Программа для 3д принтеров какая лучше
В основе своей существует 4 шага на пути от концепта до напечатанного физического объекта:
- 1. Cама идея,
- 2. Ее цифровая модель,
- 3. Набор траекторий перемещения печатающей головки,
- 4. И в итоге печать.
Превращение идеи в физический предмет осуществляется с помощью трех уровней программного обеспечения:
В 3D печати программы уровня CAD и CAM (Computer Aided Design/Manufacturing - Система автоматизированного проектирования/производства) служат для создания цифровых моделей и их перевод в физические инструкции для принтера; в то время как программа “client” осуществляет управление аппаратным оборудованием принтера.
Теоретически не все модели могут быть напечатаны. Принтер откладывает один слой друг над другом, и невозможно осадить материал в вакууме или преодолеть определенный критический угол. Каждый уровень может слегка выступать со следующего уровня. По этой причине можно создать консольную структуру без чрезмерных углов. На следующем рисунке твердые тела окрашены в соответствии со степенью критичности: тот, который в зеленом, мы будем печатать его плавно, а желтый - на пределе, а красный может иметь серию бород и дефектов.
Фактически вы также можете напечатать объект с выступающими или выступающими частями. Как только печать закончена, несущие конструкции легко удаляются и рассыпаются. На горизонтальной плоскости можно достичь нескольких десятых миллиметра. Для практических целей из-за допусков трудно иметь детали ниже миллиметра. Речь различна для толщины слоев, которая может составлять от 15 до 3 миллиметров. Чем больше слой тонкий, тем лучше отделка объекта.
Моделирование/ CAD
Даже если вы сканируете реальный объект с помощью сканера, скорее всего вам захочется доработать его с помощью CAD программ. Существует множество форматов файлов для моделей, но большинство 3D принтеров использует STL формат. К сожалению, не все STL файлы могут быть распечатаны. Модель, подходящая для печати, должна иметь «герметичную» форму с закрытой монолитной поверхностью, без каких-либо разрывов, которая четко разделяет внутреннюю и внешние части модели. Программы компьютерной графики (такие как Blender) обычно моделируют поверхность, не заботясь о «герметичности» модели. Поэтому новичкам рекомендуется на первых порах использовать ПО, более специализированное на создание монолитных моделей, например, 123 Design.
По этой причине, если мы хотим объединить объекты или механические части, хорошо учитывать эту информацию и оставлять по крайней мере один миллиметр «воздуха» между элементами. Вы можете оставаться более напряженным, но, вероятно, нам придется закончить печатные части вручную.
Когда вы его разрабатываете, хорошо иметь в виду особенности принтера. Давайте рассмотрим некоторые основные параметры вместе. Мы можем решить, как заполнять объекты. Со 100% -ным значением у нас будет твердое твердое твердое тело; типичное значение составляет 20%.
Программа | Разработчик | Существует с | Цена | Примечания |
Blender | Blender Foundation | 1999 | Free Это может показаться немного, но результат будет сильным и сэкономит много пластика. У нас будет эффект лука, образованный несколькими концентрическими слоями. На фотографии треугольника мы видим по крайней мере три шага по краям объекта. Когда пластик охлаждается слишком быстро, он отступает, и объект деформируется. Мы можем вмешиваться в температуру, но иногда этого усилия недостаточно, и наши творения скручиваются в любом случае. Повреждение может быть ограничено созданием структуры поддержки, которая улучшает цепляние и охлаждение. На рисунке ниже вы можете увидеть Плот: вид широко сетчатой сетки, которая помещается под объект. Даже если плот не работает, вы можете добавить маленькие маленькие диски, называемые «ушами мыши», по углам периметра. Уши мышей должны быть добавлены к ним. | Широко известная и признанная, мощная программа с открытым исходным кодом. Огромное сообщество пользователей. Легка в освоении |
SketchUp | Trimble | 2000 | 0/$590 (pro) | Хороший баланс простоты в использовании и функциональности. Встроенная функция обмена 3D моделями имеет большое сообщество пользователей. Нет родной поддержки STL Чтобы улучшить захват верхней части лака лаком. Изучите тему или мою книгу. Эта технология включает создание модели в обычной системе печати присадок, по одному слою за раз. Однако в этом случае слой пыли и связующего наносят на процесс, аналогичный процессу струйных принтеров. Это позволяет уменьшить деформацию крупных печатных объектов. Обозначает инертный твердый материал, который может быть добавлен к полимерам, используемым при аддитивной печати, для изменения механических свойств сконструированных объектов. В отличие от сополимеров агрегаты не участвуют в химических реакциях в полимерной цепи. |
FreeCAD | Juergen Riegel, Werner Mayer | 2002 | Free | Очень мощная параметрическая CAD платформа с открытым кодом, сфокусированная на инженерном использовании. Набор функций конкурирует с профессиональной линейкой CAD программ |
OpenSCAD Это один из самых известных программных продуктов с открытым исходным кодом, устройства, разработанные так же, как открытое программное обеспечение, с целью предоставления всей информации о дизайне оборудования, от схем до данных компоновки печатных плат. Вещество, используемое для увеличения скорости химической реакции без взаимодействия с ней. В последнем случае это фрезерные станки, токарные станки, прессы и т.д. В отличие от агрегатов, сополимеры участвуют в химических реакциях в полимерной цепи. В трехмерной печати этот свет используется для отверждения полимерных смол. Он обеспечивает вычитающий процесс с помощью резака для сглаживания осажденных слоев. | Cliffird Wolf, Marius Kintel | 2009 | Free | Модели создаются текстовыми скриптами, напоминающими программирование |
Sculptris | Tomas Pettersson / Pixologic | 2010 | Free | Использует принцип придания формы модели по аналогии с лепкой глиной, путем «защипывания», «выглаживания» и т.д. Возможно коммерческое использование Сильные стороны этой технологии включают точность, надежность и простоту использования. Объекты, как и во всех методах аддитивной печати, изготавливаются в слоях, которые в этом случае составляют около 0, 1 миллиметра. Экструдер состоит из двух частей: холодного контура, который рисует нити в устройстве и горячего конца, который тает, пока он не станет жидким, и помещает его непосредственно на прототип, образуя кровать через небольшое сопло. Кончик экструдера, самый горячий, также называют горячим концом. Это процесс, используемый в отраслях для создания моделей и прототипов с использованием двух совершенно разных технологий: субтрактивного производства и производства присадок. Притяжательное производство, самое традиционное, включает в себя резаки и другие машины с численным управлением, которые делают последний кусок материала для вычитания. Таким образом, вы можете получить чрезвычайно сложные геометрии за один проход, которые невозможно получить с субтрактивной печатью, если вы не создадите больше кусков, а затем объедините их. |
Tinkercad | Tinkercad Inc. / Autodesk | 2011 | Free | Забавный, удобный браузерный инструмент для обучения и несложного моделирования |
123D Design | Autodesk | 2011 | Младший брат для Autodesk Inventor. Усовершенствованная программа для монолитного моделирования 3D объектов для PC, Mac, web, и iPad Когда присадка используется для создания прототипов и моделей в одной копии, ее также называют быстрым прототипом, а при использовании этой технологии для небольших серийных производств также называют быстрым производством. Объект сконструирован путем экструзии по принципу, аналогичному принципу горячего клея. Одной из сильных сторон этой технологии является низкая стоимость покупки принтера и сырья. Объекты, выходящие из трехмерного потребительского принтера, в большинстве случаев нуждаются в завершающем процессе. Первый шаг - отделить их от кровати, а затем часто необходимо удалить плот, если он используется, и любые опорные конструкции. Обычно используется острый нож или резак. Затем вы можете перейти на глянцевую отделку, используя наждачную бумагу, химические растворители или непрозрачный или непрозрачный лак. |
|
123D Sculpt | Autodesk | 2011 | Расширяет возможности моделирования для интерфейса с применением сенсорного экрана iPad. |
|
123D Creature | Autodesk | 2013 | В интуитивно понятном дружественном интерфейсе iPad данное приложение позволяет создавать собственных трехмерных персонажей, моделировать их внешний вид и текстуру Сегодня он стал стандартом, который позволяет вам использовать, делиться и даже модифицировать программное обеспечение, при этом единственным ограничением, которое производные произведения могут быть распространены только на тех же условиях лицензии. Объекты, полученные с этим материалом, могут быть отшлифованы, замечены и окрашены акриловыми красками. Таким образом, прототипы могут быть получены из более сложных структур, чем те, которые получены с помощью одного материала. Устройство, способное излучать когерентный, монохроматический и концентрированный световой пучок. В некоторых моделях кровать нагревается для предотвращения слишком быстрого охлаждения основания объекта, вызывающего внутренние напряжения и дефекты. Сокращение производства ламинированных объектов, технология производства ламинированными объектами использует специальный лист бумаги, вырезанный и склеенный слой-слой. |
|
Cubify Invent | 3D Systems | 2012 | $49 | Программное обеспечение, позволяющее создавать монолитные 3D-модели с учетом последующей 3D печати |
Cubify Sculpt | 3D Systems | 2013 | $129 Преимущество состоит в том, что он способен создавать крупные объекты, но последующая обработка является сложной задачей, поскольку сложно извлекать лишний материал. Конечный продукт выглядит и имеет такие функции, как фанера, поэтому он должен быть водонепроницаемым и обработан абразивной бумагой. Сильные стороны: Хорошая отделка поверхности, отсутствие деформации из-за внутренних напряжений, очень быстрый процесс. Однако голова содержит воскоподобный материал, который помещается на заготовку для создания слоя за слоем, рисунка и опор. Сильные стороны: быстрота построения модели, пригодная для использования в офисных условиях. Типичный двигатель, используемый в основном для трехмерных потребительских принтеров. | Программа для моделирования методом «лепки», спроектированная специально для 3D печати. Поддерживает импорт и экспорт файлов STL формата. Поддерживаемые ОС: Windows |
C AM/ Slicing программное обеспечение.
«Slicing» (разделение модели на слои для 3D печати). Slicing программа переводит 3D модели в физические инструкции для 3D принтера. Они представляют собой последовательность траекторий, которую пройдет печатающая головка принтера, заполняя (печатая) форму объекта. Наиболее распространенным в 3D печати форматом таких файлов является G-code.
Процесс печати происходит путем осаждения светочувствительных акриловых пластиковых слоев и вспомогательных материалов, которые удаляются путем плавления и последующей промывки. Двухступенчатая технология смены фаз позволяет создавать прототипы превосходной отделки и высокой четкости, которые также подходят для эстетических проверок и функциональных испытаний. Используемые материалы имеют хорошую устойчивость к высоким температурам и прочны. Полученные продукты могут быть перфорированы, склеены, лакированы, металлизированы или хромированы.
Skeinforge | Enrigue Perez | 2009 | Free | Данная программа предоставляет отличные возможности настройки за счет большого количества функций, однако по этой же причине интерфейс может показаться несколько запутанным |
Slic3r Это легкий, прочный и гибкий материал, который не производит дыма или запахов во время печати. По своим особенностям он может быть использован в биомедицинском поле. Кроме того, его пары не считаются опасными, поэтому нет необходимости устанавливать специальные вентиляционные системы. Нити доступны в разных цветах и даже в разнообразии с большей гибкостью для печати предметов, которые не обязательно должны быть жесткими, например, шины модели автомобиля. Прочный пластиковый материал с хорошей термостойкостью и высокой оптической прозрачностью. Машины печатают с 16-микронными слоями и точностью до 0, 1 мм для гладких поверхностей, тонких стен и сложных геометрий. Это технология, способная поддерживать широкий спектр материалов с различными свойствами: от резины до жестких материалов, от непрозрачных до прозрачных материалов. Среди преимуществ этой технологии мы приводим возможность создания прототипов в гербе очень сложных форм, высокой точности печати и скорости. | Alessandro Ranelucc | 2011 | Free | Является одной из самых популярных slicing программ, сменив на этом месте Skeinforge. Имеет открытый код, поддерживает различные операционные системы, быстрая и простая в использовании |
Cura | David Braam/Ultimaker Полученные частицы имеют более низкое сопротивление, чем полученные стереолитографией. Активность, которая позволяет получить, используя различные методы, первый образец продукта для серийного производства. Прототипы могут быть концептуальными, функциональными, отборными и так далее. Используя этот спирт, можно удалить эти среды, просто растворяя их в воде без необходимости вручную удалять носители, созданные с помощью основного носителя. Это параметр, который указывает на «прочность» артефакта. Принтеры, выпущенные на сегодняшний день, - Дарвин, Мендель и Хаксли. | 2012 | Free | Встроенный CAM/client для 3D принтеров Ultimaker и некоторых других. Одна из наиболее быстрых slicer программ на сегодняшний день. Осуществляет «нарезку» слоев в фоне, и автоматически корректирует результат в случае внесения каких-либо изменений. Экспортирует файлы формата G-code. |
KISSlicer Он использует термографическую головку, которая применяет тепло к слоям пыли, объединяя их и объединяя их в слои до образования объекта. Меньше - высота этих слоев, тем лучше эстетический конечный результат воспроизводимого объекта. Декардом из Техасского университета, первоначально патентным покровителем, с поддержкой Дарпы. Машина закладывает слой за слоем порошков на стол. Основное преимущество этой технологии заключается в том, что могут использоваться различные типы сырья и не нужны никакие среды, поскольку это тот же неспеченный порошок, который поддерживает верхние плоскости. | Jonathan Dummer | 2012 | $0 (42) | Pro версия поддерживает печать несколькими экструдерами и другие продвинутые возможности |
MakerWare | MakerBot | 2013 | Встроенный CAM/client для 3D принтеров Replicator. Экспортирует файлы формата G-code. Этот порошок удаляют в конце процесса с помощью довольно простого и быстрого процесса. Если используются металлические или керамические порошки, необходимо улучшить характеристики продукта при термообработке. Прототипы, изготовленные с использованием селективного лазерного спекания, являются более устойчивыми и точными, чем те, которые получены стереолитографией, но их отделка далеко не хороша для своей гранулярности. Слайсеры могут автоматически вычислять необходимые опоры, строя их вместе с основной частью в легко снимаемых рамах во время обработки детали. |
Управление принтером (программа « Client»)
Программа “Client” это в основном своего рода панель управления принтером. Она посылает в принтер CAM инструкции и предоставляет интерфейс для управления функциями принтера. В настоящее время наметилась тенденция объединения СAM и client программ в единый интерфейс управления принтером.
Replicator G | MakerBot | 2008 | Free | Изначальный client принтеров Replicator, впоследствии замещенный MakerWare. |
Printerface | Kliment Yanev | 2011 | Free | Наиболее известная из 3 утилит популярного набора Printrun. Требует Python. Несколько запутанная установка |
Hot world Media Gmbh | 2011 | Free | Одна из самых популярных client-программ с открытым кодом. Предлагает продвинутый графический интерфейс с возможностью вращать модели, а также визуализатор траекторий движения печатающий головки, позволяющий посмотреть, как именно будет двигаться экструдер, печатая модель. Требует Python. Доступен авто-установщик. |
|
Octoprint | Gina Haussge | 2011 | Free | Браузерный интерфейс, предлагающий управление, мониторинг и G-code визуализацию «из любого места» |
UP / Afinia 3D | PP3DP | 2012 | Free | Встроенный CAM/client программа для UP принтеров. Не экспортирует файлы |
Стремительное развитие технологий аддитивной печати было бы невозможным без современного программного обеспечения. Раньше приходилось подолгу осваивать графические редакторы и изучать азы инженерного моделирования для создания элементарных предметов.
Сегодняшний софт для 3d принтера позволяет практически полностью автоматизировать печатный процесс и значительно упростить обращение с высокотехнологичной техникой.
Практически все 3D печатающие устройства управляются так называемым G -кодом – это общепринятый язык, применяемый для аппаратов этого вида.
Что такое G-код
Таким наименованием окрестили в 60-х годах язык для станков с ЧПУ. Его начала разрабатывать американская компания Electronic Industries Alliance, затем стали применять практически все производители и пользователи автоматизированных станков.
G-код представляет собой структуру и синтаксис написания команд для обрабатывающего станка. G-код имеет международную базовую структурную основу, утверждённую американской и европейской системами стандартизации. Однако существует множество специфических дополнений и модификаций, которые локально используют производители станков и крупные корпорации, выпускающие оборудование.
Последовательность создания объёмного модели
Для того, чтобы получить любое изделие в 3D нужно решить две задачи:
- Создать математическое описание объекта – объёмную модель;
- Объяснить устройству, как её печатать – в какой момент времени в какую точку добавить материал и как его отвердить.
Для построения трёхмерных объектов, как и для управления печатью, существуют специальные программы для 3D принтера.
Виды 3-х мерных объектов
Осуществляющие 3D печать программы работают с моделями трёхмерных объектов. Они не только имеют различные конфигурации построения файлов, но и не одинаковы по наполнению. Модели объёмных объектов делятся на два вида:
- Твердотельные;
- Поверхностные – сеть.
Твердотельный объект (Solid) – векторная модель, описывающая тело полностью с помощью математических векторов. В ней каждая точка имеет значения (координаты, вес, цвет, любые другие свойства). Так как свойства и координаты описаны с помощью векторов такой объект имеет бесконечную детализацию.
Поверхностный объект (Mesh) – модель, описанная «сеткой». Математическими векторами описаны только «нити» сетки, опоясывающие поверхности предмета. Сеть имеет шаг между нитями, определяющими точность описания свойств модели и её частей.
Твердотельные модели содержат много информации, которая требует большое количество ресурсов. Поверхностные объекты значительно меньше по объёму, но точность отображения их свойств ограничена параметрами сетки.
Некоторые промышленные печатающие устройства, как и сложные станки с ЧПУ «умеют» работать с твердотельными массивами. Однако, все массовые бытовые и промышленные принтеры заточены только для работы только с поверхностными (сетевыми) моделями.
Что такое слайсеры и зачем нужны?
Слайсер – изначально это утилита, которая умеет из поверхностного массива сделать нарезку параллельными плоскостями и перевести полученную информацию в G-код. Ведь головки экструдера работают именно таким образом, строя объект последовательным наращиванием «срезов» поверхностей в параллельных плоскостях.
Поэтому при выходе на рынок трёхмерных принтеров появились утилиты, которые нарезают эти плоскости и, затем, управляют драйверами шаговых двигателей и соплами принтера. С развитием печатного дела в этой области, слайсеры стали оснащать и простыми инструментами построения трёхмерных объектов.
Средства, изначально предназначенные для трёхмерного моделирования намного мощнее. В них можно строить объекты любой сложности и деталировки. Но работа с ними требует определённых навыков. Тем не менее, инструменты САПР(CAD или CADD - система автоматизированного проектирования) тоже получили значительное развитие с появлением трёхмерной печати. Сегодня все мощные программы моделирования имеют встроенные возможности по компилированию своих моделей в файл формата *.stl.
Развитие печати твёрдыми материалами происходит несколькими путями. Разработчики слайсеров, другого полезного прикладного софта тоже не стоят на месте. К примеру, появились попытки представления конечного изделия со всеми возможными его изъянами и ограничениями. Это бывает очень полезно. Мощные САПР пока не могут похвастаться такими полезными возможностями, хотя в их приложениях реализованы подобные вещи для литья и механической обработки.
Кроме того, интерфейсы слайсеров сделаны интуитивно понятными и очень простыми для пользователя. Простые предметы в слайсере построить намного легче даже и опытному пользователю САПР. Значительное преимущество слайсеров, кроме простоты и доступности – фактор стоимости. Большинство из них бесплатные и свободные к распространению. Есть и платные инструменты, но их стоимость не так велика по сравнению со стоимостью САПР. Все хорошие слайсеры и оболочки имеют инструменты редактирования и построения простых объектов.
Слайсеры и программы для работы с моделями для 3D принтера
Если Вы уже используете 3D принтер, программа слайсер к нему поставлена в комплекте с первичными настройками. Однако, этого не всегда достаточно для решения Ваших задач. Программное обеспечение для 3d принтера поставляется производителем пока ещё без учёта пользовательских потребностей.
Программы, используемые для работы с 3d принтером в основном бесплатные. Только некоторые из них имеют платные версии или расширения. Все бесплатные программы, предоставляемые для 3d принтера разработчиками, пока поддерживаются и обновляются тоже на свободной основе. Многие из них имеют открытый код.
Софт, распространяемый для 3d принтера, с интерфейсом на русском языке пока довольно малочисленны. Но отечественный рынок довольно быстро растёт, увеличивается и количество адаптированного софта. Порядок представленных ниже утилит ориентирован на мировую популярность.
Наиболее распространённые слайсеры и другой полезный софт для 3D принтера представлены ниже:
Kissslicer
Одно из самых популярных средств для работы с печатью моделей. Есть платная и бесплатная версии. Платная отличается поддержкой нескольких сопел, облачным сервисом, библиотеками, большим количеством настроек, инструментов.
Почти все платные опции нужны для аппаратов с несколькими соплами и построения сложных объектов. Нет больших возможностей по редактированию. Зато реализована функция непосредственного редактирования G-кода, что позволяет напрямую управлять всеми органами устройства.
Бесплатная версия для любой операционной системы. На этой же странице можно перейти к платной профессиональной версии.
Blender 3D
Интересный трёхмерный редактор. Очень прост, но довольно функционален для построения различных изделий из большой библиотеки примитивов. Для редактирования есть набор удобных инструментов. Сохраняет файлы в большинстве используемых форматов, поэтому его часто используют в качестве конвертора. Изначально утилита была написана для объёмной анимации, но постоянные доработки и расширения сделали её вполне пригодной для конструирования деталей. Инструмент распространяется бесплатно, имеет открытый код.
Скачать Blender 3D (Бесплатная)
Подведем итоги:
Перечень представленных инструментов совсем не полный – их уже существует намного больше. Появляются новые, а существующие очень быстро совершенствуются. Появляются интуитивно понятные возможности редактирования G -кода, простые способы редактирования поверхностных объектов, инструменты наглядного управления непосредственными функциями печати. Мы стоим на пороге технологического взлёта этой новой отрасли, внося свой посильный пользовательский вклад в её становление и совершенствование.
