recente ha portato con sé una serie di problemi nel processo di modellazione di cui non mi ero mai dovuto preoccupare prima. Inoltre, ciò che condivido qui proviene dalle mie esperienze personali. Non è detto che io conosca tutte le risposte e che abbia sempre ragione, ma credo che questo possa aiutarti a evitare di commettere i miei stessi errori e a risparmiare tempo e nervosismo.
Presumo che se stai leggendo questo articolo, hai già una certa familiarità con la modellazione 3D in generale. Iniziamo quindi con le cose fondamentali da considerare e perché sono così importanti.
Pianificare in anticipo
Un mio amico ha comprato un'auto. Non smette di parlarne. Io, per esempio, adoro il fatto che ora possa accompagnarmi all'IKEA ogni volta che ho bisogno di qualcosa che non posso portare da solo. È un'auto fantastica, lasciatelo dire. Solo che non è quella che speravo di avere, ma lui è contento, quindi pazienza.
Come per i pendolari in treno, non passò molto tempo prima che iniziassi a sentire le prime lamentele. Gli mancava il supporto perfetto per il cellulare. Dopo un po' di ricerche, l'ha trovato: il portacellulare presumibilmente perfetto. "Probabilmente" è la parola chiave. Ovviamente non era soddisfatto. Aveva bisogno di troppo spazio, il dispositivo era troppo vicino al volante e alla sua mano. Fortunatamente ha trovato una soluzione stampabile per sostituire la parte che occupava tanto spazio, ancora una volta grazie alla Community online.
Potresti pensare che questa sia la fine della storia, ma siamo solo all'inizio.
Il modello che aveva trovato era stato realizzato per un iPhone con una custodia più spessa. Il problema è stato risolto rapidamente con due pezzi di nastro isolante ai lati. Nel complesso, però, non era certo un'attrazione per gli occhi, almeno non rispetto a un altro pezzo per il OnePlus. La mia nuova sfida è stata quella di mantenere le dimensioni della versione per iPhone aggiungendo il motivo a nido d'ape dell'altro modello. In questo modo non solo avrei risparmiato materiale, ma avrei anche migliorato il design. Aspetta! C'era dell'altro! Dovevo anche:
- Estendere la parte superiore con una strana curva per nascondere la piastra di base fissata all'auto
- Ridurre gli incavi per le teste delle viti
- Ridurre leggermente lo spazio per lo smartphone in modo che l'iPhone del mio amico e la sua custodia si adattino perfettamente
- Abbassare i punti su cui poggeranno gli angoli dell'iPhone
- Accorciare i bracci laterali con una transizione inclinata
- Arrotondare la maggior parte degli angoli e dei bordi
- Da non dimenticare: Il motivo a nido d'ape!
Prima di tutto, ho cercato di ridurre i poligoni del modello di iPhone per poterlo modificare. Non mi ci è voluto molto per capire che si trattava di una pessima idea, quindi ho deciso di progettare un nuovo supporto da zero.
Mantieni la semplicità
Quando la tua creazione 3D viene presentata esclusivamente su uno schermo, può essere più facile lavorare con tutte le geometrie che vuoi. Spesso puoi anche risparmiare tempo durante la modellazione. Tuttavia, se vuoi stampare l'oggetto, una griglia liscia e regolare è la strada da percorrere.
Nel mio primo tentativo di modellare il portacellulare, ho iniziato con un cubo. L'ho ridimensionato, ho estruso i bracci e ho spinto un po' i bordi per ottenere un risultato molto simile a quello desiderato dal mio amico. Poi ho arrotondato le superfici esterne. Infine, volevo eseguire un'operazione booleana per creare le guide, i fori delle viti e i nidi d'ape. A quel punto ho capito il mio errore.
Le operazioni booleane sui poligoni sono fantastiche! Puoi unire, sottrarre, mantenere o rimuovere l'intersezione con due o più geometrie. Ma il problema è che si lavora con più di un oggetto e questo di solito ha un effetto terribile sulla mesh finale. Il risultato può essere visivamente gradevole, ma noterai alcuni poligoni inutili o vertici casuali che appaiono dal nulla. Non solo, ma questo mette a dura prova la tua RAM.
Utilizza i booleani per la creazione di mesh.
Usa le operazioni booleane in modo responsabile.
La mia griglia aveva così tanti spigoli in punti casuali generati dalla sottrazione booleana che i risultati degli arrotondamenti erano tutt'altro che ideali.
E' ora di ricominciare, questa volta in modo corretto. Ora avrei iniziato con una spline invece che con una geometria poligonale. Il mio nuovo processo era:
- Disegnare il percorso dei contorni e dei nidi d'ape
- Unisci tutti i percorsi ed estrudi insieme
- Aggiungi le divisioni per formare i bracci laterali che terranno il cellulare
- Estrudi i lati più esterni
- Arrotonda i bordi esterni e i nidi d'ape
- Utilizzando la sottrazione booleana, ritaglia le guide e i fori delle viti
- Converti tutti gli oggetti in un'unica griglia
Riconosci la differenza? Anche se questa volta ho utilizzato le operazioni booleane, l'ho fatto in modo conservativo. In questo caso, la griglia ottenuta con questa operazione non era diversa da quella ottenuta con l'estrusione negativa e l'arrotondamento, ma mi ha fatto risparmiare tempo. Cerca di lavorare con il minor numero possibile di poligoni e, se necessario, suddividili prima di esportare il file per la stampa.
È bene ripeterlo: una griglia bella e liscia è la strada da percorrere.
Il risparmio è la chiave
Abbiamo tenuto conto di questo fattore fin dall'inizio del progetto. Aggiungendo il nido d'ape, abbiamo risparmiato molto materiale, pur mantenendo l'oggetto sufficientemente stabile.
In alcuni casi, questa soluzione è stata adottata per evitare che l'oggetto venisse danneggiato.
In alcuni casi, questa soluzione potrebbe essere controproducente. A seconda della stampante, una forma così complessa può richiedere più tempo per essere stampata rispetto a un gruppo di linee rette. Per noi questo non ha avuto importanza perché accendiamo la stampante al mattino ed è già pronta quando torniamo a casa. Tuttavia, se ordini la stampa, alcuni fornitori esterni potrebbero addebitare il tempo di stampa.
Si può anche evitare che la stampa richieda più tempo.
Puoi anche evitare inutili sprechi di filamento progettando e posizionando il tuo progetto in modo che il software di stampa non aggiunga supporti al tuo oggetto. Puoi anche ingannare il tempo evitando di modellare angoli più acuti di 45° rispetto al piano di stampa.
Alla fine, tutto dipende dall'oggetto, dal materiale e dalla stampante. Potresti anche decidere di renderlo cavo. In questo caso devi solo assicurarti che le pareti siano sufficientemente spesse. Oppure puoi semplicemente configurare il riempimento nel software della stampante in modo da ridurre la quantità di filamento utilizzato negli strati interni del pezzo. Anche questo ti farà risparmiare un po' di tempo.
Salva con nome
Non tutti i file 3D sono riconosciuti da tutti i software di stampa. Ecco perché io esporto i miei oggetti in STL. Mi piace pensare che sia il PDF del mondo tridimensionale. Ovviamente dipende anche dal software, ma con STL non puoi sbagliare.
Controlla le normali della superficie
Secondo le mie stime, l'oggetto era pronto per la stampa, ma il software di stampa non era d'accordo. L'aspetto non era corretto. Come poteva essere? A quel punto mi sono ricordato del primo - e unico - consiglio che avevo ricevuto durante gli anni dell'università in relazione alla stampa 3D: controllare le normali di una superficie.
La normale di una superficie è un'immagine che non è stata stampata.
La normale di una superficie è una freccia invisibile che indica in quale direzione punta la superficie. Potrebbe sembrarti abbastanza ovvio, ma la stampante ha bisogno di sapere quali spazi devono essere riempiti con il filamento e quali no.
Di solito si desidera che le normali di superficie puntino verso l'esterno, e nella maggior parte dei casi è così. Di tanto in tanto, però, può capitare di invertirle inavvertitamente, a causa di tutti i lavori che si fanno. Ma non preoccuparti, tutti i programmi hanno una funzione per risolvere questo problema. In Cinema 4D si chiama "Allinea normale". In casi estremi, c'è anche la funzione "Capovolgi normali".
Oggetto non "Manifold"?
Ho visto questo avviso diverse volte nel software della mia stampante, ma non avevo idea di cosa significasse. Di solito non influisce sul prodotto finito, ma è meglio non farsi condizionare da questo problema.
Quindi, di cosa si tratta?
Quindi cos'è? In parole povere, si tratta di una geometria che non è possibile nel mondo reale. Questo avvertimento può avere diverse cause:
- Lati mancanti
- Bordi o angoli liberi
- Facce rivolte verso l'interno
- Aree troppo sottili per la stampa
Tutti questi elementi possono impedire all'oggetto di essere tradotto in modo pulito dallo slicer. La soluzione migliore è prevenirli tutti fin dall'inizio adottando buone abitudini di modellazione
A volte mi è capitato, anche con i modelli più puliti, che se sono piuttosto complessi, lo slicer interpreti male o semplicemente rimuova alcuni elementi. Per casi come questo, esistono alcuni programmi e servizi online come Netfabb che possono aiutarti a pulire e riparare il tuo file STL.
Se non ti interessa che il tuo oggetto sia impermeabile o meno e non riscontri particolari problemi dopo che lo slicer ha fatto il suo lavoro, allora continua a tuo rischio e pericolo.
Condividilo!
Infine, condividi il tuo progetto con il mondo. Fai parte di questa rivoluzione e carica la tua creatura!
Chissà, forse la tua creazione è esattamente ciò che qualcuno dall'altra parte del mondo sta cercando. Potresti far risparmiare alla fidanzata di quel qualcuno qualche ora di modellazione 3D.
E dimentica che la tua creazione è esattamente ciò che sta cercando qualcuno dall'altra parte del mondo.
E non dimenticare di stampare e di fare una prova del tuo nuovo oggetto.
Divertiti!
Mariana Hurtado
Grafik-Designerin
m@arianahurta.doSono una grafica, un'allenatrice di Pokémon, un'esperta di tecnologia, ma non sono una scrittrice. Vivo in Svizzera dal 2014 e combatto costantemente contro il design malfatto.
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