⏺️ 💑 🤛 Cetak 3D: Tip Cepat untuk Memindahkan dari Model CAD ke Objek yang Dicetak 🤦🏻 ↩️ 😏

Pesan dari moderator: artikel itu diterbitkan ulang, karena dihapus dari publikasi karena kesalahan teknis. Mohon perlakukan dengan pengertian. Terima kasih!

Dasar dari proses pencetakan tiga dimensi - apakah itu hanya hobi atau sumber pendapatan - selalu merupakan desain produk. Mereka yang terbiasa dengan teknologi tradisional harus merestrukturisasi seluruh pendekatan mereka untuk desain dan manufaktur produk.

Ketika proyek siap, sejumlah operasi tambahan dilakukan: mengatur orientasi model dan parameter lain yang memastikan eksekusi yang tepat dari proses pencetakan. Selain itu, perlu untuk mempertimbangkan fakta bahwa sebagian besar printer 3D memungkinkan Anda untuk memilih tingkat pengisian model dengan struktur mesh. Pilihan parameter ini yang benar memberikan perlindungan terhadap objek dari deformasi dan kerusakan selama proses pencetakan, serta penghematan material yang signifikan dan pengurangan waktu produksi.

Akhirnya, faktor terakhir yang mempengaruhi keberhasilan atau kegagalan proses pencetakan 3D adalah kekuatan koneksi antara model dan tabel. Jika selama mencetak benda kerja dipisahkan dari meja, maka semua pekerjaan akan sia-sia.

Di sini kita akan berbicara tentang proses pencetakan 3D dan memberikan beberapa rekomendasi sederhana tentang penggunaan kemampuan manufaktur aditif pada tahap desain. Selain itu, kami memikirkan metode mempersiapkan proyek yang sudah selesai untuk dicetak, dan juga mempertimbangkan cara untuk secara aman mengencangkan benda kerja ke meja.

Rekomendasi ini terutama untuk printer yang menggunakan teknologi deposisi menyatu (FDM), tetapi mungkin berguna saat bekerja dengan jenis printer lain. Proses mendapatkan bagian yang sudah jadi dengan pencetakan 3D pada dasarnya sama tanpa menghiraukan metode yang digunakan.

Kami mendesain objek

Setiap pencetakan 3D dimulai dengan desain. Jika Anda mengembangkan produk sendiri, maka Anda perlu membangun model 3D dalam sistem desain berbantuan komputer (CAD) untuk membuat visi perancang menjadi kenyataan. Selain itu, suatu objek bisa sangat sederhana atau sangat kompleks. Namun, model yang terlalu tipis dan terlalu kecil harus dihindari.

CAD 3D dari Siemens dari artikel ini untuk 49900r (diskon 90%), tawaran ini berlaku hingga 20 Maret 2020. Lebih detail >>

Simpan file dalam format khusus untuk dicetak

Untuk mencetak objek, modelnya harus disimpan dalam file format khusus - misalnya, STL, yang telah menjadi standar de facto di dunia pencetakan tiga dimensi. Dalam format ini, permukaan model direpresentasikan sebagai kisi segitiga. Permukaan sederhana memecah menjadi sejumlah kecil segitiga. Semakin kompleks permukaannya, semakin banyak segitiga yang dibutuhkan. Saat ini, format lain juga digunakan dalam pencetakan 3D, khususnya format 3MF yang dikembangkan oleh Microsoft. Namun yang paling umum masih STL.

Sistem CAD membuatnya sangat mudah untuk menyimpan model dalam format yang diinginkan: jalankan saja perintah Save As. Untuk meningkatkan kualitas cetak, disarankan untuk menetapkan sejumlah pengaturan penyimpanan dalam format STL - misalnya, toleransi konversi dan sudut bidang. Semakin rendah koefisien konversi dan semakin baik sudutnya, semakin halus bagian yang dicetak.

Buka file di slicer

Sebagian besar, jika tidak semua, printer 3D datang dengan perangkat lunak pengiris mereka sendiri. Alat pengiris memuat file STL yang dibuat dalam sistem CAD dan memotongnya menjadi beberapa lapisan, dan kemudian membuat program kontrol agar printer berfungsi.

Tempatkan model dengan benar di ruang cetak

Setelah memasukkan parameter pencetakan, model (atau beberapa model) harus diletakkan di atas meja printer. Anda dapat mencetak banyak objek dalam satu tabel sekaligus. Pada saat yang sama, dibandingkan dengan mencetak satu objek, waktunya sedikit meningkat, tetapi secara umum masih kurang. Di bawah ini kami memberikan tips memilih orientasi model yang tepat.

Tetapkan parameter

Dalam program slicer, pengguna menetapkan parameter seperti kecepatan cetak, konsumsi bahan, nozzle dan suhu desktop. Sebagian besar slicer memiliki pengaturan sederhana untuk pemula. Selain itu, paling sering ada pengaturan lanjutan sehingga profesional berpengalaman dapat mencapai hasil yang optimal. Pengaturan lanjutan mencakup persen pengisian, jumlah bahan pendukung, dan jenis media pendukung atau rakit (ini adalah dasar tipis kecil yang menjaga stabilitas bagian yang dicetak. Pada akhir pembuatannya, substrat dilepas). Jumlah opsi benar-benar tidak ada habisnya. Nilai pengaturan spesifik tergantung pada merek printer. Menyiapkannya cukup sederhana.

Kirim program kontrol ke printer

Setelah mengatur parameter cetak, lokasi objek masa depan di atas meja, orientasi dan kualitasnya, sekarang saatnya untuk memulai printer. Cukup klik tombol Cetak dan temukan sesuatu untuk Anda lakukan saat produksi sedang berlangsung. Bergantung pada kompleksitas desain, prosesnya memakan waktu dari beberapa menit hingga beberapa jam.

Kami melakukan pemrosesan akhir

Pemrosesan akhir termasuk mengeluarkan bagian yang dicetak dari meja, serta melepaskan bahan pendukung dengan peleburan, pemisahan atau pembubaran mekanis (tergantung pada desain printer). Sebagian mungkin memerlukan penggilingan ringan atau pemolesan, tetapi secara keseluruhan benda yang dicetak dengan benar terlihat bagus sejak awal. Jenis pemrosesan akhir lainnya adalah menempatkan komponen plastik dalam wadah dengan aseton untuk menghaluskan kekasaran permukaan, pengikatan (jika dimensi struktur melebihi dimensi printer 3D atau elemen individual dari objek harus memiliki orientasi yang berbeda), lubang pengeboran dan lukisan.

Proses pencetakan 3D

Kemampuan printer 3D berbasis desain

Hilangkan sudut tajam

Jika arah permukaan berubah secara dramatis (misalnya, dinding vertikal berpotongan dengan tumpang tindih horizontal), maka model seperti itu sulit untuk dicetak. Printer akan membangun permukaan internal dengan ketebalan berlebih, mengonsumsi terlalu banyak bahan. Ada dua cara sederhana untuk mencegah hal ini: tambahkan chamfer untuk menghaluskan sendi permukaan, atau sudut bundar sehingga printer secara bertahap mulai membangun permukaan vertikal. Selain itu, fillet akan meningkatkan kekuatan, karena fraktur paling sering terjadi pada sudut yang tajam.

Penghapusan dinding tipis dan elemen geometri kecil

Teknologi deposisi lapis demi lapis terdiri dari pengumpanan plastik panas melalui nosel dengan pembentukan objek berlapis-lapis. Ketebalan lapisan plastik yang diekstrusi tidak dapat dibuat lebih kecil dari batas tertentu, tergantung pada diameter nozzle dan kecepatan pergerakan print head. Bagian-bagian berdinding tipis dicetak dengan kesulitan - seringkali hasilnya adalah jalinan serat yang kacau. Jika bagian itu dapat dicetak, ternyata sangat rapuh dan mudah pecah.

Dinding yang terlalu tebal juga buruk

Di sisi lain, jika dinding terlalu tebal, maka mereka menjadi rapuh dan mudah retak. Hal ini sangat penting ketika mencetak dari bahan selain polimer, karena dalam proses pembuatannya, ketebalan yang berlebihan menyebabkan timbulnya tekanan internal pada bagian tersebut. Bahkan ketika mencetak dari plastik, bahan yang terlalu boros terbuang sia-sia di dinding yang terlalu tebal dengan biaya tinggi.

Kami menghilangkan elemen menggantung besar

Printer 3D memungkinkan Anda membuat bentuk dan permukaan yang memukau, tetapi mereka tidak dapat mencetak langsung di udara. Jika bagian itu mengandung kekosongan dengan materi di atasnya, perlu menggunakan bahan pendukung tambahan. Sebagian besar slicer menambahkan bahan secara otomatis, tetapi memerlukan orientasi dan volume struktur pendukung. Printer dengan nozzle tunggal membuat array kolom tipis, yang kemudian harus putus. Hasilnya bukan permukaan yang halus. Oleh karena itu, direkomendasikan agar elemen-elemen menggantung besar dihindari sebanyak mungkin untuk mengurangi kebutuhan akan bahan pendukung.

Jika elemen seperti itu tidak bisa dihindari, Anda dapat mencoba membalik objek. Sebagian besar printer mampu mencetak elemen yang menggantung dengan sudut sekitar 45 derajat. Pada ketinggian tertentu, ujung elemen semacam itu mungkin sedikit melorot. Kemampuan aktual printer tertentu ditentukan oleh coba-coba.

Lubang menyusut

Ingatlah bahwa bagian itu terbuat dari plastik yang dipanaskan. Saat pendinginan, pasti menyusut. Oleh karena itu, lubang dan elemen struktural penting lainnya harus dibuat lebih besar sehingga setelah penyusutan ukurannya sedekat mungkin dengan yang dibutuhkan.

Namun, jika Anda perlu membuat lubang dengan toleransi yang ketat, lebih baik untuk mencetaknya dengan diameter yang lebih kecil, kemudian gunakan dengan alat yang sesuai. Hal ini terutama berlaku untuk lubang yang porosnya sejajar dengan meja printer.

Kami meningkatkan area dukungan

Jika bidang kontak antara objek dan alasnya kecil, bagian tersebut dapat terlepas dari meja secara langsung selama pencetakan. Untuk mencegah hal ini terjadi, basis yang luas ditambahkan ke model pendukung, yang diinstal pada tabel printer. Secara umum, semakin dekat ke meja, semakin banyak bahan yang perlu ditambahkan ke dukungan. Ada beberapa cara lain untuk memasang bagian-bagian di atas meja dengan aman, yang akan kita bahas nanti.

Trik khusus

Pendekatan desain yang tepat memudahkan pencetakan. Selain itu, ada teknik pasca-pemrosesan khusus yang penting untuk diperhatikan.

Atur permukaan bundar secara vertikal

Model harus berorientasi sedemikian rupa agar menggunakan jumlah minimum bahan referensi. Idealnya, itu harus diletakkan di atas meja dengan wajah datar besar. Selain itu, objek geometris melingkar harus ditempatkan sehingga wajah melingkar terletak secara vertikal. Jika Anda melihat tabel printer dari atas, kita akan melihat siluet bulat objek. Dalam hal ini, bagian keluar se-simetris mungkin dengan pembentukan struktur bundar yang kuat.

Tempatkan lubang dan lubang secara vertikal

Jika ada rongga dalam model (misalnya, itu adalah pipa bagian persegi panjang), disarankan untuk menempatkan rongga tersebut secara vertikal untuk mengurangi volume material pendukung. Jika Anda mencetak pipa dalam posisi horizontal, Anda harus memberikan dukungan untuk seluruh interior. Jika Anda meletakkan pipa di ujungnya, maka tidak diperlukan dukungan sama sekali.

Ini juga berlaku untuk lubang: untuk mendapatkan lubang dengan sumbu lurus, yang terbaik adalah mencetaknya secara vertikal - dalam bentuk tumpukan cincin, yang menghindari bengkok atau deformasi lubang bundar menjadi lubang oval.

Atur pengaturan kualitas cetak

Pilihan parameter pencetakan yang benar - seperti toleransi konversi dalam format STL dan pengaturan program slicer - memungkinkan Anda untuk menghasilkan komponen dengan kualitas permukaan yang cocok dengan kualitas saat memotong. Namun, ini memerlukan peningkatan waktu cetak. Ketika memilih parameter kualitas, seseorang harus melanjutkan dari tujuan objek: apakah itu produk jadi atau prototipe? Akankah bagian itu terlihat atau disembunyikan?
Parameter kualitas juga mempengaruhi bentuk lubang di bagian tersebut. Dalam file CAD, lubang diwakili oleh satu set garis lurus, saling miring. Semakin tinggi kualitas model dalam file STL yang disimpan, semakin sedikit lingkaran yang tampak seperti poligon.

Kurangi ketebalan lapisan

Untuk mendapatkan kualitas terbaik, terutama saat menggunakan teknologi endapan, perlu untuk mengurangi ketebalan lapisan. Ini benar-benar meningkatkan waktu pencetakan, tetapi hasil akhirnya sepadan!

Kami mengoptimalkan pengisian dengan struktur mesh

Dari segi kekuatan, benda tidak harus padat. Seperti lebah madu, printer dapat membuat isian sarang lebah, yang memungkinkan Anda mencapai keseimbangan antara karakteristik kekuatan dan menghemat bahan polimer yang mahal. Namun, jika bagian yang dicetak berfungsi sebagai prototipe untuk uji kekuatan, dan produk seri akan diproduksi dengan metode tradisional, serta dalam hal paparan pada bagian dari jenis tekanan dan tekanan mekanik tertentu, desain yang solid akan lebih disukai.

Pilih bahan

Keberhasilan pencetakan sangat tergantung pada pilihan bahan yang tepat. Bahan memiliki sifat yang berbeda. Misalnya, titik leleh termoplastik poliuretan (TPU) dan asam polilaktida (PLA) lebih rendah daripada titik akrilonitril butadiena styrene (ABS). Selain itu, bahan diperhitungkan saat memilih jenis struktur pendukung. Untuk benda yang terbuat dari asam polylactide, elemen pendukung dapat dibuat dari asam polylactide yang sama, karena akan mudah untuk memisahkannya dari bagian yang sudah jadi. Jika bagian dicetak dari plastik ABS, maka elemen pendukung harus terbuat dari bahan lain, dan pada bagian yang terbuat dari poliuretan termoplastik, elemen tersebut paling baik tidak digunakan sama sekali.

Mengisi jala

Benda padat tidak selalu merupakan pilihan terbaik untuk pencetakan 3D. Mencetak bagian yang solid memiliki kelebihan, tetapi struktur jala internal menghemat bahan dan waktu yang mahal.

Membuat objek dengan tingkat pengisian tertentu dengan struktur mesh adalah peluang unik untuk pencetakan tiga dimensi. Selain itu, tidak diperlukan untuk merancang struktur seperti itu: ini dilakukan oleh program slicer. Sebagai aturan, itu hanya cukup untuk mengatur persentase pengisian (semakin dekat dengan 100, objek yang lebih padat akan berubah) dan memilih jenis sel, jika printer memiliki opsi seperti itu.

Selain menghemat waktu dan material, struktur seluler internal memiliki banyak keunggulan lainnya.

Pengisian mesh mencegah warpage

Mencetak benda-benda besar dalam satu bagian mengarah pada risiko melengkung. Dengan penurunan persentase pengisian, udara melewati bagian selama pencetakan, memberikan pendinginan yang lebih merata dan menghilangkan lengkungan.

Pengisian sel tidak menyebabkan hilangnya kekuatan.

Mencetak sel alih-alih bahan padat tidak mengurangi kekuatan komponen. Dalam banyak kasus, bagian dengan struktur seluler cukup kuat untuk bidang aplikasi yang dipilih, tetapi pada saat yang sama lebih ringan dan kurang bahan-intensif.

Fungsionalitas menentukan pilihan geometri sel

Sebagian besar slicers mendukung berbagai pilihan geometri sel. Pilihan terbaik ditentukan oleh tujuan fungsional objek. Pengisian sel persegi panjang standar menyederhanakan pencetakan, sementara sel heksagonal dan segitiga menambah kekuatan. Gelombang mengisi memungkinkan objek untuk ditekuk atau dipelintir.

Bagaimana memilih persentase penyelesaian yang sesuai?

Secara umum, kekuatan objek meningkat dengan meningkatnya persentase pengisian. Sebagian besar printer memiliki persentase pengisian default 20, yang dalam beberapa kasus optimal, tetapi pada yang lain ternyata terlalu besar atau terlalu kecil. Pertimbangkan tekanan mekanis pada cetakan dan tingkatkan persentase pengisian di area yang membutuhkan kekuatan lebih besar. Jika kekuatan tinggi tidak diperlukan, pilih isian serendah mungkin. Ini akan menghemat bahan dan meningkatkan kecepatan cetak. Paling sering, pemilihan persen pengisian optimal dilakukan dengan coba-coba.

Metode pengikat benda kerja ke atas meja

"Rafts", "brims", "skirts" - istilah ini terdengar lucu, tetapi mereka hanya menunjukkan tiga cara utama melampirkan komponen 3D yang dicetak ke meja printer. Pertimbangkan masing-masing metode ini dan aplikasinya.

Rok

Rok menyediakan pembuatan beberapa cincin di sekitar objek pada awal pencetakan untuk memastikan ekstrusi plastik yang normal. Rok tidak menyentuh benda sama sekali. Ini mengelilingi area cetak dan membantu memulai proses peleburan. Saat membuat rok, sejumlah besar polimer termoplastik panas melewati nosel. Dengan demikian, printer siap untuk mencetak bagian yang sebenarnya. Ini memastikan daya rekat yang baik ke meja dan permukaan benda yang halus.

Meluap

Brim adalah area lebar dan datar yang terhubung ke objek utama sebagai basis pendukung (bayangkan bidang topi). Ini sangat mirip dengan rok, tetapi terhubung ke model. Selain semua keunggulan rok, pinggiran memegang tepi objek yang diproduksi di atas meja.

Saat mencetak, bagian luar objek sering dingin lebih cepat daripada bagian tengah, itulah sebabnya ujung-ujungnya dibungkus. Brim mencegah fenomena ini dengan memegang ujung-ujungnya.

Rakit

Rakit adalah pangkalan yang dapat dilepas yang dibuat dalam bentuk platform jala tipis yang terletak di bawah seluruh objek (yang terletak di rakit). Untuk membuat rakit, printer terlebih dahulu mencetak pelat datar dalam dua atau tiga lapisan, dan kemudian mulai membuat objek.

Rakit memberikan daya rekat yang sangat baik ke permukaan meja, dan juga berfungsi sebagai dasar yang kuat untuk pencetakan. Ini terutama nyaman dalam pembuatan bagian-bagian kecil dan bagian-bagian yang bentuknya tidak biasa, tidak terpasang dengan baik di atas meja, serta benda berdinding tipis.

Setelah mencetak, dalam banyak kasus, rakit mudah dipisahkan dari komponen.

Jika printer tidak memiliki fungsi pemanasan desktop

Rakit digunakan jika printer tidak memiliki pemanas desktop. Dalam hal ini, adhesi yang berlebihan menjadi masalah.

Metode alternatif adalah menempelkan pita kertas perekat ke platform printer, mungkin membungkus ujungnya ke bawah (ini juga melindungi platform itu sendiri). Anda dapat menggunakan pita pengemas, tetapi biasanya lebih mahal.

Jika warpage benar-benar terjadi atau benda terlepas dari meja, tongkat lem yang larut harus diaplikasikan pada pita perekat. Ini akan meningkatkan adhesi.

Pelajari fitur-fitur printer 3D tertentu dan pertimbangkan ketika menyiapkan model Anda.

Pencetakan tiga dimensi bukan hanya sains, tetapi juga seni. Desain yang efektif untuk pencetakan 3D selanjutnya membutuhkan pemahaman proses, dengan mempertimbangkan fitur-fiturnya dan tujuan dari objek masa depan. Ini akan secara signifikan meningkatkan kinerja cetak.

Menggunakan Solid Edge dalam Pencetakan 3D

Tidak semua sistem CAD cocok untuk pencetakan 3D.

Kemampuan sistem yang digunakan tidak harus membatasi para desainer. Sistem Solid Edge kami dilengkapi dengan alat desain yang dirancang untuk teknologi cetak 3D terbaru. Berbagai printer 3D dan layanan pencetakan 3D didukung.

Dapatkan ke tingkat berikutnya menggunakan teknik khusus untuk merancang bagian-bagian untuk pencetakan 3D

Pemodelan generatif di Solid Edge membuka kemungkinan baru: perancang memilih bahan tertentu, menetapkan ruang untuk keputusan desain, beban yang diizinkan, batasan dan massa target komponen, dan sistem secara otomatis menghitung geometri yang diinginkan. Hasilnya, bentuk yang paling kompleks dapat diperoleh dengan menggunakan metode pencetakan 3D.

Selain itu, saat membuat model, penggunaan hasil pemindaian tiga dimensi disediakan. Solid Edge berhasil menggabungkan representasi batas tradisional model padat (B-Rep) dan representasi permukaan dalam bentuk kisi-kisi segitiga, yang menghindari transformasi panjang yang penuh dengan munculnya kesalahan.

Jika Anda telah mengunduh file STL untuk dicetak, teknologi sinkron unik kami akan menyediakan pengeditan yang cepat dan nyaman untuk model impor di Solid Edge untuk mempersiapkan mereka untuk proses ini.

Mencetak pada printer Anda sendiri atau mentransfer pesanan ke penyedia layanan pencetakan 3D

Mencetak dalam Solid Edge pada printer 3D lokal dilakukan dengan perintah cetak 3D. Model dapat disimpan dalam format STL dan 3MF atau dikirim langsung ke aplikasi Microsoft 3D Builder. Jika Anda tidak memiliki printer 3D Anda sendiri atau jika Anda perlu mencoba berbagai bahan dan hasil akhir permukaan, Solid Edge memungkinkan Anda untuk mengirim model secara langsung ke layanan pencetakan 3D berbasis cloud (seperti 3YOURMIND). Anda akan segera menerima penawaran harga untuk pembuatan suku cadang dari berbagai bahan dengan pengiriman selanjutnya langsung ke pintu Anda.

CAD 3D dari Siemens dari artikel ini untuk 49900r (diskon 90%), tawaran ini berlaku hingga 20 Maret 2020. Lebih detail >>

Cetak 3D: Tip Cepat untuk Memindahkan dari Model CAD ke Objek yang Dicetak