پرینتر سه بعدی; از طراحی تا اجرا

پرینت سه بعدی یا 3D Print یکی از ترندهای نوپای دنیای فناوری است که در سال‌های اخیر بسیار مورد استقبال قرار گرفته است. با استفاده از پرینت سه بعدی فرآیندهای صنعتی سرعت بالایی پیدا کرده و هزینه‌ها بسیار کاهش پیدا می‌کند و پرینت سه بعدی علاوه بر صنعت، در موارد دیگری نیز نظیر بیمارستان و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی بسیار پرکاربرد است. اما فایل پرینت سه بعدی چگونه آماده می شود؟ و بهترین استاندرد این فایل ها چیست؟ با خط و نقش همراه باشید.

طراحی فایل برای پرینت سه بعدی

با توجه به تجربه ۹۰ درصد مراجعین از نرم افزار 3dsmax برای ساخت ماکت استفاده میکنند. نرم افزار 3dsmax بنوعی سردمدار نرم افزارهای سه بعدی می باشد و شاید دلیل اینکه اکثرا بسراغ این نرم افزار می روند قدیمی و شناخته شده تر بودن  آن می باشد. بهرحال نکته ای که قابل توجه می باشد این است که فرقی نمی کند شما با چه نرم افزاری جهت پرینت سه بعدی طراحی میکنید٬ مهم رعایت یکسری نکات مهم می باشد که رعایت آن در نرم افزارهای مختلف با دستور های متفاوتی قابل اجرا می باشد. ما در این مقاله سعی می کنیم بیشتر در مورد نرم افزار 3dsmax صحبت کنیم اما ذهن پویای هر 3d آرتیستی متوجه خواهد شد که منظور چیست و از چه روشی باید در سایر نرم افزار های استفاده کند.

بدلیل آنکه هدف دانشجویان در طراحی سه بعدی ماکت صرفا نمای بیرونی و یک رندر تمام عیار می باشد. کمتر به جزپیات داخل نما و اتصالات آبجکت های مختلف با یکدیگر توجه می کنند. اما باید توجه داشت که برای پرینت سه بعدی٬ حجمی که نمای بیرونی سالمی دارد موثر نخواهد بود و مهمترین بخش٬ قسمت های داخلی٬ دیواره ها و سایر جزییات داخلی می باشد که در صورت طراحی اصولی می توان انتظار یک پرینت سه بعدی بی نقص را داشت.

به تصویر زیر توجه کنید. هر دو یک نمای ظاهری دارند ولی روش ساخت آنها متفاوت است. آبجکت سمت چپ یک Box می باشد که به سادگی توسط آبجکت های 3dsmax ایجاد و آبجکت سمت راست هم به ظاهر یک باکس می باشد اما از ۶ Plane تشکیل شده است. در رندر و نمایش این دو طرح هیچ تفاوتی وجود ندارد اما وقتی بحث پرینت سه بعدی باشد آبجکت سمت چپ قابل پرینت می باشد. هر چند شاید هیچ کس از ۶ plan برای ساخت باکس استفاده نکند ولی هدف در این مثال این نکته است که حجم طراحی شده باید کاملا Solid باشد. اگر قصد پرینت سه بعدی ماکت خود را دارید هیچوقت از Plane استفاده نکنید. می توانید از یک باکس با ضخامت کم استفاده کنید.

معرفی STL Check – چگونه متوجه شویم که فایل ایراد دارد

در نرم افزار 3dsmax یک Modifier بنام STL Check وجود دارد. که فقط به شما نشان می دهد آبجکت حروجی شما با فرمت stl (فرمت مناسب جهت پرینت سه بعدی) دارای اشکال می باشد یا خیر! همین!!! این Modifier  هیچگونه اصلاحی روی آبجکت شما انجام نمی دهد.

روش کار به اینصورت می باشد که پس از انتخاب آبجکت مورد نظر از منوی کشوی Modifer ها گزینه STL Check را انتخاب می کنیم. در در انتهای تنظیمات این Modifier تیک گزینه Ckeck را علامت زده و منتظر جواب می شود. همانطور که مشاهده می کنید باکس سمت چپ هیچ مشکلی ندارد ولی باکس سمت راست دارای ۲ ارور می باشد. در کل استفاده از این Modifier  مشکلی از مشکلات شما را حل نخواهد کرد و صرفا جهت اطلاع رسانی است. البته به گفته Autodesk در ورژن های آینده نرم افزار تعییرات گسترده ای در رفع ایرادات آبجکت جهت پرینت سه بعدی انجام خواهد شد.

مشخصات پرینتر سه بعدی

مجموعه خط و نقش از دستگاه پرینتر سه بعدی اولتیمیکر استفاده میکند.

این پرینتر سه بعدی می تواند در ابعاد 223 در 223 در 205 میلیمتر پرینت کند که از لحاظ ابعاد قطعه ی پرینت شده از جمله پرینترهای سه بعدی کوچک رومیزی به شمار می رود،البته دقت بالای این پرینتر سه بعدی نقیصه ی مورد ذکر را به خوبی می پوشاند. دقت پرینتر سه بعدی +Ultimaker 2 بین 20 تا 600 میکرون قابل تغییر است. برای کسب اطلاعات بیشتر این مطلب را مطالعه نمایید.

خروجی فایل جهت ارسال برای پرینت

پس اتمام طراحی حجم مورد نظر در انواع نرم افزارهای طراحی سه بعدی و رعایت اندازه حجم مورد نظر فایل خود را باید از طریق Export به یکی از فایل های استاندارد ذخیره نمایید. معتبرترین پسوند فایل های پرینت سه بعدی stl.* می باشد. که پیشنهاد مجموعه خط و نقش استفاده از این فرمت می باشد. فرمت دیگری که امکان پرینت را میسر می کند، پسوند obj.* است.

تمامی نرم افزارهای طراحی سه بعدی از این دو نوع استاندارد پشتیبانی می کنند.

نکته

از آنجایی که قطعات پرینت سه بعدی به صورت لایه به لایه ساخته می شوند. برای ساخت هر لایه نیاز به یک لایه زیرین است که لایه جدید روی آن ساخته شود. بسته به تکنولوژی پرینت سه بعدی و پیچیدگی مدل سه بعدی، این مسئله به این معناست که پرینت سه بعدی قطعه نیازمند سازه ساپورت است.

هنگام انتخاب تکنولوژی های پرینت سه بعدی ای که می خواهید قطعه تان را با آن بسازید درنظر گرفتن ساپورت و تاثیری که سازه ساپورت این پرینتر سه بعدی روی ساخت قطعه تان می گذارد از اهمیت بالایی برخوردار است. سازه های ساپورت معمولا روی سطح قطعه تاثیر می گذارند، با کندن ساپورت ها جای آنها روی قطعه می ماند،  جای این ساپورت ها باید با پست پروسس از قطعه محو شود.

چه زمانی نیاز به ساپورت FDM است؟

در پرینت سه بعدی FDM هر لایه فیلامنت داغ شده روی لایه زیرین قرار می گیرد و با فاصله کمی از لایه زیرین می تواند روی آن قرار گیرد. این فاصله افقی بین لایه ها می تواند بیرون آمدگی هایی تا زاویه ۴۵ درجه را پوشش دهد اما برای زوایای بالاتر از ۴۵ درجه نیاز به یک متریال زیرین است تا لایه ها بتوانند روی آن بنشینند.

پس زوایای بیش از 45 درجه نیازمند ساپورت می باشد که بعد از اتمام پرینت این ساپورت ها حذف می شوند.