Quando progettiamo un nuovo prodotto, di solito ne sappiamo tutto. Tuttavia, una volta che vogliamo produrlo o condividerlo con la comunità, dobbiamo preparare i modelli 3D per essere utilizzati e realizzati da persone che non hanno mai interagito con loro prima.
Ecco alcuni suggerimenti importanti da ricordare durante la preparazione dei file:
Modello 3D a tenuta stagna
Un modello 3D a tenuta stagna o collettore è costituito da una mesh chiusa che crea un modello solido . Ciò significa che se un modello 3D del collettore viene riempito d'acqua, non traboccherà.
È importante creare modelli 3D a tenuta stagna perché gli strumenti di taglio per la stampa 3D determinano quali parti devono essere stampate, rilevando quale è l'interno e l'esterno del modello. Questo problema è comune durante la progettazione con strumenti di modellazione 3D basati su mesh. Questi sono spesso utilizzati nel settore dell'animazione e dei giochi ed è difficile da rilevare, soprattutto quando il modello 3D è complesso.
La soluzione migliore è prestare attenzione durante la progettazione e lavorare con modelli 3D solidi separati che possono essere successivamente combinati in un unico modello. Alcuni strumenti di slicing per la stampa 3D possono rilevare modelli 3D non-manifold e avvisare l'utente.
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NORMALI INVERTITE
Le normali sono vettori direzionali perpendicolari a un poligono o a una superficie. Ogni poligono ha una normale alla superficie e dovrebbe essere sempre rivolto verso l'esterno .
Le facce invertite possono causare problemi durante l'elaborazione di un modello 3D perché vengono utilizzate per rilevare l'interno di un modello 3D . L'orientamento della mesh è importante quanto i modelli 3D a tenuta stagna perché viene utilizzato per rilevare il volume di un modello e una faccia invertita può essere interpretata come un foro nella mesh.
Questo problema è più comune quando si utilizzano strumenti di modellazione 3D basati su mesh, mentre il software CAD di solito funziona con solidi che hanno normali predefinite.
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WALL TICKNESS - SPESSORE DEL MURO
Mentre è possibile progettare superfici senza spessore, essendo usuali nei videogiochi, è necessario trasformare il muro o la superficie in un oggetto solido con spessore per poterlo stampare in 3D.
Provare a stampare in 3D oggetti che contengono pareti senza spessore causerà problemi simili ai modelli 3D non-manifold poiché il muro non ha una parte interna che può essere stampata in 3D.
Lo spessore della parete dipende da quanto deve essere resistente o leggero il modello, ma ogni tecnologia di stampa 3D ha uno spessore minimo della parete diverso . La stampa 3D FDM (modellazione a deposizione fusa) di solito richiede uno spessore minimo della parete di 0,8 mm o l'equivalente di due volte il diametro dell'ugello.
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Mesh overlapping - SOVRAPPOSIZIONE DELLE MESH
Quando lavoriamo con più oggetti solidi che si intersecano tra loro per formare un modello più grande, dobbiamo combinarli insieme in un oggetto solido prima di esportare il file di stampa 3D.
Quando più solidi si intersecano, le pareti senza spessore attraversano ciascun solido e possono rompere la mesh, rendendo impossibile la stampa 3D dell'oggetto.
Nell'immagine qui sotto puoi vedere due cubi solidi. Quelli a sinistra non sono stati combinati e hanno mesh intersecanti, mentre quelli a destra sono combinati in un unico solido usando un'operazione booleana.
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MODELS PER FILE
Anche se è comune esportare molti modelli in un file, specialmente quando sono correlati o fanno parte di un meccanismo, si consiglia di esportare ogni oggetto singolarmente in file separati .
Avere un file separato per ogni modello sarà utile durante la produzione e consentirà anche ai collaboratori di progetto di stampare una singola parte, semplificando il processo. Se un progetto richiede più di un'unità dello stesso modello, è facile come spiegarlo nella descrizione del progetto o nella distinta base
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RISOLUZIONE DEL MODELLO 3D
Il formato di file di stampa 3D più comune è STL (Stereolithography) e la sua caratteristica principale è trasformare ogni modello 3D in una mesh triangolare continua.
La maggior parte dei software di modellazione 3D ci dà la possibilità di impostare la densità della mesh. Come già accade con le immagini digitali, i design con più dettagli offriranno una qualità maggiore ma anche le dimensioni del file saranno maggiori .
Si consiglia di testare diverse densità di mesh e trovare il giusto equilibrio tra qualità di stampa e dimensione del file . Se stai lavorando su un progetto open-source, i file sorgente possono anche essere condivisi, consentendo ai collaboratori di modificare ed esportare i modelli 3D con diverse densità di mesh.
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FILE FORMAT
I formati di file di stampa 3D più comuni sono STL, OBJ, AMF e 3MF .
Sebbene il formato STL sia il più popolare, è anche il più vecchio e il più limitato, poiché contiene solo una mesh triangolare. Il file OBJ è anche abbastanza popolare in quanto è un formato comune durante la creazione di risorse per videogiochi e può anche codificare materiali, colori e texture.
I formati AMF e 3MF sono più recenti e sono stati creati appositamente per la stampa 3D. Il formato 3MF, supportato dalla maggior parte delle grandi aziende di stampa 3D, viene lentamente adottato come standard del settore, offrendo un'esperienza di alta qualità durante la gestione dei file del modello 3D.
ORIENTAMENTO DEL MODELLO
Il modo in cui orienti il tuo modello 3D prima dell'esportazione influirà sulla sua precisione, resistenza e finitura superficiale. Mentre la stampa 3D SLS e SLA potrebbe non essere fortemente influenzata dall'orientamento del modello, la stampa 3D FDM presenta alcune limitazioni che influiscono sull'orientamento del modello.
I progetti realizzati con stampanti 3D FDM dovrebbero essere orientati in modo da ridurre al minimo il materiale di supporto offrendo al contempo un'elevata resistenza e la migliore finitura superficiale.
Nell'immagine qui sotto puoi vedere tre design, ognuno orientato in modo diverso. I due da sinistra possono essere stampati in 3D senza materiale di supporto su una stampante 3D FDM, anche se le proprietà meccaniche sarebbero diverse. Il modello da destra richiederebbe materiale di supporto e avrebbe proprietà simili al modello al centro.
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Scavare modelli 3D - BOOLEANE SOTTRATTIVE
Una delle regole di base della stampa 3D dice che più materiale è necessario per produrre una parte, più costerà. Scavare un modello 3D significa svuotare l'interno del design, riducendo i tempi di stampa, l'utilizzo del materiale e i costi . L'incavo deve essere abbinato a fori di fuga dove la resina o la polvere non utilizzata può essere rimossa ed in alcuni casi riutilizzata.
È importante considerare che lo svuotamento ridurrà il costo, ma ridurrà anche la resistenza delle parti. Questo processo è consigliato durante la prototipazione con stampanti 3D SLA e SLS . Questo processo non dovrebbe essere applicato alle parti stampate con stampanti 3D FDM poiché il riempimento genererà un effetto simile allo svuotamento.
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DIMENSIONE DEI DETTAGLI
Controlla le dimensioni di piccoli dettagli come pareti sottili, elementi decorativi o testo inciso. Ogni strumento di produzione e materiale ha una dimensione minima consigliata . A seconda della tecnologia di stampa 3D, anche l'orientamento del modello può influire sulla qualità dei dettagli.
Ciò è particolarmente rilevante quando si desidera incidere un testo di piccole dimensioni. Per migliorare la qualità dell'oggetto stampato in 3D, si consiglia di utilizzare caratteri con una larghezza del tratto coerente.
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Conclusione
È comune commettere errori nella preparazione dei modelli per la stampa 3D. Per fortuna, la maggior parte delle cose che sono state menzionate sopra possono essere facilmente implementate nella maggior parte dei flussi di lavoro di modellazione. È fondamentale sia per i consumatori che per i produttori di stampa 3D capire come funziona la stampa 3D e come progettare per essa . La stampa 3D ha cambiato il modo in cui progettiamo e produciamo perché possiamo regolare e modificare tanti parametri che dipendono dal risultato desiderato ma anche dalla stampante 3D, dal materiale e dal design.
Ci auguriamo che questo articolo sia una guida utile per preparare i file per la stampa 3D (ed evitare tutte le insidie comuni). Ma facci sapere i tuoi suggerimenti e trucchi nel thread dei commenti qui sotto. E se hai trovato utile questo articolo, aiuta anche gli altri mettendo mi piace e condividendolo.
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