Статья написана 3D печатником Игнатом Погудиным, на основании своего собственного опыта работы с 3D печатью и собранной им в этой области информацией. Она может показаться местами довольно субъективной и в некоторых вопросах, например, в вопросе выбора 3Д принтера или подход к выбору слайсера, может не совпадать с мнением большинства. Но как раз в этом её самая ценность. Долой штампы, только личный опыт! А чем богаче опыт, тем богаче статья!

   В обзоре используется некоторое количество графических материалов, автором которых я не являюсь. В большинстве случаев это изображения типовых или отсутствующих у меня изделий и обычно я указываю это непосредственно в тексте.

 image1.jpeg

Введение

 

   В моей предыдущей статье про создание в подарок архитектурного макета церкви, в комментариях была просьба рассказать про сам принтер. Несмотря на то, что рассказов «я купил себе 3Д принтер» уже довольно много, я подумал: а почему бы и нет. Ведь можно написать этакое эссе на тему «Как я купил принтер и какими именно методами уговаривал его печатать». Что-то вроде рассказа про 3д печать вообще и 3D принтер в частности, плавно переходящий в небольшое введение в практику трехмерной печати.

   Большинство «немного интересующихся 3D» знают в основном только то, что 3D принтер печатает какими-то пластиками, а также смотрели напоминающие скринсейверы видео с принтерами, которые плавно заполняли слои пластика, выводя при печати своеобразные трели, смахивающие на какую-то очень странную электронную музыку. Собственно, на этом все и заканчивалось.

   С этим, я приступил к созданию статьи. Но получилось так, что по ходу появилось желание пояснить различные нюансы печати, чтобы любой чайник в данном вопрос мог понять саму тему 3Д печати в той мере, которая потребуется ему, если он все-таки решит купить себе принтер и заняться любительской 3Д печатью. В результате из отзыва о принтере с пояснениями на тему 3Д печати получилась, такое вот странное сочетание слов, «любительская фундаментальная» статья, охватывающая широкий спектр вопросов 3Д печати, с небольшими включениями отзыва о покупке конкретного принтера. Вариант «все в одном», что-то вроде «малая настольная книга начинающего печатника», в которую лишь немного вплетен рассказ о покупке 3Д принтера и работе с ним. Статья для чайников с попыткой объять необъятное.

   В статье будет вестись речь не о всех разновидностях 3Д принтеров и печати на них, а только о FDM (Fused Deposition Modelling), т.е. печать путем последовательной укладки слоев нагретым пластиком. Эта технология сейчас наиболее распространена, в отличие от SLS или SLA принтеров, которые, несмотря на схожесть аббревиатур, являются совершенно разными устройствами – селективное лазерное спекание и стереолитографическая печать – данные принтеры пока слишком дорогие и потому малораспространенные в категории условно домашних устройств.

   Данная статья может быть интересна как далеким от темы людям, которые хотят в ней немного разобраться, так и уже начинающим и не только, чтобы осмыслить уже знакомые аспекты и узнать что-то новое. Статья написана в плавающем стиле, с переходами от вольного к энциклопедическому и обратно. Небольшой дисклеймер: часть используемых в статье изображений взята с интернета, т.к. у меня нет дельта-принтера для фотосессии, и многочисленные тесты пластиков на одной и той же модели я не проводил, также я использовал фотографии из интернета типовых изделий вроде резиновых шпателей и баночек суперклея. Итак, приступим…

 

1. Немного нудной теории

 

   Здесь я собрал описание некоторых нюансов технологии печати, по которому можно более менее определиться с «понятиями и определениями» пластиков и кинематик принтеров.

   Что вы все знаете, это то, что принтер печатает нагретым до температуры плавления пластиком. Что их, пластиков, есть вроде как несколько разновидностей, а дальше идет магия медленного и постепенного «вырисовывания» результата под печатные трели самого принтера. Потому я приведу общую информацию для понимания процесса.

 

1.1. Некоторые принципы печати

 

   Кроме очевидного «печать разогретым пластиком через сопло», стоит обратить внимание на несколько фундаментальных для 3Д печати моментов. Например, сильно нависающие или же вообще висящие в воздухе на момент печати нижних слоев элементы печатаются с помощью выстраиваемых поддержек, но они не позволяют сделать нижнюю поверхность печатаемого элемента гладкой. В случае, когда вы печатаете поверхность сложной формы, эту нижнюю поверхность часто вообще невозможно обработать до получения достаточно качественного результата. Здесь требуется выстраивание поддержек другим типом пластика так, чтобы слой поддержки образовывал ровную поверхность со сплошным заполнением перед укладкой уже «конструкционного» слоя.

 image2.jpeg

   Не следует рассчитывать на очень высокую скорость печати, т.к. это ощутимо снижает качество конечного отпечатка – на углах появляется «звон» – появление небольших затухающих волн, являющихся следствием инерции печатающей каретки и растяжения управляющих ремней, на прочих участках начинают проступать микролюфты механики.

   Качественная печать долгая… Да, «осторожно, кофе горячий», но это банальность, которая становится суровой реальностью после восьмого часа печати сложной модели. И вы понимаете это, когда одну и ту же маленькую фигурку вы отправляете на печать типичным «быдло-слоем» в районе 0.25 мм и когда вы печатаете в два с лишним раза дольше, но слоем 0.1 – разница в качестве таких отпечатков будет видна далекому от 3Д печати человеку.

 image3.jpeg

   Кстати о сложных и крупных моделях… Их невозможно напечатать, просто нажав кнопку Печать. Требуется разбиение вручную на множество элементов, учет масштабов так, чтобы элементы не оказались слишком тонкими (когда речь идет о дизайнерской печати, где исходная модель делается без поправки на печать в масштабе 1/50-1/100) и прочие элементы предпечатной подготовки.

image4.jpeg 

   Изучение софта и тонких настроек. Когда вы покупаете свой первый автомобиль, зная только, что где-то там у него находится инжектор и стойки, т.е. без опыта эксплуатации и ремонта машин друзей и родственников, но когда при этом год выпуска машины сравним с годом выдачи вашего школьного аттестата, то вы в глубине души надеетесь, что вам не придется в ближайшее время знакомиться с автомехаником и что вы будете лишь заливать в машину бензин. Но как показывает практика, как неизбежно знакомство с механиком с обращением вида в лучшем случае «у меня там немного брякает, гляньте, пожалуйста», в худшем «а почему у меня уже неделю горит вот эта красная лампочка с масленкой», так неизбежно и изучение чисто технических нюансов, касаемых скоростей и толщин слоев.

   Они будут отвлекать вас от процесса творчества, но на данный момент отрасль 3д печати недостаточно развита, чтобы можно было свести всю технологию печати к нажатию двух кнопок.

 image5.jpeg

   Для получения качественного, а часто и вообще хотя бы приемлемого результата придется вникать в различные и при этом многочисленные настройки слайсеров.

 

1.2. Пластики / Филамент

 

 

image6.jpeg

   Уже сейчас их существует огромное количество, включая резиноподобные, токопроводящие, «стеклянные», «деревянные» и даже гипсоподобные, но «канонично» есть три типа пластика, от которых уже можно плясать дальше в понимании процесса:

   1) ABS. Это типовой инженерный «all purpose» пластик. Он прекрасно обрабатывается и клеится, и им напечатана большая часть моделей, которые вы видели вживую или в интернете. Им печатают при средней (плюс-минус в зависимости от конкретного пластика и предпочтений печатающего)  температуре 230 градусов. Т.к. у этого материала сравнительно высокий коэффициент термического расширения, он требует наличия у принтера подогреваемой платформы (heatbed), без которой печать им очень усложняется вплоть до полной невозможности. Самая известная проблема с данным пластиком – деламинация – отклеивания краев модели от стола из-за неоднородности остывания модели при печати. Скажу только, что война с деламинацией напоминает вечную борьбу добра и зла.

   Как и PLA, ABS пластик выпускается во всем спектре цветов. У разных цветов может отличаться качество печати из-за различия в используемых красителей. Отмечу одну особенность: есть белый и натуральный ABS. Они похожи, но натуральный идет без матирующего красителя. Если вы планируете печатать для показа, не крася при этом модель, то лучше использовать белый, т.к. в отличие от него, натуральный немного прозрачный, потому мелкие детали будут скрадываться.

   2) PLA. Тоже очень популярный для печати пластик, производимый на основе продуктов переработки кукурузы или сахарного тростника. Разлагается бактериями со временем, хотя я не видел ни одной разложившейся в обычных условиях модели из него. Имеет очень слабое термическое расширение, в результате чего им можно печатать объекты практически любых размеров. Но он более сложен в последующей обработке и мною не использовался. Скажу, что большинство «деревянных» и прочих подобных пластиков делаются на основе PLA.

   3) PVA. Водорастворимый пластик, использующийся для создания поддержек нависающих элементов. Используется вторым экструдером. Довольно дорогой, а потому, а также по причине меньшей распространенности двухэкструдерных принтеров, на текущий момент малопопулярный. На момент написания наши производители (не буду заниматься рекламой) запускают в производство данный пластик по предположительно разумной цене, будем посмотреть. Добавлю, что получить гладкую нижнюю «подвешиваемую» поверхность при использовании суппортов из ABS пластика практически нереально без подъедающей детали химической обработки, потому для некоторых моделей сейчас сам смотрю в направлении этого материала.

 

1.3. Кинематика

 

   Дабы не расписывать на три страницы, упрощенно скажу, что их две: ортогональная и цилиндрическая. Ортогональные, есть нескольких исполнений, сводящихся к тому, с какой стороны бить яйцо, т.е. подвижна ли платформа, а если подвижна, то по какой оси. Цилиндрическая – так называемая «delta» кинематика – позиционирование печатающей головки производится с помощью трех расположенных по форме трехлучевой звезды тяг.

   При этом, они позиционируют головку как по X и Y, так и по высоте, а потому  подложка может быть жестко закреплена на корпусе. Данная механика более требовательна к качеству исполнения, но обычно (по моему непроверенному мнению) позволяет реализовывать бОльшие скорости перемещения и печати, по причине частого использования bowden экструдеров и контроля положения головки посредством трех тяг (осей), а не двух, как в обычных «ящиках». Забегая вперед, скажу, что мой принтер использует ортогональную кинематику, использующуюся в Makerbot Replicator.

image7.jpeg

   Для примера обычных «кубиков» взят не каноничный Makerbot Replicator, а FlashForge просто по причине того, что новые Мейкерботы идут в темных металлических корпусах и потому их фотографии хуже для понимания, что это вообще такое.

 

1.4. Экструдеры

 

   Их существует множество конструкций, но, как и принтеры, их можно разделить на два основных типа: direct и bowden. У директа есть подразделения на «директ директ», всмысле на экструдер прямой подаче, и на экструдер, называемый wade, с редукционной шестерней. На фото приведен «двухголовый» вариант direct экструдера.

image8.jpeg 

   В первом случае мотор подачи пластика находится непосредственно рядом с подающим соплом, во втором закреплен на раме принтера (в редких случаях закреплен висящим в воздухе над печатающей головкой), а пруток подается от мотора до сопла по тефлоновой трубке.

   Преимущество direct экструдера: малое расстояние от мотора до сопла, а потому существенно меньше проблемы с «соплями» – остатками вытекающего из сопла пластика при прекращении подачи при переходах между отдельными участками печати, что особо существенно при использовании PLA пластика, т.к. он более текучий.

   Преимущество bowden экструдера: значительно меньшая масса печатающей каретки (мотор составляет большую часть веса экструдера), позволяющая увеличить скорость печати в сравнении с wade, которой, скорости, и так постоянно не хватает, без снижения качества.

 

2. «Муки выбора»

 

   Началось все с процесса изучения темы, переходящего в выбор конкретной модели или группы моделей, из которых уже можно было бы выбирать при заказе. Таким образом, я набрел на некий Робофорум, на тот момент являющийся чуть ли не единственным русскоязычным ресурсом, где был настоящий действующий форумный раздел, посвященный 3Д печати, с множеством активных пользователей, которых можно почитать и/или задать им вопрос.

   Несколько дней я просто читал форум, что начало формировать конкретные мысли. Насколько я смог понять, большинство принтеров являются самоделками на основе различных условно серийных (назвать действительно серийными модели, состоящие из кучи тяг и отпечатанных на принтере же шестеренок все же сложно) моделей. Не буду подробно останавливаться на названиях и кинематиках этих принтеров (кратко я их описал выше), т.к. у каждой из них есть свои преимущества применительно к какому-то размеру, точности и качеству исполнения и кошельку. На текущий момент идеальный FDM принтер еще не изобретен.

   Ниже больше расскажу про свой собственный выбор принтера, но, говоря о выборе принтера вообще, нельзя не упомянуть наиболее популярный вариант – кит для самостоятельной сборки на основе конструкции Mendel Prusa. Выглядит он приблизительно следующим образом – на паре фотографий из интернета изображен сам принтер и один из вариантов китов:

 image9.jpeg

   Данные фотографии взяты с разных сайтов, потому модификации принтеров могут немного отличаться. Киты данного принтера продаются в разных комплектациях: нередко это просто набор пластиковых деталей, а моторы, электронику, подшипники, шпильки и ремни требуется искать отдельно.

   Этот принтер очень популярен из-за дешевизны, имеет множество вариантов исполнения, в чем особо преуспели китайцы, может идти как с нагреваемой кроватью, так и без нее (напоминаю, нагреваемая кровать обязательна для печати ABS пластиком). Основными недостатками лично я считаю открытый корпус и, следовательно, подверженность всем сквознякам, невысокая жесткость в большинстве исполнений, не слишком большое поле печати и подвижная по горизонтали платформа, что может сказаться на качестве печати элементов малой жесткости – например, тонких высоких столбиков. Но, повторяю, это один из самых доступных принтеров, позволяющий получить вполне приличное качество печати.

   Изучение форума привело меня к одной простой мысли: нет, я не пойду по пути, по которому пошел большой процент пользователей – не буду брать разумно недорогой кит у китайцев для последующей сборки, браться будет готовый собранный принтер.

На это есть несколько причин:

   1) Мне желательно найти принтер с разумно большим полем печати, тогда как большинство китов на момент покупки ограничивали поле печати в районе 12х12 см;

   2) Требуется не открытый «реечный» вариант, а «ящик» – то, что можно содержать в обычной квартире, закрыв кожухом и потому не слишком воняя парами пластика и изолировав область печати от сквозняков;

   3) Желательна двухэкструдерная модель для печати поддержек PVA пластиком. Нельзя знать заранее, понадобится это или нет, но пусть будет;

   4) Обязательно наличие подогреваемой кровати, т.к. в первую очередь я планировал печатать ABS пластиком;

   Прочтение множества тем на форуме заронило в меня каверзную мысль, что часто самоделки сводятся к созданию принтера, который продолжительно доводится до ума, а на нем печатаются детали для постройки более совершенного принтера, таким образом замыкая  цикл производства. Т.е. постройка принтера для постройки принтера. Я же изначально планировал брать принтер для печати чего-то конкретного, потому постарался от темы замкнутого круга самоделок уйти.

   С этими вводными круг потенциальных моделей сузился до одной уже конкретной модели Makerbot Replicator 2, точнее до его китайских клонов, т.к. цена на «оригинал» категорически негуманна, а качество печати китайцев по тестам вызывают в памяти известную фразу «зачем платить больше».

image10.jpeg 

   На рынке, а точнее, чего уж, на Aliexpress, на момент покупки было несколько производителей данного клона: уже сделавший себе имя и «забуревший» Wanhao, менее известный CTC и только появившийся там FlashForge. На тот момент я еще сомневался – «а надо ли мне оно», т.е. принтер вообще, но при появлении предложения двухэкструдерного FlashForge Creator с двумя бобинами ABS пластика за 29 тысяч рублей (сентябрь 2014 года) – «они сделали мне предложение, от которого я не смог отказаться».

 

3. Переходим к практике

 

3.1. Распаковка и первичная настройка

 

   Посылка пришла где-то через месяц, забираем, распаковываем.

image11.jpeg

   В коробке сам принтер со снятыми для транспортировки экструдерами с соплами 0.4 мм, две бобины пластика, небольшая упаковка с запасными болтиками, гаечками и ключами для работы с ними, а также 4-гигабайтная флешка с тестовыми объектами. На нагреваемой платформе наклеена каптон-лента и наклейка на англо-китайском языке, поясняющая, что не надо ее убирать.

   Первой мыслью после сборки был бы запуск печати с прилагающейся флешки, но ее разъем я обнаружил лишь поздно вечером, потому печать велась через компьютер.

   Первым делом я попробовал провести калибровку нагревательного стола (часто называют нагреваемой кроватью, здесь нет полностью устаканенного перевода – даже я в статье допускаю использование обоих вариантов) посредством регулировочных винтов, но об этом ниже. Затем подключил к компьютеру и начал разбираться с софтом.

 

3.2. Первая печать

 

   Базовая «штатная» программа для печати – Repetier Host по сегодняшним меркам косматой версии, которая без дополнительных бубнов видит принтер и позволяет нажать кнопочку «Печать» на без раздумья подгруженной из интернета тестовой модели, представляющей собой элементарный кубик 2х2х1 см.

   При нажатии Печать, программа короткое время о чем-то думает, «мигая индикаторами», после чего принтер оживает и… начинается прогрев. Оказывается, нельзя просто послать что-то на печать. Мало того, что, как вы знаете, печать сама по себе очень медленная, но и перед каждой печатью надо ждать около 7-10 минут, пока нагреваемая кровать достигнет температуры 107 градусов. В это время принтер только жужжит вентиляторами, не производя полезной работы. При нагреве также прогреваются сами экструдеры, но им требуется значительно меньше времени – самым медленным верблюдом оказывается кровать.

   Наконец пошел процесс печати. Вначале принтер рисует на «кровати» решетку, называемую рафтом, и только после этого постепенно пропечатывает на ней исходный кубик размером 2х2х1 см. Принтер играет мелодию о завершении печати, уводит в начальное положение каретку, продолжая жужжать охлаждающими БП и двигатели вентиляторами.

   В этом месте я снова «свалюсь» из описания процесса непосредственного освоения принтера обратно в теорию.

   Рафт представляет из себя обычно двойную редкую решетку из нитей пластика, которая выстраивается на подложке перед печатью уже на ней самой модели. Он позволяет частично компенсировать температурные нагрузки и неровность «стола», но сильно портит нижнюю часть модели: вместо ровной и гладкой нижней поверхности вы получаете набор неважно склеенных пластиковых ниток.

Кстати, тот самый кубик:

 image12.jpeg

   Сама нагреваемая кровать устанавливается с помощью нескольких (обычно четырех) подпружиненных регулировочных винтов, которые позволяют произвести калибровку ее уровня – чтобы все четыре ее угла имели одинаковый зазор между полностью опущенным экструдером и самой поверхностью кровати. Но как вы не крутите их и не калибруйте, сама нагревательная поверхность часто кривая, а потому в лучшем случае вы отрегулируете углы, центр же почти наверняка будет вогнут или скорее выгнут. Я не могу поручиться, что это общая тенденция, а не мой конкретный случай, но скорее всего платформа будет лишь относительно ровной, а центральная точка, находящаяся на максимальном удалении от регулировочных винтов, окажется и самой выбивающейся из общей поверхности.

image13.jpeg

   Это приводит к тому, что или в центре экструдер будет скрести по поверхности стола, или же, если вы отрегулируете центр,  ближе к краям будет иметь слишком большой зазор, а потому контакт пластика со столом будет посредственным, приводя к деламинации (отклеиванию) краев модели. Потому для выравнивания часто на нагревательный стол кладут сверху стекло. Это еще больше увеличивает время нагрева, но уменьшает проблемы печати, связанные с неровностью поверхности печати. Скажу, что калибровку платформы лучше проводить полностью прогретой, т.к. при этом зазоры будут соответствовать реальным печатным… да, короткими подкрутками винтов с попыткой при этом не обжечь пальцы ))

   Встречался также отзыв, где рекомендовалось греть платформу подольше перед печатью, чтобы увеличить равномерность ее прогрева и таким образом уменьшить ее изгиб, но влияние этого лично не проверял. 

 

3.3. Слайсеры

 

   Если вы хотя бы немного интересовались 3Д печатью, то знаете, что слайсер – это программа для превращения трехмерной модели в понятный принтеру набор команд, называемый g-code.

   Перевести модель в ж-код так, чтобы результат печати вышел удобоваримым даже при    заковыристой форме модели – это отдельное программное искусство, в котором и соревнуются производители слайсеров. Здесь не могу не вспомнить известную фотографию Билла Гейтса, которая хорошо описывает генерацию слайсером этого самого ж-кода ))

 image14.jpeg

   Далее я дам краткое описание нескольких популярных слайсеров, чтобы было понятно, что это, зачем и в направлении каких названий при случае копать интернет. Данная фотография взята в одном из тестов слайсеров в интернете, и приведена только для иллюстрации того, что генерируемый разными слайсерами ж-код может приводить к существенно отличающимся результатам при печати. Я не советую ориентироваться на эту картинку по принципу «вот этот слайсер же явно лучше сделал», т.к. это будет сильно зависеть от конкретных 3D моделей и версий слайсеров.

 сравнение слайсеров

   Идущая в комплекте с принтером программа для печати – Repetier Host штатно у меня заработала только с одним идущим в комплекте с ней слайсером Skeinforge.

   Итак, основные слайсеры:

   1) Slic3r. Пожалуй, самый популярный из сегодняшних. Постоянно дорабатывается. Новые версии нередко работают менее стабильно, чем предыдущие, потому, несмотря на наличие на момент написания версии 1.2.9 Stable, нередко используется более старый 1.1.7, тоже с пометкой stable. Замечу, что в новой версии сделано множество изменений в плане интерфейса, например, появилась нормально сделанная визуализация слайсинга модели.

   2) Cura. Тоже очень популярный слайсер. Является полноценной системой печати «все в одном». Удобный «юзер-френдли» интерфейс, к которому начал стремиться в поздних версиях Slic3r. Скажу только, что мое общение с данным слайсером закончилось тем, что я не смог без бубна подключить к нему свой принтер, потому лишь пару раз воспользовался сгенерированным в нем кодом. Это не недостаток слайсера, а лишь мой опыт общения с ним.

   3) Kisslicer. Еще короче: сравнительно популярный, но я с ним не работал вообще, потому не могу дать характеристику.

   4) Skeinforge. Про него можно ограничиться тем, что его поддержка прекращена еще несколько лет назад, потому я не рекомендую его использовать кроме случая «идет в комплекте, надо напечатать сейчас, ничего не настраивая». Упомянул его здесь только по причине того, что это был первый слайсер, который заработал без проблем с моим принтером.

   Согласен, описание слайсеров получилось немного странным и слишком неподробным. Я исходил из принципа разумной достаточности: если данный слайсер выполняет свою работу не хуже другого по результатам нескольких тестов, то я беру тот, который мне удобнее, и работаю с ним до тех пор, пока не появляется информация, что «вот этот явно лучше». Это не даст наилучшего результата, но позволит уделять техническим аспектам печати разумное время, не переходя, как я выше сказал про самодельные принтеры, в избыточный цикл самопроизводства. В результате я остановился на Slic3r и пользуюсь им по сей день. В этой статье не ставится цель точного описания и сравнительного анализа работы всех слайсеров, потому подборку слайсера под ваши индивидуальные цели и задачи я оставлю на вас.

   Сам слайсер включается в работу либо в момент отправки объекта на печать, либо, как часто стали делать сейчас, слайсинг проводится прямо в реальном времени сразу после подгрузки модели. Фактически же, на современных компьютерах время для преобразования слайсером модели в ж-код является достаточно малым, чтобы не упоминать это отдельно фразой в духе «через два часа слайсинга модель все-таки была готова к печати». 

   Также, я не привожу здесь никаких конкретных настроек конкретных же слайсеров, но ниже в одной из глав я приведу несколько общих для них всех.

image16.jpeg

 

3.4. Подготовка модели

 

   Когда я уже сделал несколько распечаток тестовых кубиков и разных пирамид и многоугольников с круглыми дырками, появилось желание напечатать что-нибудь конкретное. Я взял модель плавильной печи с конвейером разлива шлака, которые я когда-то делал, и, особо не задумываясь, отправил на печать.

image17.jpeg

   На этом месте матерые 3Д печатники разражаются гомерическим хохотом, т.к. все ламерство попытки печати такой модели без малейшей ее подготовки на лицо, но, как уже выше сказал, эта модель была отправлена на печать лишь из интереса и после пары часов знакомства с принтером.

   Хотя я и включил автоматическую генерацию поддержек, уже через два часа стало ясно, что ничего путного на выходе не будет. Слишком тонкие для печати в данном масштабе детали конвейера, часть из которых вообще висит в воздухе, от чего из-за тонкости не спасают никакие сгенерированные суппорты. В результате у меня получилась куча спутанных нитей, в которых в некоторых местах угадывались очертания стоек конвейера и рама загрузочного блока. Так я познакомился с необходимостью подготовки модели к печати.

   И снова экскурс в теорию. Как я уже писал в статье про макет церкви, всю 3д печать я для себя разделил на два идеологических подхода: инженерный и дизайнерский. Первый относится к работе с печатью шестеренок, креплений и запчастей к новому принтеру, RC моделям или каким-то другим механическим конструкциям, второй же отвечает за печать статуи Зевса, кирпичных стенок с окнами и всяческих масштабных моделей чего-либо (например, любая статуя – это тоже масштабная модель).

   Это разделение довольно условно, но при этом реально. Шестерни и механические сборки проще всего делать в предназначенном для этого софте, тех же SolidWorks, Компас 3D и прочих. При этом вы делаете всю вашу модель с отверстиями, фасками и элементами тел вращения, после чего экспортируете все в stl файл, открываете в слайсере, и дальше он занимается преобразованием модели в ж-код, не требуя с вас дополнительного вмешательства.

   При этом попытка изготовить в чертежной программе космический корабль, статую Будды или ту же кирпичную стену здания, в которой из этой стены выделяется каждый отдельно взятый кирпич, закончится вполне предсказуемым уходом времени разработки такой модели в бесконечность, что равносильно эффективной невозможности создания там таких моделей. И вообще, вы чертеж статуи Будды в солиде представляете? Вот и я нет )) Для подобных вещей существуют совершенно другие программы – например, ZBrush или MudBox для скульптур или же тот же великий и ужасный 3DSMax для всего остального.

   Инженерные программы изначально заточены на работу с кривыми поверхностями, фасками и прочими элементами объемного проектирования и обычно в состоянии выдать на гора годный к печати результат – сетку (так называется состоящий из треугольников объект) с хорошей топологией, но тот же 3дмакс, когда вы делаете, например, кирпичную стену, при попытке объединения ее в единую непересекающуюся сетку посредством операции Boolean -> Union гарантированно получите негодный результат. Точнее, скорее всего вы получите пустоту вместо объекта. И это я еще рассматриваю самый простой случай, иногда ошибки топологии не видны невооруженным глазом, но модель к печати будет негодной. Суть при этом в том, что 3дмакс, несмотря на то, что это программа работы с трехмеркой, не приспособлена для работы с объемами. Будучи изначально заточенной для работы с висящими в воздухе треугольниками, таковой принципиально она остается и по сей день.

   Перед тем как сказать, что такое подготовка модели, нужно вначале обратить внимание на использующийся на сегодняшний день для печати формат файла STL. Этот формат содержит в себе модель посредством ее записи отдельными треугольниками, когда, например, цилиндр делится на множество «граненых» сегментов, сводящихся в конечном счете к этим самым треугольникам. Т.е. никаких кривых поверхностей, сфер и торов нет, как и ложки из Матрицы, все объекты аппроксимируются в состоящие из кучи треугольников фигуры. Не удержался от небольшой пасхалки в картинке.

image18.jpeg

   Слайсер читает треугольники из stl файла, нарезает это множество тонкими слоями, которые в результате и превращаются в пути движения печатающей каретки. Пока вы имеете дело с корректной сеткой, проблем не возникает, но стоит в ней появиться дырке или пересечению треугольников, слайсер может начать «заикаться». И это не всегда именно «ошибка», просто слайсер должен точно знать, как трактовать вашу модель. А если одна из граней вашей коробочки отсутствует, значит ли это, что у нее просто не должно быть одной стенки и она должна быть полностью полой и тонкостенной или же следует закрыть эту дырку в автоматическом режиме и считать коробочку цельной. Это самый простой пример, а ситуаций с совершенно некорректной сеткой, когда она вообще не может в принципе быть правильно напечатана, очень много.

image19.jpeg

   Теперь скажу о самой подготовке модели. Если выше была длинная нудная теория о топологии модели и ее экспорте в stl формат, сама же практика в описании куда проще: долгой в ней является только сама работа по подготовке.

   1) Пункт актуальный для дизайнерских программ (читай 3дмакс). Модель должна иметь наиболее корректную из возможных сетку при первичном экспорте. Т.е., если вы делаете в том же максе модель для печати, следите, чтобы по возможности в ней не было открытых ребер (дырок в сетке), пересекающихся в одном элементе треугольников и сходных непотребств. Система восстановления моделей скорее всего это исправит, но лучше сводить риск к минимуму.

image20.jpeg

   2) Актуально для всех. Сложные или крупные модели нужно разделять на элементы, т.к. напечатать за один заход это или невозможно, или результат будет заметно менее качественный, нежели распечатать правильно в нескольких частях, а потом склеить.

image21.jpeg 

   3) Правильное расположение модели. Чем ниже высота, тем быстрее модель печатается –    совокупная скорость печати в высоту всегда ниже скорости печати самих слоев… Понимаю, формулировка не очень хорошая, но понять можно ))

image22.jpeg 

   Но уменьшение толщины до минимально возможной иногда несет в себе один подводный камень: иногда слоя толщиной 0.1 мм недостаточно для передачи в каждом этом слое детализации объекта. Например, на этой фото предварительной версии передней стены церкви барельеф вышел откровенно жеваным по фактуре:

image23.jpeg

   При этом расположенные под углом 45 градусов боковые барельефы вышли несравненно лучше. Потому здесь будет маленький хинт: иногда расположение модели под даже небольшим невертикальным углом может добавить ей детализации.

   4) И конкретный практический совет, зарытый в груде теории )) Прогоняйте модель через систему восстановления моделей. Фирма Netfabb – один из разработчиков таких систем. Компания Microsoft выкупила данную технологию и сделала бесплатный сервис по восстановлению моделей в облаке. Для дизайнерской печати это must have. Регистрируйте учетную запись, если у вас нет, и прогоняйте модель через сервис по адресу https://netfabb.azurewebsites.net/

image24.jpeg 

   Прогонка через сервис восстановления в первую очередь нужна для экспортированных из макса моделей, сделанных в стиле «куча пересекающихся коробочек», для экспортированных из CAD программ это необходимо лишь иногда, когда программа при экспорте не смогла сделать корректную топологию. Впрочем, такое бывает нередко.

   После обработки на этом или подобном сервисе модель готова для отправки в слайсер и на печать.

 

3.5. Некоторые особенности создания моделей

 

   Здесь я буду немного непоследовательным и вернусь к этапу, когда вы еще только рисуете или собираетесь переделывать для печати модель.

   Замеченное мною для дизайнерской печати. Такая печать обычно связана с распечаткой изделия в каком-то масштабе, но когда никто не будет сидеть со штангенциркулем, вымеряя точное соответствие размеров.

   Самое простое: вы хотите распечатать поручни-ограждения для крыши здания. В реале они имеют толщину порядка 4-5 см, при масштабе же печати 1/80 вы получите их диаметр около 0.5-0.63 мм. Учитывая сопло принтера (в моем случае 0.4 мм), они будут либо 0.4, либо 0.8 мм, если мы печатаем в два периметра. Скажу, что распечатывать их с толщиной 1 периметр, т.е. 0.4 мм будет совершенно неразумно – для обычного ABS пластика такая толщина слишком «ажурна», плюс клеить их на здание будет очень тяжело.

image25.jpeg

   То же самое касается любых объектов, которые должны после печати быть твердыми или хотя бы цельными. Моя попытка отпечатать стойки конвейера, что приведен на несколько страниц выше, имеющие толщину в масштабе всего лишь миллиметр или менее и само полотно конвейера, представляющее из себя ленту толщиной порядка сантиметра в реальном масштабе и порядка четверти миллиметра в масштабе печати, хороший тому пример. Масштаб объектов должен быть реален для печати.

   Пара моментов касаемых инженерной печати. Когда вы печатаете цилиндр диаметром 10 мм и отверстие под него 10 мм, то, естественно, цилиндр в это отверстие не войдет, т.к. никакие допуски для правильной посадки этого цилиндра при этом соблюдены не будут.

Причин несколько:

   1) Неточная работа механики принтера, из-за которой каждый последующий слой может укладываться с небольшим произвольным смещением. В результате это уменьшает как диаметр отверстия, так и увеличивает диаметр самого цилиндра.

image26.jpeg

   2) Термическое расширение при нагреве и, соответственно, усадка после охлаждения. Усадка ABS пластика составляет в среднем 0,5%. Это желательно учитывать при переводе модели в печатный STL файл. Большинство слайсеров умеют масштабировать модель до нужного размера. Достаточной информации о том, как усаживаются отверстия, у меня нет, при печати я ориентируюсь только на линейные размеры. PLA пластик заметным эффектом усадки не обладает.

   3) Точность отверстий и малых диаметров сильно зависит также и от скорости печати – чем выше скорость, тем выше будет и погрешность.

   4) Фактическая ширина укладываемой нити в сравнении с теоретической может меняться из-за немного плавающего диаметра прутка и не совсем точного диаметра самого сопла.

   По моему опыту разница в диаметрах между отверстием и вставляемым в него элементом должна быть в районе 0.3-0.5 мм по диаметру.

 

4. Особенности слайсинга и настройки слайсеров

 

   Самая серьезная проблема FDM печати даже не точность, а скорость. Часто печать объектов сводится ко многим часам ожидания результата, что накладывается на то, что сама 3Д печать до сих пор находится в стадии активного развития. Потому первая проблема войны с настройками слайсера: «Как сделать так, чтобы вообще что-то напечаталось». Вторая: «Как уменьшить время печати, не ухудшив видимо результат». Более того, вторая проблема нередко переходит в первую, и они решаются уже одновременно ))

   Как заставить печатать, когда еще нет вообще никакого результата – вы только купили принтер – это больше вопрос не настроек слайсера, а калибровки стола, устранения механических дефектов, если есть, и некоторых самых элементарных настроек слайсера вроде диаметра сопла и центра кровати. Когда же все это настроено и у вас распечатался хотя бы тестовый кубик в уже обработанном ж-коде, лежащий на флешке, прилагаемой к принтеру, мы переходим к слайсерам и их настройкам. Здесь я приведу не конкретные настройки конкретных же слайсеров с указанием названий пунктов, а общие для них для всех настройки – они есть в каждом слайсере и имеют похожие названия.

   С чего начнем… Мы хотим получить максимальную скорость при сохранении разумного качества печати. Т.е. как накрутить скорость на максимум, не получив на выходе клубок ниток или нечто, напоминающее мятый шарик вместо кубика.

За время печати отвечают всего два пункта:

   1) Толщина слоя

   2) Скорость движения каретки при печати

Разберу каждый из них отдельно.

 

4.1. Топология слайсинга

 

Здесь кратко.

   1) Верхняя и нижняя заливки в 3-4 слоя – иногда может требоваться и 8-10 слоев при слишком малой толщине самого слоя и/или требований к прочности

   2) Периметры – 2, можно 3-4 для повышенной прочности

   3) Внутренняя заливка. 15-30% в среднем

   4) Суппорты, если есть заметно нависающие элементы

 

4.2. Толщина слоя

 

   Понятно, что если мы ставим слой 0.1 мм, то скорость печати будет приблизительно в два раза ниже, чем при слое 0.2. Но какой ставить слой для каких моделей? И как это зависит от принтера.

   Вначале определимся с диапазонами от и до. Есть рекомендация не ставить толщину слоя более 70% диаметра сопла. Причина этого банальна – при чрезмерном увеличении толщины слоя у вас ухудшается сплавливание слоев и/или ощутимо ухудшается точность проработки самой модели.

 

В качестве примера приведу схему для диаметра сопла 0.4 мм: image27.jpeg

   Толщины же слоя меньше 0.1 мм будут, во-первых, увеличивать время печати чрезмерно, во-вторых, на типовых FDM принтерах размеры сопел и точность позиционирования уже не позволят получить заметного прироста в качестве печати. Т.к. на вашем (настоящем или будущем) принтере наверняка установлено сопло от 0.3 до 0.4 мм, то диапазон толщин слоев мы примем от 0.1 до 0.3 мм.

   Уменьшение толщины слоя, кроме очевидного увеличения разрешения как такового, также увеличивает качество отпечатка и сплавливание слоев. Т.е. даже вертикальная стенка, отпечатанная более тонким слоем, будет визуально лучше по качеству. Причина этого очевидна по приведенному рендеру – отпечаток более тонким слоем будет иметь и более гладкую поверхность.

image28.jpeg

   Теперь более конкретно и предметно… Это больше отражает мое личное мнение, но в здесь я себе позволю именно его: если вы хотите получать более-менее качественный распечаток, не ставьте толщину слоя выше 0.2. Это не так сильно зависит от размера сопла (если, конечно, у вас не метровый принтер с соплом в пару мм диаметром) и больше упирается в абсолютное значение – дело банально в соотношении размера типового распечатка в районе 5-15 см с нашим восприятием шероховатостей и деталей. Увеличение слоя выше 0.2 уже начнет заметно сказываться на качестве. Я вообще стараюсь печатать слоями от 0.1 до 0.15 в зависимости от размера конечной модели.

   Если вы печатаете небольшую фигурку какого-нибудь человечка или подобное с высотой в 3-5 см, то, в идеале, и старайтесь держать толщину слоя не выше 0.1-0.125. Время печати будет велико, но только так вы получите печать с действительно неплохим качеством. Уход в типовой «быдло-слой» в 0.25-0.3 мм будет очень сильно сказываться на качестве конечного распечатка.

   Если вы печатаете достаточно крупные детали, например, для того же принтера, где не так важен внешний вид, а механическая прочность будет достаточной, тогда можно спокойно печатать и слоем 0.2 или даже 0.3. Для лучшего сплавливания слоев немного поднимают температуру печати.

   Соглашусь, что слой в районе 0.125 для типовой печати – это малость экстремально – на распечатку будет уходить очень много времени. Но, как я сказал выше, это мое личное мнение и мое отношение к качеству конечных распечатков. Так что это всего лишь моя личная рекомендация, не более того. На самом деле, даже слой 0.2 дает результат вполне приемлемого качества, если речь не идет об очень малых размерах или очень высокой детализации.

Толщина первого слоя обычно ставится выше – это компенсирует неровности подложки.

image29.jpeg

   Как я написал выше, в плане скорости печати также имеет значение правильный разворот печатаемой детали на поверхности. Чем меньше высота от стола, тем быстрее будет печататься деталь, независимо от соответствующего увеличения занимаемой площади на основании.

 

4.3. Скорость печати

 

   С ней все сложнее… Разные конструкции принтеров могут давать одинаковое качество распечатков на различных скоростях. Как я писал в самом начале: если у вас wade экструдер, обладающий большой массой, то и инерция его перемещения будет высокой. На нем для повышения скоростей печати угловатых, но детальных моделей, например, до уровня 80 мм/с будет уже требоваться качественная механика и жесткая рама. На bowden экструдерах практические скорости при равном качестве исполнения будут выше.

image30.jpeg

   Я тут написал немного странную фразу: «угловатых, но детальных», за которую мог зацепиться взгляд. Допустимая скорость печати зависит в частности от формы модели. Модель с множеством резких углов требует меньшей скорости печати, чем модель гладкой формы: на углах происходит «излом» траектории движения печатающей головки, в результате углы идут «волнами». Чем больше размер и чем более гладкая форма у модели, тем большую скорость можно устанавливать, не теряя в качестве. Поэтому в частности, для демонстрации печати с высокими скоростями лучше подходит голова Йоды или Марио, чем кубик.

   Теперь предметнее о скоростях. Скорости указаны по моему опыту и относятся к моей модели принтера и моему отношению к качеству печати. Т.е. они приведены больше для справки и для понимания, что это за параметры и за что они отвечают.

   1) Внешние периметры (Perimeters и/или Outer Perimeters в слайсерах): они требуют сравнительно невысоких скоростей, т.к. определяют форму модели. Изначально можно ориентироваться на 55 мм/с. На моделях простой (читай скругленной) формы или крупных можно увеличить и до 65 без потерь.

   2) Малые периметры (Small Perimeters) – отверстия и контуры с сильным изменением направления движения головки. Им требуется меньшая скорость для компенсации инерции этой самой печатающей головки. Опять же, bowden экструдер имеет гораздо меньшую инерцию. Практически, можно ограничиваться теми же 30-35 мм/с.

   3) Заливка (Infill). Разделяется на внутреннюю (заливка внутри объекта) и внешнюю (днища и крышки). Внутреннюю можно ставить максимум, при которой у вас еще механика принтера не перегружается – те же 70-80 мм/с, например. Внешняя заливка – желательно ниже, можно в районе скоростей периметров. Вы же хотите, чтобы верхняя поверхность модели была ровной.

   4) Поддержка (Support). Скорости невысокие, т.к. это довольно-таки ажурные конструкции. В районе 35-40.

   5) Мосты (Bridges). Это висящие между двумя стенами горизонтальные элементы – самый простой пример, стоящая на ножках буква «П». Для их печати есть два разных подхода.

   5а) Печать с высокой скоростью (например 70 мм/с) с обдувом сопла, если оно есть штатно или установлено вами. При этом нить не успевает провисать и остается горизонтальной.

   5б) С точностью до наоборот, кроме обдува. Печать с малой скоростью (например, 25-35 мм/с), также с обдувом сопла, чтобы пластиковая нить успевала застыть и не провисала.

   С последним вариантом я случайно столкнулся на новой версии слайсера, где изменились координаты центра кровати. Часть объекта напечаталась за пределами нагревательной кровати и просто висела в воздухе, при этом ее первый слой (печать я в этот момент прекратил) неплохо сохранил форму, хотя и выдавался на пару см за пределы нагревательной кровати.

   Первый слой рекомендуется печатать с меньшей скоростью, чтобы обеспечить лучшее прилипание пластика к нагревательной кровати.

 

4.4. Заливка

 

   Как вы знаете или догадываетесь, при 3д печати объект не заполняется пластиком внутри полностью, т.к. это не имеет смысла и существенно бы повлияло на расход пластика и космически увеличило бы время печати.

   Среднестатистическая заливка делается порядка 15-30% в зависимости от формы модели. В некоторых случаях, когда требуется особенная прочность, возможна установка заливки и до 50%, но это требуется редко. 

image31.jpeg

   Заливка осуществляется внутри модели под внешние периметры. Существуют разные методы создания заливки, но используемый в большинстве случаев гексагональный метод лично мне кажется абсолютно достаточным, чтобы специально другие методы не рассматривать.

 

4.5. Печать двумя или более экструдерами

 

   Существует множество принтеров, снабженных двумя экструдерами. Ими можно выполнять как печать двумя цветами, так и использовать второй экструдер для создания растворимых поддержек.

С ними требуется знать несколько нюансов:

   1) Высота расположения сопел (зазор между соплом и кроватью) должна быть одинаковой или достаточно близкой, иначе один из экструдеров может начать упираться в отпечатанное другим.

image32.jpeg

   2) Использование двух экструдеров приводит к появлениям смазов, когда небольшими потеками – свисающими с хотэнда «соплями» – после печати экструдером слоя при переходе на печать другим, этот пластик смазывается о деталь, в частности вплетаясь в печатаемое другим экструдером. Для борьбы с этим делают экструдеры с самоочисткой, но в случае с обычными не очищающимися экструдерами можно выстраивать небольшую «стенку» сбоку от модели для того, чтобы «сопли» пластика просто смазывались в конце печати слоя об нее, не портя основную модель.

 

4.6. Использование поддержек

 

   Поддержки требуются в случаях, когда один или несколько элементов модели начинают печататься висящими в воздухе – например, свесившееся вниз крыло птицы – или же когда связь с опирающейся на подложку моделью недостаточная для качественной пропечатки – например, стоящая на ножке буква «Т».

   В большинстве случаев создаваемых автоматически поддержек «штатным материалом» в слайсерах достаточно, но иногда лучше переработать или по-иному развернуть печатаемую модель, нежели использовать поддержки, т.к. необходимость их использования приводит к снижению качества конечного результата. Например, в случае с упомянутой выше буквой «Т» (считая, что мы не можем ее положить на нагреваемую кровать плашмя – для примера) ее лучше развернуть так, чтобы она, наклонившись, опиралась на подложку двумя точками, превратившись в подобие лямбды.

   Как я сказал, поддержки создаются автоматически слайсером, представляя собой тонкостенные легко отламываемые подпорки. К сожалению, они нередко вплавляются в стенки модели (например, созданием таких суппортов по сей день грешит Slic3r), усложняя отделение, и нижняя плоскость модели, лежащая на этих суппортах, получается не самого лучшего качества.

 image33.jpeg

   Другой способ создания поддержек – это применение двухэкструдерных принтеров для печати поддержек из растворимого пластика. На взятой из интернета иллюстрации приведена печать поддержек HIPS пластиком:

image34.jpeg

После печати материал поддержки растворяется, оставляя саму модель в целости и сохранности.

   Типовой материал для поддержек: PVA – поливинилацетат – да-да, тот самый клей ПВА. Этот пластик растворяется в воде – модель после распечатки достаточно кинуть в воду, и PVA пластик достаточно быстро в ней растворится. Этот пластик довольно дорогой, но и, т.к. он не является основным материалом для печати, он используется в небольших количествах.

   Второй материал для создания поддержек: HIPS. Данный пластик растворяется в Лимонене – очищенном цитрусовом масле. Лимонен не взаимодействует с PLA и ABS пластиками. Но очевидный недостаток использования пары HIPS+лимонен вместо PVA+вода: эту химию довольно сложно купить, тогда как вода доступна и бесплатна. На текущий момент я встречал лимонен в одном магазине по 3Д материалам по цене в 1500 рублей за литр. Уверен, его можно найти где-то еще по значительно меньшей цене, но у меня не было повода сильно искать.

 

4.7. Борьба с типовыми проблемами

 

   Наиболее популярным материалом для печати является ABS. С ним же связано и большинство проблем. Самая большая и известная из них – это великая и ужасная деламинация. Края модели отклеиваются от подложки, загибаются вверх и часто это приводит к выкидыванию распечатка в ближайшую к принтеру урну. Происходит это из-за термического расширения ABS пластика при плавлении и, соответственно, сжатию, когда он остывает, будучи уже напечатанным. Верхние слои стягиваются и образуют рычаг, действующий на прилипающий к подложке пластик.

   Важный нюанс: наибольшие напряжения возникают на углах. Это одна из причин, кроме эстетической, почему те же сотовые телефоны и прочие носимые гаджеты делают со скругленными краями – при ударе острый угол получает значительно большие напряжения материала, чем скругленный. Также, температурные напряжения тем сильнее, чем больше у вас длинных прямых участков. Иными словами, голову Йоды в плане деламинации напечатать куда проще, чем прямоугольный домик.

image35.jpeg

   Для борьбы с деламинацией при слайсинге модели используется две техники:

   1) Рафт

image36.jpeg 

   Уже упомянут выше, но напишу еще раз. При этом непосредственно под моделью выстраивается несколько (обычно два) слоя пластика редкими нитями. Получается своеобразная решетка. Ее цель: снизить температурные нагрузки на нижние слои и нивелировать влияние изгиба нагревательной кровати. Но, как писал выше, как и использование поддержек, это ухудшает качество нижней поверхности распечатываемой детали.

   2) Брим

image37.jpeg 

   При этом в первом слое вокруг объекта печатается «блин» на некоторое расстояние. Этот пластик образует дополнительный «якорь» для печатаемой детали, не позволяя оторвать углы от поверхности. Достоинство: не портит нижнюю поверхность детали. Недостаток: весь контур потом требует некоторой обработки надфилем, если требуется аккуратный внешний вид. Также, сами температурные напряжения при этом никуда не уходят, потому может не подходить для некоторых случаев печати.

   Для борьбы с избыточными напряжениями на углах можно применять «палаточные колышки». Чуть за пределами основного объекта в углах вы ставите низкие (да хоть в пару слоев высотой) цилиндры, которые при создании брима увеличат печатный участок в этих местах, компенсируя температурные нагрузки за счет приклеивания этих участков к кровати.

image38.jpeg 

   По причине же температурных расширений часто расклеивается и сама модель, в основном на границах длинных участков… Например, однажды, моя попытка напечатать целиком стены дома закончилась растрескавшейся везде и всюду изогнутой снизу деламинацией коробкой.

image39.jpeg 

   При этом один из методов, как ни странно, повышение температуры на печати 5-10  градусов. Это увеличивает нагрузки от теплового расширения, но при этом слои пластика сплавляются заметно лучше. Но это подействует, понятно, если до этого температура уже не была завышенной. Дальнейшее повышение температуры приведет к деградации пластика. Добавлю еще, что есть вполне конкретная и проверенная рекомендация мерить температуру печати не от «штатной» 230 градусов «на сколько-то градусов вверх, а наоборот – найти температуру, когда пластик уже начинает кипеть, и отнять от нее те же 5-15 градусов.

   Если отойти от настроек и моделей к практическому «железу», для борьбы с недостаточной адгезией при печати, кроме очевидных каптона и синего скотча, используют также пиво (для тех, кто по какой-то причине этого не знает до сих пор, пиво при кипении имеет приятный хлебный запах )) ), некоторые разновидности клеевых карандашей и какие-то еще злобные колдунства, которые я уже не пробовал и даже не запоминал по причине глубокой… сумрачности оных ))

   Борьба с деламинацией относится именно к ABS пластику, т.к. PLA имеет слишком слабое термическое расширение и позволяет печатать на слабо нагретом, а то и вообще не нагретом столе. Это же касается различных «деревянных», «керамических» и прочих имитирующих различные твердые материалы пластиков, т.к. они делаются на основе PLA. Это не относится к экзотическим «резиновым», электропроводным и прочим подобным материалам, они могут иметь любую основу, и я их не рассматриваю по причине, как уже сказал, экзотичности оных.

   Вкратце повторю также проблему «соплей» – когда при переносе печатающей головки между двумя печатными участками остается тонкая пластиковая нить. Когда такие нити возникают на каждом слое, результат печати придется потом отчищать. Наиболее сильно это проявляется при использовании PLA пластика, как более текучего. Борьба с этим сводится к настройке скорости и глубины ретракта – увода пластика обратно в сопло подающим мотором после завершения участка печати. 

 

5. Постобработка

 

   Многие механические детали требуют лишь очевидной очистки от облоя брима и рафта, после чего их можно применять по назначению. Но когда речь идет об объектах дизайнерского направления, где требуется эстетичный внешний вид, мы уже вынуждены взять в руки необходимый инструмент, высунуть кончик языка и приняться за обработку. Скажу также, что иногда данная обработка желательна и «механическим» деталям – обработка крупных зубьев шестерней для уменьшения их дальнейшего износа, шлифовка плотно прилегающих к существующим металлическим и прочим частям различных отпечатанных пластиковых патрубков и прокладок, но здесь я больше говорю именно об обработке в ключе эстетического вида результата.

 

5.1. Механическая обработка

 

   Такой очевидный процесс, что хочется привести фотографию надфиля и на этом закончить. Ведь действительно, даже если нет ничего, то уж надфиль найдется практически у всех. Но где лучше использовать именно его и какие еще существуют варианты, об этом можно написать.

   Наиболее страдающие при печати участки, это низ модели и места прилегания рафта или суппортов. На этом месте, сонно читая, можно не обратить внимания на расположенные в одном предложении и логически разделенные «низ модели» и «места прилегания рафта», ведь вроде бы это синонимы, а потому не должны противопоставляться. Поясню.

   Нижнее основание, лежащее на рафте, гарантированно будет иметь форму «тысячи видов микроколбасок», что требует обработки. Если же мы не используем рафт, то основание будет очень ровным, исключая дефекты наклейки каптона или его вздутия из-за снятия какой-то большой плоской внизу детали. Да, иногда приходится снимать деталь мало того что с помощью ножа, но и без такой-то матери не обходится )) Это одна из причин, по которой лучше использовать каптон на всю ширину стола, а не поклеенный из нескольких частей. Но причем тут тогда обработка низа модели?

   Из-за неточной калибровки стола, его выгнутости, в результате чего калибровку приходится делать так, что при печати на некоторых участках экструдер упирается в платформу, и избытой подачи пластика на первом слое, несколько первых слоев могут скататься в откровенный блин с выступающей по бокам поверхностью внизу. Ничего удивительного, ведь у меня разница в высоте середины стола и участков ближе к краям составляет более полумиллиметра.

   При этом по периметру модели и есть смысл пройтись тем же надфилем. Нет, вы не выведите им границы до ровных, это сложно сделать даже для вертикальных стенок, но приведете состояние форменного безобразия к безобразию приемлемому.

   При обработке таких границ предпочтителен больше надфиль, нежели шкурка (кроме случая шкурки с бруском), т.к. надфиль жесткий, а в случае со шкуркой нельзя распределить усилие рукой.

image40.jpeg 

   Шкуркой же есть смысл обрабатывать достаточно гладкие поверхности, вдоль которых можно пройтись рукой с этой шкуркой, будь то плоская стенка или поверхность какого-нибудь большого кольца. Однажды мне требовалось обработать 40 см клееную деталюху, некий зуб экскаватора, состоящую из четырех частей, как раз там хорошо подошла обработка шкуркой.

image41.jpeg

   Также, очень рекомендую обзавестись цанговым ножом. Он также может называться модельный нож и канцелярский скальпель. Под последним названием мне в свое время его и порекомендовали. Представьте, каким я себя чувствовал дураком, когда спрашивал в канцелярских магазинах его именно под таким названием. Думаю, услышанные мною ответы легко представимы: от «Мы такого не завозим» до банального «Чего?» )) Дошло до смешного: когда на сайте поставщика офисных принадлежностей, обозначенный именно как «канцелярский скальпель», он есть в наличии по 180 рублей, а в самом магазине вообще никто про него ничего не слышал… Я это к чему: если соберетесь купить, ищите его именно как цанговый или модельный нож ))

 image42.jpeg

   Им очень хорошо срезать излишки брима и… он идеально подходит для того, чтобы им резать пальцы, с чем он прекрасно справляется, т.к. деталь при срезе излишков вы будете держать как раз так, что порезаться будет запросто. Потому, как бы банально это не звучало: осторожно, кофе горя… нож острый )) Особенно будьте аккуратны, когда срезаете толстый облой, который требует для этого большого усилия.

   В ключе механической постобработки нельзя не упомянуть такое полезное устройство как гравировальная машинка, которые часто, по аналогии с ксероксом, нарицательно называют дремелем. Название это пошло, собственно, от изначального производителя таких устройств для условно домашнего пользования – фирмы Dremel.

 image43.jpeg

   Это довольно-таки универсальное устройство, им можно резать, сверлить, гравировать, полировать и много чего еще. В частности, им же можно удалять излишки пластика или шлифовать клееные стыки. Работа при этом производится посредством гибкого вала (вы его можете увидеть на приведенном выше изображении), вам не потребуется держать в руках весь гравер. Как часто бывает, у официального дремеля есть и множество китайских и не очень клонов. При этом, цена отличается в разы, качество же зависит от каждой конкретной модели и нередко от каждого конкретного экземпляра. Из качественных аналогов, вряд ли хуже оригинала, вспоминается только Proxxon, но цены на него уже сравнимы с оригиналом. Дешевые клоны начинаются от 900 рублей до 2500 в среднем на момент написания статьи, «оригинал» идет в районе 6000, в зависимости от модели.

   Касаемо граверов скажу еще одну вещь: если соберетесь брать, вам понадобится модель с регулировкой оборотов и, желательно, мощностью в районе 170 ватт, т.к. пластик рекомендуется обрабатывать на пониженных оборотах, иначе есть риск, что вы просто начнете его плавить.

 

5.2. Шпаклевка

 

   Маленький дисклеймер: слово шпатлевка происходит от слова шпатель и потому пишется через «т». Но, т.к. его уже «употребили» через «к» до такого состояния, что даже ворд отказывается это подчеркивать, я для себя пришел к употреблению его через «т», когда речь идет о шпатлевке, как о материале, и через «к», когда речь идет о процессе. Согласен, это очень спорный вопрос, но, как и о причинах, почему я пришел к такому заключению, я считаю, что углубляться в это здесь не стоит.

   Один из способов выровнять поверхность, это использовать на больших сравнительно ровных частях обычную шпатлевку для пластика. Существует множество одно- и двухкомпонентных шпатлевок для работы с пластиковыми моделями. Их можно достать в магазинах, торгующих этими моделями и расходными материалами к ним, коих существует великое множество. Жидкие шпатлевки обычно используются для заделки клеевых швов, пастообразные же пригодятся в качестве шпатлевок «общего назначения».

image44.jpeg

   Что вам желательно знать еще о шпатлевках? Что однокомпонентные шпатлевки имеют заметную усадку при высыхании, потому те же швы может потребоваться обрабатывать ими несколько раз, прежде чем вы получите отсутствие впадины на этом месте, двухкомпонентные же обычно заметной усадки не имеют и обычно же более просты в хранении. При этом двухкомпонентные могут сильно отличаться по времени застывания.

   Т.к. мне лично пришлось иметь дело с достаточно крупной деталью, я пошел другим путем и купил двухкомпонентную шпатлевку фирмы Novol в магазине автоэмалей. Да, там можно купить дешевле, но шпатлевка для бампера может быть недостаточно качественной, чтобы работать с ней с мелкими деталями. Мне не было смысла сильно заморачиваться, т.к. деталь (приведенный выше и ниже на фото некий зуб экскаватора) была большая и достаточно ровная.

   Выше я упомянул время застывания. Когда я первый раз замешивал новоловскую шпатлевку, забыл одеть резиновую перчатку – я хотел размазать ее по поверхности прямо пальцем в перчатке… За те три минуты, пока я под аккомпанемент тихих матов под нос натягивал эту перчатку, шпатлевка… ну вы поняли. Пришлось замешивать снова. Скажу, что с такой шпатлевкой работать не очень удобно: 3-5 минут – это слишком короткое время застывания для удобной с ней работы.

   Сам процесс шпаклевания достаточно простой. Для этого можно взять небольшой резиновый шпатель из ближайшего магазина с разной бытовой химией, клеями  и красками. Он вполне может найтись в том же магазине автоэмалей.

image45.jpeg

   Купленная мною шпатлевка была явно мягче пластика после печати, она значительно легче зачищается шкуркой и надфилем. Поверхность можно сделать очень гладкой, если применять последовательно несколько более мелких шкурок. Для базовой зачистки я использовал шкурку с шероховатостью 320.

 image46.jpeg

   Для шлифовки этой детали я использовал две шкурки, если не ошибаюсь, более мелкая была 800, для данной поверхности это было достаточно. Начальную же обработку проводил вообще надфилем.

 

5.3. Химическая обработка

 

   Химическую обработку после печати производят для сглаживания печатных слоев и придания глянца поверхности модели. Кроме внешнего вида, это улучшает адгезию слоев за счет сплавливания, но может съесть мелкие детали. При обработке химией важно выдержать баланс между выравниванием поверхности и избыточным «расплавлением» модели.

   Самый известный метод для обработки ABS пластика – так называемая ацетоновая баня. Она неприменима для обработки PLA, т.к. PLA практически инертен к ацетону.

   Здесь я снова позволю себе утянуть с интернета довольно известную фотографию модели совы до и после обработки: image47.jpeg

   Суть данного метода: модель ставится на изолирующую подложку, можно взять обычный полиэтилен, фольгу или стекло, помещается под колпак из инертного к ацетону материала (опять же, обычное маленькое полиэтиленовое ведерко для продуктов) и все это ставится на нагретую до 40-50 градусов нагреваемую кровать принтера, куда также помещается небольшая емкость с ацетоном или смоченная в нем тряпочка.

   Ацетон имеет температуру кипения 56 градусов. При приближении к данной температуре он, будучи и так легко испаряющимся, испаряется еще интенсивнее. Под крышкой из пластикового ведерка вы получаете высокую концентрацию паров, которые начинают плавить наружные слои пластика модели. После достижения нужного результата вы убираете модель из-под колпака и даете полностью застыть. Если ацетон попал внутрь модели, для полного застывания может потребоваться сравнительно продолжительное время.

   Плюс этого метода: бесконтактная обработка, которая не оставит следов кисти и не требует лезть кистью или тряпочкой во все труднодоступные участки модели. Минус: не самый приятный запах ацетона, возможность недодержать или передержать модель и вероятность того, что модель может повести при неоднородном распределении паров.

   Плюс самого ацетона в том, что он легко доступен к покупке в магазинах, торгующих теми же красками, имеет разумно невысокую цену и, несмотря на вонючесть, испаряется полностью, не оставляя следов. Т.е. невозможно «пропахнуть ацетоном», что в ключе «околодомашней обработки» не может не радовать.

   Единственное, рекомендую его хранить с такой дополнительной импровизированной «крышкой» для предотвращения испарения.

image48.jpeg

   Ацетоном также можно обрабатывать с помощью натирания поверхности смоченной в нем тряпочкой, но т.к. это все-таки статья немного субъективная, то и скажу, что лично мне это кажется сомнительным по причине высокой трудоемкости с получением спорного результата – обработать так ту же сову у вас вряд ли получится.

   Также, возможна холодная обработка. В этом случае необходимые к обработке распечатки ставятся в герметично закрытую емкость – можно то же пластиковое ведерко с крышкой и туда же ставится небольшая емкость с ацетоном или даже смоченная в нем тряпка. Такая обработка гораздо более медленная, чем горячая, а также для неплоских деталей (а таких большинство) очень рекомендую наличие какого-то источника для циркуляции паров ацетона в этой «банке», иначе вы получите оплавленный низ детали и не обработанный верх, т.к. холодные пары ацетона будут стремиться осаживаться на дне. Корпус и крыльчатка вентилятора или другого «источника» циркуляции, естественно, должны быть сделаны не из ABS, иначе после часа-другого обработки, вы посмотрите в банку, после чего озабоченно почешете затылок )) Именно необходимость городить огород с циркуляцией или выдумывать иной способ, чтобы однородно обрабатывалась вся модель, отбили у меня весь интерес к такому методу обработки. Потому оставляю ее для вашего изучения.

   Еще один метод обработки, подходящий для обработки – обработка дихлорэтаном или дихлорметаном. Как и метиловый и этиловый (да, тот самый це-два-аш-пять-о-аш )) ) спирты, они сходны по некоторым свойствам, но как метиловый спирт является ядом, так и дихлорэтан ядовит. Обращаю внимание: дихлорэтан, а не дихлорметан. У них наоборот. Дихлорэтан является ядовитым, дихлорметан же имеет «относительно малую токсичность» по версии Википедии. Дихлорэтан продается в уже упомянутых выше универсальных хозяйственных магазинах с различными лаками для полов, инструментом и прочим «у нас все есть». Он проходит в разделе клей для пластика, т.к. он просто напросто растворяет пластики, позволяя спаять их. Продается в небольших флаконах, потому «возьмем большую тряпку и пройдемся по всем поверхностям» с ним не пройдет. К тому же, вряд ли это принесет пользу вашему здоровью. Техника работы с ним локальная: ваткой или ватной палочкой обрабатывается поверхность. Скажу, что именно дихлорэтаном я обработку не производил.

   Дихлорметан (он же хлористый метилен, он же метиленхлорид) найти сложнее. Он есть у поставщиков промышленной и технической химии, у которых на складах стоят 200-литровые бочки с кучей разных реактивов. Они обычно торгуют оптом и/или с юрлицами, потому купить его получится по принципу «как договоритесь». Мне повезло найти у нас в Челябинске поставщика, который согласился мне продать бутыль данной жижи, потому появилась возможность проверить такой метод обработки лично. На фото дихлорметан в удобной емкости из-под стеклоомывайки:

image49.jpeg

   Скажу, что этот метод подходит как для обработки ABS, так и PLA пластика, т.к. дихлорметан растворяет их оба. Но я работал с ABS, потому тонкости работы им с PLA оставлю для вашего изучения. Рекомендацию, не буду врать, встретил в интернете в одном из обзоров, по-сути я здесь лишь проверю эту рекомендацию лично и опишу результаты.

   Суть простая: окунаете вашу модель в дихлорметан на 3-5 секунд, после чего вытаскиваете и оставляете сушиться. После сушки окунаете еще раз на долю секунды для смачивания поверхности и оставляете сушиться еще раз. Естественно, это требует наличие необходимого количества дихлорметана.

   Некоторые рекомендации по работе. Дихлорметан имеет плотность 1330 кг/м3, т.е. на треть тяжелее воды, при этом он в ней не растворяется. Это значит, что не следует сливать отработку в канализацию, снабженную U-образными гидрозатворами (ими снабжены все домашние канализационные сливы), т.к. он просто осядет на дно U-образной трубки и вымывать его оттуда будет затруднительно. Более того, если так случайно окажется, что эта трубка сделана из пластика, растворимого дихлорметаном, последствия вы понимаете.

   Далее, он очень летуч, субъективно, почти как ацетон. Это значит, он быстро испаряется. Иными словами, воняет. Он не является высокотоксичным веществом, но, субъективно, эта дрянь во всех смыслах неприятнее ацетона, потому рекомендую иметь возможность проветрить помещение, и работайте с ним в резиновых перчатках. Еще одно: не советую наливать его в емкость для хранения доверху, особенно в немного растягивающуюся пластиковую тару, иначе, когда будете его открывать, вспомните, что такое бутылка шампанского, только в роли последнего выступит эта самая химия, а перчатки вы в этот момент надеть, естественно, забудете )) Понятно, что это произошло со мной, потому я вас от этого и предупреждаю. Хранить рекомендую так же, как и ацетон: кроме плотно закрытой крышки рекомендую также закрывать полиэтиленовым пакетом с резинкой для денег. Кроме этого, хранить рекомендую в жестких емкостях и помнить, что температура кипения у него всего 40 градусов (против 56 у ацетона), потому в хранении он существенно более капризный, нежели ацетон.

   Суть непосредственной работы проста: делая все в резиновых перчатках, наливаете дихлорметан в емкость, опускаете в него модель, как я уже выше писал, держа ее за наименее ответственные участки, вынимаете. Дихлорметан после этого лучше сразу же слить в емкость для хранения, если нет возможности вашу емкость для обработки условно герметично закрыть. Скажу, что не удивлюсь, если окажется, что вместо дихлорметана можно точно так же использовать ацетон, но не проверял.

   Ниже пример обработки выложенной на Thingiverse вертолетной рукоятки. Разница в цвете – это лишь разница в освещении во время съемки. Обработанная рукоять уже высушена, блеск от вспышки именно из-за приобретения глянца поверхностью.

image50.jpeg

   Обращаю внимание, что верхние и нижние (переходные, а не основание) слои имеют в большинстве случаев гораздо меньшую толщину, нежели боковые стенки, потому можно увидеть на этой фотографии, что верхняя скругленная часть местами немного провалилась. Учитывайте это, увеличивая степень  заполнения или количество верхних слоев, если планируете подобную обработку.

   Но здесь стоит добавить то, что, возможно, стоило написать в самом начале данного метода обработки: если мы говорим об АБС пластике, то обработка «кунанием» для него возможна и ацетоном, т.к. эффект практически одинаковый, и это при том, что ацетон куда проще достать (кроме стран, где он запрещен к свободной продаже) и также проще хранить.

   И еще: старайтесь, чтобы ацетон или дихлорметан не попадали внутрь модели, иначе она рискует «поплыть», причем в случаях, когда модель откровенно «наглаталась» ацетона, а потом из-за оплавления пластика «закупорилась», оставив оный внутри себя, поплыть может очень серьезно, вплоть до полной потери формы.

 

6. Склейка и окраска

 

   Последний раздел, который я решил осветить в своей статье, это финальная «сборка» и покраска вашей модели, если это требуется.

 

6.1. Склейка

 

   Самый известный метод склейки моделей из ABS пластика – это известный с детства клей для масштабных моделей, продающийся в соответствующем же магазине в небольших флаконах. Он подплавляет пластик, позволяя деталям спаяться после застывания. Минус: часто требуется промазывать несколько раз, прежде чем клей начнет растворять пластик. Потому клеит довольно медленно и, без грамотного подхода, не особо прочно.

   Можно использовать дихлорэтан, продающийся в хозяйственных универмагах. Он тоже плавит пластик, но делает это быстрее. Можно также использовать и дихлорметан, обладающий сходными свойствами.

   Можно подклеивать элементы модельным клеем, а после фиксировать суперклеем с внутренней стороны модели. Он держит заметно лучше. Здесь я позволю себе небольшую рекламу. Вместо небольших на две трети пустых жестяных тюбиков по 15-20 рублей я перешел на Космофен.

image51.jpeg 

   На момент написания в 2015 году он стоит в районе 140 рублей за 20-граммовый бутылек, но, во-первых, его много, во-вторых, он клеит! Не только пальцы, как и все разновидности суперклеев, но и пластик. Возможно, я брал слишком дешевые «модификации» жестяных тюбиков, но почему-то по моему впечатлению они клеили плохо. Я этого понять не могу, т.к. и там, и там должен быть цианоакрилат, но по факту. Плюс этого клея: склеивает намертво. Минус: склеивает слишком быстро, вы можете просто не успеть зафиксировать элемент в правильном положении. В моем случае однажды, намазав суперклеем соединительный стержень, который должен был взаимно фиксировать две детали, я просто не успел его вставить в одну из деталей на нужную глубину, когда этот стержень уже намертво приклеился к стенкам отверстия, пришлось его просто отломать.

   Хранить суперклей рекомендую в целлофановом пакете, с положенным туда пакетиком силикагеля, который собирает влагу из воздуха и предотвращает этим застывание клея. Да, цианакрилат застывает не от испарения его в воздух, а от содержащихся в воздухе паров воды, поэтому в частности он быстро склеивает пальцы… Такая вот занимательная википедия ))

   Для быстрого удаления суперклея с пальцев можно использовать продающийся в тех же магазинах растворитель суперклея в таких же маленьких жестяных тюбиках, что и обычный клей.

 

6.2. Окраска

 

   После того, как вы более-менее освоитесь с непосредственно печатью моделей, у вас может появиться желание покрасить модель, а не пытаться выбирать из нескольких цветов пластика, добиваясь получения результата нужного цвета.

   Если вы планируете полностью окрашивать модель, то печатайте белым или натуральным пластиком. Напомню, что натуральный отличается тем, что в нем нет матирующего красителя, потому он слегка прозрачный (говорю об ABS), чуть напоминая PVA пластик. Это немного скрадывает форму, что в большинстве случаев неудобно. Для окраски крупной модели в один тон можно использовать обычные аэрозольные баллончики из магазина тех же автоэмалей. В идеале, нужно также использовать грунт для пластика, он тоже продается в аэрозольных баллонах, но я использовал его только в части случаев, где требовалась более ответственная покраска. По грунтовке замечу только, что грунт можно купить также и в баночках специально для аэрографа, но я лично пользовался аэрозольным баллоном.

   В моем случае использовался прозрачный пластиковый праймер (в предыдущей версии статьи я указал, что это был серый грунт, но меня просто немного подвела память )) ). 

image52.jpeg 

   Для АБС пластика подходят как акриловые, так и эмалевые краски, т.к., в отличие от некоторых модельных пластиков, ни данный праймер, ни краски модель не испортят. Здесь можно написать, в сколько слоев рекомендуется красить, каково время сушки слоев, написать банальность про то, что не стоит красить в холодную или влажную погоду, но с моей точки зрения, для малоразмерных пластиковых моделей наиболее подходящий метод покраски, а тем более покраски по частям в разные цвета – это покраска аэрографом, потому я перейду непосредственно к ней. Касаемо же покраски из баллончика скажу только, что для создания первичного основного тона модели как раз хорошо подходит как раз-таки баллочик, т.к. задувать из аэрографа большую модель с равномерным ее прокрасом вы откровенно замучаетесь. Итак, переходим к аэрографии.

   Что вам для этого потребуется? Минимальный набор юного и не очень покрасчика: китайский аэрограф, от которого будут воротить нос настоящие любители стендового моделизма, и аэрокомпрессор, тоже, как можно догадаться, китайский.

 image53.jpeg

   Аэрографов существует великое множество во всех ценовых категориях, я же буду рассматривать на своем простом примере бюджетного JAS 1117. Практически во всех аэрографах есть регулировки подачи краски и давления воздуха. Ограничитель подачи краски используется реже, давление же воздуха настраивается под данный конкретный случай. Обычно просто ограничивается для уменьшения скорости воздуха на выходе из сопла аэрографа. Аэрографы легко разбираются для очистки. Большая часть элементов снимается без вспомогательного инструмента. Для очистки при работе с акриловой краской обычно достаточно просто протереть элемент ацетоном.

   У меня нет в планах плотно рассматривать работу с аэрографом как таковую, просто дать общие понятия об оном, потому переходим к компрессорам.

   Из типовых аэрокомпрессоров, продающихся в магазинах, можно выделить два вида: с ресивером и без. Что такое ресивер? Это накопительный баллон для сжатого воздуха. Он позволяет держать давление ровным и позволяет компрессору автоматически выключаться по достижению необходимого давления в ресивере. Естественно, компрессоры с ресивером стоят дороже, но с моей точки зрения брать компрессоры без оного смысла не имеет, т.к. разница в удобстве серьезная, плюс компрессор без ресивера в среднем будет иметь существенно меньший срок службы за счет банального перегрева при работе. На фото изображен мой компрессор с ресивером.

 image54.jpeg

   Здесь я сделаю отступление и добавлю еще один небольшой раздел, чтобы было понятно дальнейшее. Итак, этот раздел…

 

6.3. Покрасочная химия

 

   Как вы понимаете, для покраски вам понадобятся, собственно, краски.

 image55.jpeg

   Но и, как вы догадываетесь, ими одними дело не ограничивается. Есть еще некоторая обязательная и некоторая рекомендуемая к наличию химия, без которой вам, скорее всего, обойтись не удастся. Обращаю внимание, что написанное ниже следует понимать в контексте использования акриловых красок. Для эмалевых описание стоит составить немного по-другому.

   1) Технический спирт

   Для тех, кто не знает, при этом представляется что-то вроде обычного этилового спирта с накрошенными туда то ли металлическими опилками, то ли какой-то химией… Зачем? Ну, он же технический )) Нет. В данном случае имеется ввиду даже не технический этиловый спирт, а спирт изопропиловый, он же ИПС.

 image56.jpeg

   Он используется в качестве разбавителя акриловых красок и очистки аэрографа при смене краски. На момент написания (напомню, лето 2015 года) типовой бутылек ИПС стоит в районе 200 рублей, его можно купить в магазине, торгующими электронными компонентами – датчики, припои, резисторы и пр.

   ИПС также является хорошим очистителем, он используется в частности как один из компонентов стеклоомывающей жидкости для автомобилей. Например, им можно удалять следы, остающиеся после наклеек на новых холоднильниках.

   2) Ацетон

   Используется для генеральной очистки аэрографа, рук и кистей, например, при окончании работы с акриловыми красками. Обладает очень хорошим свойством: испаряется без остатка, т.е. невозможно что-то провонять ацетоном. Единственное: т.к. он является растворителем, им запросто можно испортить краску или пластиковый элемент. Продается в хозмагазинах в районе 80 рублей за бутылку.

   3) Уайт спирит. Не знаю, было ли это когда-то торговой маркой, теперь же его выпускают все кому не лень. Используется для растушевывания масляных красок и удаления излишков смывки. Если не подходить к вопросу покраски слишком серьезно, то может и не понадобиться. Скажу только, что он немного отличается по составу у производителей, из-за чего есть предпочтительные варианты. Обычно хвалят тиккуриловский, но я брал по принципу «что есть в магазине». Уайт Спирит имеет несколько маслянистый запах. Он сравнительно медленно испаряется, потому рекомендую им ничего не заляпывать при работе.

   Как уже выше писал и как в качестве прозрачного намека привел выше на фотографиях, рекомендую закрывать вашу химию полиэтиленовыми пакетами с резинками для денег, чтобы обеспечить, что даже при хранении где-то в комнате, она не испарялась.

   Т.к. покраска в моем (и думаю, вашем) случае производилась «на материально-технической базе домашней квартиры», то речь пойдет об использовании акриловых, а не эмалевых красок.

   У красок есть множество производителей, я же, как можно понять по фотографии на странице выше, остановился на Тамии (Tamiya). Она дороже нашего Акана, но, говорят, что для аэрографа лучше использовать ее. Не хочу при случае оказаться в центре какого-нибудь холивара, скажу лишь, что мне нужно было получить некоторый разумно качественный результат, при этом не обнаружив себя через пару месяцев, активно спорящим на форуме на тему, чей хром лучше использовать, Тамию или Вальехо. Это немного напоминает ситуацию со слайсерами, здесь я тоже не буду давать каких-то явных советов, оставлю возможность выбора вам.

   Скажу только, что если вы планируете окраску кистью и вам не нужно точно попадать в определенный оттенок, крася танк в Dunkel Grau, то вам вполне могут подойти акриловые краски из магазина художественных товаров, которые можно купить по существенно более низкой цене за целую пачку бутыльков.

 

6.4. Окраска (продолжение)

 

   Т.к. в основном эта статья все-таки про печать, то здесь я опишу лишь самое основное про покраску акрилом, чтобы можно было иметь некоторое базовое представление, потому здесь будет много кратких обрывочных сведений.

   Можно ли красить аэрографом дома без мощной вытяжки, противогаза, таблички «Осторожно, работают люди» и т.д.? Можно. Осторожно, но можно. Для этого, повторяю, мы работаем акриловыми красками, а не эмалевыми. Тамия более вонючая, нежели Акан, так что, возможно, вам есть смысл взять именно Акан (или какого-либо другого производителя), но в целом запах акрила не слишком сильный и неприятный, к тому же он очень быстро сохнет.

   Рекомендую окружить место покраски листами формата А1 или газетами в пару слоев. Их можно прикрепить на обычный малярный скотч к стене или шкафу, положить лист на пол. Это позволит практически полностью избежать вероятности постепенного появления пятен всех цветов радуги на окружающей обстановке.

image57.jpeg

   Нет, я еще не настолько сошел с ума и не собираюсь радостно красить тапок, я всего лишь съем его на завтрак )) А если серьезно, он приведен для масштаба. Вот такой «мобильный развертываемый покрасочный уголок».

   Обычно, акриловая краска при заливке в аэрограф разбавляется изопропиловым спиртом где-то в районе 1:1. Это не точная пропорция, а лишь общая рекомендация. Чем сильнее разбавляете краску, тем ниже ее укрывистость… Потому, как уже писал выше, для «заливки» модели в один цвет я вообще использовал баллончик с эмалью, т.к. покрасить аэрографом сравнительно крупную модель, при этом аккуратно залив ее без пятен, очень заморочливо. Чем сильнее разбавляем акрил, тем слабее он прокрашивает, потому сильно разбавленную (1:10–1:20) краску можно использовать для слабого тонирования. Кстати, почему акрил мы разбавляем ИПС, а не водой, которая практически бесплатно течет из-под крана, к тому же не обладая заметным запахом? Дело в том, что спирт, в отличие от воды, быстро испаряется, а мы не хотим, чтобы наша краска долго сохла или, того хуже, потекла прямо в процессе покраски.

   Перед покраской рекомендую обработать модель чистым изопропиловым спиртом в целях обезжиривания. Он, особенно в «пропорциях» аэрографа, сохнет практически мгновенно.

   Покраску я провожу без всяких специальных перчаток, если, конечно, это не эмалевый баллончик, с разумной вентиляцией.

   При работе с аэрографом категорически не рекомендую держать его над одной точкой, пытаясь ее «прокрасить». Это приведет только к тому, что краска потечет, им обязательно требуется «водить».

   Маскировать (закрывать) участки, которые не нужно прокрасить случайно, можно самым банальным малярным скотчем из хозяйственного. Да, рекомендуется использовать качественный модельный скотч, но лично мне полностью хватило самого обычного широкого малярного.

 image58.jpegОтрезать скотч быстрее всего не ножницами, а уже упомянутым выше модельным ножом.

   После окончания всех работ, если вы работали акрилом, рекомендую продуть через аэрограф небольшое количество ацетона (напоминаю, я говорю про акриловую краску). Этим вы очистите иглу и сопло аэрографа, не позволяя ему засоряться, что сильно продлит его срок службы.

   Рекомендую иметь в наличии кисти. Они позволяют окрашивать небольшие элементы, которые для окраски аэрографом имеют слишком маленький размер.

 image59.jpeg

   Кисти бывают разной жесткости и ширины. Жесткие кисти хорошо использовать для растушевывания.

   Не могу не привести здесь конечный результат работы по окраске, чтобы можно было оценить сами возможности в получении конечного результата.

 image60.jpegТ.к. данные фотографии повторяют приведенные уже мною в статье по созданию этого архитектурного макета, в качестве бонуса приведу фото сделанной модели коттеджа:

image61.jpeg

   Эта модель изготовлена по той же технологии, но она несколько проще как по архитектуре, так и покраске, потому она производит меньшее впечатление, нежели макет церкви. Скажу, что данная модель была гораздо проще в отрисовке на компьютере, но настолько же сложнее в склейке и покраске по причине большого размера и вытекающих из этого проблем с зазорами, швами и покраской.

 

6.5. Некоторые тонкости окраски

 

   Здесь я дам некоторую информацию о техниках «вторичной» окраски, т.е. покраски модели уже после нанесения основных красок. Это краткое описание тонирования и выветривания, которые используются в окраске масштабных моделей. Это те самые методы, мастерство в которых постигается годами и которые приводят к тому, что какой-нибудь покрашенный мастером танк выглядит, как настоящий, а не как маленькая пластиковая модель.

   По той же причине – статья в основном о 3Д печати – эти описания очень краткие и даны только для того, чтобы вы знали, что такие методы есть и активно используются. Это не инструкция по применению. Сразу скажу, что, если вы заинтересованы реалистичной покраской модели, но не имеет знаний по вопросу, рекомендую вбить в ваш любимый поисковик «Мастер класс Владимира Яшина». Он очень хорошо, понятно и с картинками объясняет работу данными техниками, во всяком случае на базовом уровне. Более того, на текущий момент я вообще не проводил окраску по всему спектру данных техник, ограничиваясь лишь применением некоторых из них – тех, что были мне необходимы для работы. Потому же здесь почти не будет иллюстраций, т.к. это лишь краткие описания. Также, т.к. я не имею даже любительского ранга в покраске, единственные иллюстрации здесь – моя собственная работа.

 

Итак, галопом по европам:

   1) Прешейдинг

   Обычно заключается в том, что на расшивки (стыки листов, резкие перегибы поверхностей и т.д.) модели наносится темная краска, чтобы при закрытии всей модели основным цветом, места расшивок немного выделялись темным цветом.

   2) Тонирование

   Добавление слабого оттенка сильно разбавленной краской. Например, если ваша модель песочно-желтого цвета, то можно использовать сильно разбавленный серый или коричневый, чтобы, нанося их аэрографом или кистью, придать участкам модели чуть отличающийся от основного оттенок, чтобы ваша модель не выглядела совсем однотонной.

   Я использовал данную технику для придания камням цоколя здания слабые оттенки, т.к. иначе покрашенный цоколь выглядел, как загрунтованный бампер. Кстати, на «камне» можно увидеть «звон» из-за слишком высокой скорости печати.

image62.jpeg

   3) Масляные точки

   Техника для дальнейшего изменения основного цвета покрашенного объекта. Называется так из-за метода нанесения: на объект наносится множество точек масляной краской нескольких цветов (палитра зависит от основного цвета объекта) с последующим растиранием их жесткой кистью, смоченной в Уайт Спирите. Наносится на матовую поверхность – обычно, матовый лак. В случае с 3D печатью с нанесением масляных точек могут быть проблемы, т.к., как минимум, потребуется обработка поверхности для придания ей необходимой для работы гладкости.

   4) Смывка

   Техника для выделения расшивок. В швы тонкой кистью наносится жидко разведенная масляная краска (обычно покупают прямо баночки с уже готовой смывкой – Wash). Обычно, темная. Она легко растекается по швам. После частичного просыхания ее излишки удаляются тем же Уайт Спиритом. Делается только по глянцевой поверхности, обычно по лаку.

image63.jpeg

   Единственный выполненный мною пример смывки – это выделение «цемента» между кирпичами, произведенное прямо по матовой кирпичной краске. Это технически не верно, но у меня просто не было времени на производство всей требуемой цепочки. 

image64.jpeg

   Здесь я описал не все используемые техники, скорее самые основные.

   Как вы заметили, я указываю матовую или глянцевую поверхность. В большинстве случаев это означает слои лака, наносимые между данными этапами. Также, наносимый лак должен быть из другой «группы» (акрил или эмаль), нежели последующий наносимый слой, чтобы используемый для коррекции наносимого слоя растворитель не растворил также и его. Лак выполняет в частности защитную роль для предыдущего нанесенного слоя.

   В конце данного раздела я еще раз повторюсь: это описание сделано лишь для краткого знакомства с данными техниками, потому рекомендую его использовать больше для справки, дабы я не был заживо съеден энтузиастами стендового моделизма, с точки зрения которых информация выше мало того что слишком поверхностна, так еще и местами и неточна. Для предметного изучения тонкостей покраски я рекомендую посещать профильные ресурсы по стендовому моделизму. Как минимум почитать уже приведенный выше в пример «Мастер класс Владимира Яшина».

 

7. Заключение

 

   В этой статье я постарался познакомить вас с комплексом касающихся 3D печати аспектов, начиная от покупки самого принтера, пусть и c в немалой мере субъективным выбором, до получения конечного результата в виде, в данном случае, окрашенных архитектурных моделей. Естественно, такие модели – не единственное применение принтеров, просто на их основе можно хорошо рассмотреть не только саму печать, но и все остальные аспекты разработки.

   3D принтеры можно использовать как в целях создания дизайнерских моделей, так и инженерных решений, восстановления изношенных пластиковых деталей, быстрого прототипирования и в многих других направлениях. Я постарался осветить вопросы, которые занимали меня самого в процессе освоения данной области. Охватить же в одной статье их все, к тому же учитывая то, что далеко не все из них мною изучены в достаточной мере, нереально. «За бортом» остались такие актуальные темы, как самостоятельная сборка принтера из кита (очень популярное направление у начинающих печатников), нюансы калибровки подачи для сопла, настройки конкретных слайсеров и, возможно, их детальные сравнительные тесты, которые можно было бы провести, работа с PLA пластиком или же более детальные описания самих механик принтеров. Но, как уже сказал, это уже практически невозможно уместить в рамки одной статьи даже при большом на то желании. Но, с моей точки зрения, информации в данной статье достаточно, чтобы получить о самой 3D печати достаточное представление и достаточный же начальный набор сведений для начала во всяком случае хоббийной работы в этой сфере.

   Если Вам нужно заказать услугу 3D печати, Архитектурный проект или 3D макет, то Вы можете связаться напрямую с автором Игнатом Погудиным посредством социальной сети "В Контакте" или же через его страницу на сервисе Avito.