A szeletelő egy olyan program, amely a digitális 3D modelleket nyomtatási utasításokká alakítja egy adott 3D nyomtató számára egy objektum felépítéséhez. Az utasítások magán a modellen kívül a felhasználó által megadott 3D nyomtatási paramétereket is tartalmazzák, például a rétegmagasságot, a sebességet és a támogatási struktúra beállításait.
Minden 3D nyomtatási technológia 3D objektumokat hoz létre az anyagok rétegenkénti hozzáadásával. A szeletelő szoftver ezért megfelelő elnevezést kapott, mert gyakorlatilag sok vízszintes 2D rétegre „vágja” a 3D-s modelleket, amelyeket később egyenként nyomtatnak ki.
Ebben a cikkben megvitatjuk a szeletelők szerepét a 3D nyomtatásban, részletezzük, hogyan működik a 3D szeletelés az FDM és a gyanta esetében, és végül befejezzük a szeletelést más 3D nyomtatási technológiákban. Kezdjük el!
Mit csinál egy szeletelő?
Dióhéjban a szeletelő hídként szolgál a digitális 3D-s modell ( számítógéppel segített tervezéssel vagy CAD-el előállított ) és a gyártórendszer között azáltal, hogy a tervet utasításokká alakítja át – ebben az esetben – egy 3D-nyomtató számára.
Ezeket az utasításokat parancssorok formájában továbbítják, amelyeket általában számítógépes numerikus vezérlésnek (CNC) neveznek . Ahogy a neve is sugallja, a bevitt parancsok a nyomtató összes vonatkozását szabályozzák, többek között a mozgási sebességet és a hőmérsékletet. Megkülönböztethetők a 3D nyomtatók és más CNC gépek, például a marásra , plazmavágásra és esztergálásra szánt gépek . A 3D nyomtatókat, amint azt elmagyaráztuk, CNC-utasításokkal működtetik, de nem ezek a leggyakoribb példák, amikor a felhasználók erre a kifejezésre gondolnak.
Mindenesetre, bár sokféle módon lehet „beszélni” ezekkel a gépekkel, az uralkodó nyelv a G-kód , amelyet különféle gyártási rendszerekben használnak – és érthető, hogy a különböző technológiákhoz speciális parancsok vannak . G-kód, ahogy fent látható, részletek, sorról sorra, mit kell tennie a 3D nyomtatónak.
A 3D-s szeletelési eljárások egyszerűnek tűnhetnek bárki számára, aki 3D-s modellt nyomtat. De mi történik valójában a rendezett felhasználói felület mögött? Nézzük meg, mire van szükségünk a sikeres szeletelő tapasztalathoz.
Követelmények
A modell 3D nyomtatásra való sikeres előkészítéséhez és a G-kód generálásához a szeletelőnek két különböző bemenetre van szüksége: magára a 3D-s modellre és a nyomtatási paraméterek halmazára, amelyek megmondják a gépnek, hogyan kell a tényleges nyomtatást elvégezni.
3D modellek
Létrehozhat digitális 3D modelleket a CAD szoftverek széles skálájával , a nyílt forráskódú és művészi Blendertől a professzionális és rendkívül technikai SolidWorks-ig . A probléma az, hogy minden, egy adott CAD-eszközzel létrehozott digitális fájlnak van egy adott formátuma, például a Blender esetében a „Blend” (.blend), a SolidWorks esetében pedig a „part” és „assembly” (.sldprt és .sldasm).
Alternatív megoldásként mások által létrehozott modelleket is megtalálhat a tárolókban . Ezek különféle formátumokban állnak rendelkezésre, például attól függően, hogy több anyagból álló egységek nyomtatására készültek-e, vagy több gyártási beállítást tartalmaznak .
Ha a 3D-s szeletelők ezeket a különféle formátumokat feldolgoznák, hatalmas támogatási bázisra lenne szükségük, és még így sem tudnák lefedni az összes modellező szoftvert. Emiatt szabványos fájlformátumot használnak. A 3D nyomtatáshoz leggyakrabban az STL (.stl) kapcsolódik, amelyet a legtöbb 3D modellező szoftver exportál. Nem kell pánikba esni, ha a program nem exportálja ezt a fájltípust – rengeteg STL fájl konverter létezik .
3D nyomtatási paraméterek
Miután a 3D-s modell olyan formátumban van, amelyet a szeletelő is megért, a következő lépés a nyomtatási részletek megadása, például a rétegmagasság, a sebesség, az alkatrész pozicionálása és számos más, a gyártással kapcsolatos beállítás. Ezeket a felhasználó által megadott értékeket a nyomtatás előtt határozzák meg.
Ebben a lépésben a 3D modell részben módosítható is. Módosíthatja a méreteket a méretezési funkciókkal, az alkatrészek pedig részben vagy teljesen üregesek, kitöltési mintákkal és falvastagság értékekkel tölthetők fel. Ez a lépés magában foglalja a tartószerkezetek engedélyezését is , ami a 3D szeletelők egyik legpraktikusabb funkciója.
A 3D nyomtatási paraméterek a technológia típusától ( FDM vagy gyanta alapú ), valamint az anyag típusától (a különböző típusú FDM-hez különböző szálak eltérő beállításokat igényelnek), a nyomtatandó objektumtól és annak minőségétől függően változnak. rendeltetésszerű használat. Lássuk tehát, mi jön szóba mindegyiknél.
FDM Szeletelés
A fused deposition modeling (FDM) egy anyagextrudálási technika, amelyben a nyomtatófej két különböző irányban (X- és Y-tengelyen) mozog, miközben a műanyag filamentet megolvasztják, és átnyomják a fúvókán, így 2D réteg jön létre. Ezt a folyamatot addig ismételjük, amíg rétegről rétegre el nem készül a 3D objektum.
Az FDM nyomtatók nagymértékben függenek a mozgástól egy 3D objektum felépítéséhez, a pontos nyomtatáshoz pedig finom, többtengelyes vezérlés szükséges. Mint említettük, a különböző anyagok eltérő beállításokkal rendelkeznek, a változó hőmérséklettől a sebességig , és a modelltől függően a tartószerkezetek is szerepet játszhatnak.
A 3D modell és a nyomtatási beállítások meghatározása után a szeletelő feldolgozza ezeket a bemeneteket, és létrehoz egy G-kód fájlt, amelyet feltölt a 3D nyomtatóra.
Az utolsó lépést teljes egészében a 3D-s szeletelő belső algoritmusai végzik, ami azt jelenti, hogy nem felhasználófüggő, és minden szeletelő másként fogja ezt megtenni. Az egyszerű modellek esetében előfordulhat, hogy a szeletelők közötti különbségek nem láthatók, de a bonyolultabbaknál biztosan észrevehetőek lesznek. Egyes szeletelők jobban teljesítenek bizonyos 3D nyomtatókkal, de nincs olyan szigorú szabály, amely meghatározná, melyik a legjobb az Ön számára.
Számos 3D szeletelő áll rendelkezésre FDM-hez, amelyek közül több ingyenes. A Cura és a PrusaSlicer a legnépszerűbbek a nyílt forráskódú közösségen belül, míg vannak olyan szabadalmaztatott lehetőségek, mint a Bambu Lab Bambu Studio , és a Simplify3D prémium (és költséges) választás.
Gyanta szeletelés
A kádas polimerizáció UV-fényt használ különböző formákban a folyékony gyanta rétegekké történő kikeményítésére és megszilárdítására. Amint egy réteg megszilárdult, az építési platform elmozdul, hogy a friss gyanta megteljen, és a következő réteget képezze a 3D rész létrehozásáig.
Ez a 3D nyomtatási technika kevésbé támaszkodik a mozgásra, mint az FDM. Az „igazi” SLA nyomtatóknál egy eltérítő tükör forog, hogy az UV lézersugarat a gyantára irányítsa, körvonalazva és kialakítva az egyes 2D rétegeket. A DLP és LCD (vagy MSLA) 3D nyomtatók esetében az egyetlen valódi mozgást az építőlemez végzi, amely a teljes nyomtatási folyamat során kizárólag a Z tengely mentén halad.
Az egyik különbség az FDM nyomtatási folyamattól az, hogy a gyantanyomtatók nem használnak G-kódot a kimeneti fájljaikban. Valójában a legtöbb asztali műgyanta 3D nyomtató saját szabadalmaztatott formátumát használja, és ezért saját szeletelő szoftverét. Ennek ellenére elérhető néhány harmadik féltől származó gyantaszeletelő, például a Chitubox , a FormWare , amelyek számos asztali nyomtatóval kompatibilisek.
A gyantához való szeletelés némileg hasonlít az FDM-hez, de a 3D nyomtatás paraméterei eltérnek. A fúvóka hőmérséklete vagy hűtése helyett a gyantabeállítások közé tartozik az expozíciós idő és az emelési sebesség. A rétegmagasság és az olyan jellemzők, mint a tartószerkezet kiosztása azonban a gyantában is jelen vannak, csakúgy, mint a legtöbb 3D nyomtatási technológiában. És ahogy az a különböző szálak esetében történik, a választott gyanta típusától függően a beállításokat ennek megfelelően kell módosítani.
Egy szelet a többiből
Más 3D nyomtatási technológiák, például az SLS , az SLM vagy akár az EBM és a kötőanyag-fúvóka speciális szeletelőket igényelnek a folyamatok extra összetettsége és sokfélesége miatt. Például egy gyártó SLS rendszere nem fog pontosan úgy működni, mint a versenytársa, ezért a legtöbb ilyen gép a hivatalos gyártótól származó szeletelő szoftvert használja.
Ennek ellenére van néhány alternatíva. A Materialize szoftvercég egy sor eszközt kínál a 3D modellek elkészítéséhez és optimalizálásához a 3D nyomtatási technológiákon keresztüli nyomtatáshoz. Ez a szoftver különféle utófeldolgozó modulokat tartalmaz, köztük a Build Processort , amely digitális alkatrészeket készít elő a nyomtatáshoz számos 3D nyomtató márkán, beleértve a HP-t, az EOS-t, a Desktop Metal-t és a BLT-t.
Egyes CAD-programok, mint például az Autodesk Fusion 360 , összeépítési előkészítési műveleteket hajthatnak végre, és a nyomtatási feladatokat közvetlenül FDM-, SLA-, SLS-, SLM- vagy hibrid technológiát használó 3D nyomtatókra küldhetik. Az Autodesk Netfabb segítségével a nyomtatási feladatokat közvetlenül 3D nyomtatókra küldheti, beleértve az EOS-t, a Formlabs-t, az Arcam-ot, a HP-t, a Sinterit-et és az SLM-t.
Egy másik CAD-program, amely közvetlenül integrálható a 3D nyomtatókkal, az NX, a Siemens szoftveróriástól. Az NX for Manufacturing szoftver egy integrált rendszer a CNC szerszámgépek programozására, a robotcellák vezérlésére, a 3D nyomtatók meghajtására és a termékminőség monitorozására.
Eredeti forrás: All3dp.com
