Занятие № 1. Использование слайсера. Основные настройки

Цель: научиться настраивать слайсер для получения оптимального качества печати 3D-модели.

Задание № 1. Импорт и экспорт модели

Импорт модели

Запустите программу Ultimaker Cura .

Загрузим модель игрального кубика, созданную на предыдущем занятии.

Как сохранить файлы для задания?

Чтобы сохранить этот файл, щёлкните по ссылке правой кнопкой мыши, и выберите пункт меню Сохранить ссылку как….

Чтобы открыть файл в слайсере, нажмите на кнопку , или выберите пункт меню Файл - Открыть файл(ы). В диалоговом окне выберите STL-файл с кубиком. После подтверждения выбора модель должна появиться в центре рабочей области программы.

Управление камерой

Изменяйте приближение виртуальной камеры с помощью колёсика мыши. Зажав правую кнопку мыши повращайте камеры вокруг кубика. Зажав среднюю кнопку мыши перемещайте камеру из стороны в сторону. Освоившись с управлением виртуальной камерой переходите к следующим действиям.

С помощью кнопок в нижней части окна можно быстро переключаться между различными проекциями камеры:

Слайсинг модели

В верхней части окна щелкните по панели настроек и убедитесь что выставлены настройки по умолчанию:

Нажмите на кнопку Нарезка на слои и дождитесь выполнения операции. После выполнения нарезки на месте кнопки появится информация о том, сколько времени будет печататься данная модель, а также какое количество филамента будет использовано:

Перейдем в режим предварительного просмотра, щелкнув по одноименной закладке в верхней части окна программы. На рабочей поверхности отобразиться разрезанная на слои модель содержащая кайму и поддержки:

Передвигая чёрные маркеры расположенные на вертикальном слайдере в правой части окна, посмотрите, как выглядят различные слои модели после слайсинга. На рисунке ниже верхним является 50 слой:

Верните слайдер в начальное положение, чтобы отобразить все слои модели.

Копирование модели

Иногда может понадобиться напечатать несколько копий одной и той же модели за один раз. Чтобы добавить к проекту копии модели, щелкните правой кнопкой мыши по кубику, и в контекстном меню выберите пункт Размножить выбранную модель. В появившемся окне выберите какое количество копий нужно добавить к существующей модели (2 копии).

После любых изменений связанных с позицией или количеством моделей, необходимо повторять процедуру нарезки на слои.

Обратите внимание, сколько времени теперь понадобиться для печати трёх кубиков?
Сравните это время с временем печати одного кубика.

Удалите два кубика, щёлкнув по ним и нажав клавишу Delete, оставив на рабочей поверхности один кубик. Ещё раз нажмите на кнопку Нарезать на слои.

Экспорт модели в G-code

После разрезания модели на слои, её необходимо экспортировать в формат, понятный 3D-принтеру.

Чтобы сохранить результат работы слайсера нажмите на кнопку Сохранить в файл. В открывшемся диалоговом окне выберите рабочий диск, и сохраните файл.

Задание № 2. Высота слоя, заполнение

Рассмотрим влияние высоты слоя и процента заполнения на качество и время печати.

Дальнейшие действия продолжаем с моделью кубика.

Изменение высоты слоя

Для изменения высоты слоя, щелкните по панели настроек и выберите желаемую высоту слоя в миллиметрах. По умолчанию высоте слоя присвоено значение в 0.2 мм:

Меняя значения для высоты слоя, проследите за изменением количества слоёв и времени, затрачиваемого на печать. Используйте Предварительный просмотр чтобы проследить за изменением качества печатаемой модели. Наблюдаемые значения вы можете занести в следующую таблицу.

import {tableInput} from "@linard-y/table-input"

layerGraphData = {
  let data = []
  SlicerTable.forEach((item)=>{
    data.push({x: Number(item["height"]), y: Number(item["layers"])})
  })

  return data
}

timeGraphData = {
  let data = []
  SlicerTable.forEach((item)=>{
    data.push({x: Number(item["height"]), y: Number(item["time"])})
  })

  return data
}

viewof SlicerTable = {
  const numberInput = d => html`<input type="number" value=${d} style = "width:90%;margin-right: 0.1em; margin-left: 0.2em; text-align: center; border: none; border-bottom: 0.5px solid lightgray;"">`
  return tableInput({
    width:"100%",
    rc:[
      [20,'height', 'Высота слоя (мм)', 'input', numberInput],
      [20,'layers', 'Количество слоёв', 'input', numberInput],
      [20,'time', 'Время печати (мин)', 'input', numberInput],
    ], 
    defaultRowValue:{layers: 0, height: 0},
    action:{add:false, remove:false},
    value: [{height: 0.06}, {height: 0.15}, {height: 0.2}, {height: 0.3}, {height: 0.4}, {height: 0.6}],
    disabled: {height:true},
    title:'Высота слоя и время печати',
  })
}

Plot.plot({
  x: {grid: true, label: "высота слоя, мм"},
  y: {grid: true, label: "Количество слоёв"},
  marks: [
    Plot.ruleY([0]),
    Plot.line(layerGraphData,{x: "x", y: "y", stroke: "blue", strokeWidth: 2, curve: "basis"} ),
  ]
})
Plot.plot({
  x: {grid: true, label: "высота слоя, мм"},
  y: {grid: true, label: "Время печати, мин"},
  marks: [
    Plot.ruleY([0]),
    Plot.line(timeGraphData,{x: "x", y: "y", stroke: "green", strokeWidth: 2, curve: "basis"} ),
  ]
})

Вопрос: как высота слоя влияет на качество и время печати?

Изменение заполнения модели

Для повышения прочности модели слайсер заполняет её внутреннее пространство филаментом по определённому шаблону. Заполнение модели задаётся в процентном соотношении, где 0% - отсутствие заполнения, а 100% - полное заполнение модели материалом.

Как увеличить прочность модели?

Для повышения прочности модели можно либо увеличить процент заполнения либо увеличить толщину стенок модели.

По умолчанию в настройках выставлено заполнение в 20%. Для большинства ситуаций этого достаточно:

Меняя значения для заполнения, проследите за изменением количества слоёв и времени, затрачиваемого на печать. Используйте Предварительный просмотр чтобы наблюдать изменения во внутренней геометрии модели. Наблюдаемые значения вы можете занести в следующую таблицу.

viewof InfillTable = {
  const numberInput = d => html`<input type="number" value=${d} style = "width:90%;margin-right: 0.1em; margin-left: 0.2em; text-align: center; border: none; border-bottom: 0.5px solid lightgray;"">`
  return tableInput({
    width:"50%",
    rc:[
      [20,'infill', 'Процент заполнения', 'input', numberInput],
      [20,'time', 'Время печати (мин)', 'input', numberInput],
    ], 
    defaultRowValue:{time: 0, infill: 0},
    action:{add:false, remove:false},
    value: [{infill: 0}, {infill: 20}, {infill: 40}, {infill: 60}, {infill: 80}, {infill: 100}],
    disabled: {infill:true},
    title:'Процент заполнения',
  })
}

infillGraphData = {
  let data = []
  InfillTable.forEach((item)=>{
    data.push({x: Number(item["infill"]), y: Number(item["time"])})
  })

  return data
}

Plot.plot({
  x: {grid: true, label: "Процент заполнения, %"},
  y: {grid: true, label: "Время печати, мин"},
  marks: [
    Plot.ruleY([0]),
    Plot.line(infillGraphData,{x: "x", y: "y", stroke: "green", strokeWidth: 2, curve: "basis"} ),
  ]
})

Вопрос: в каких ситуациях процент заполнения может быть равен 0%? 100%?

Задание № 3. Поддержки. Расположение модели

Загрузим модель штампа в новый проект. Для этого выберите пункт меню Файл - Новый проект и подтвердите создание нового проекта, нажав кнопку Yes.

Как сохранить файлы для задания?

Откройте файл с штампом в Ultimaker Cura.

После загрузки модель скорее всего будет расположена следующим образом:

Наклоните камеру так, чтобы видеть нижнюю часть штампа. Некоторые части модели обозначены красным цветом. Таким образом слайсер обозначает поверхности, которые будут печататься с поддержками.

Убедитесь, что в настройках включены поддержки и нажмите кнопку Нарезка на слои.

Перейдите в закладку Предварительный просмотр и обратите внимание на расположение поддержек а также время печати.

Перемещение, вращение и масштабирование моделей

Текущие расположение модели не является оптимальным. За счёт большого количества поддержек время печати существенно увеличивается.

После щелчка по модели в её центре появляются три маркера с помощью которых можно её перемещать. В боковой панели слева активируется инструмент Перемещение . Попробуйте переместить модель штампа по рабочей области.

Совет

После любых изменений положения, масштаба или поворота модели необходимо повторять процедуру разрезания на слои заново.

Манипуляции по перемещению, вращению и масштабированию лучше производить в режиме Подготовки.

Уменьшим размер модели чтобы сократить время печати. Выберите инструмент Масштаб . Три маркера изменят свой вид со стрелочек на квадраты, двигая которые можно изменять масштаб модели вдоль различных осей.

В окне настроек инструмента поставьте галочку в пункте Обычное масштабирование, чтобы изменять размер модели пропорционально, и уменьшите размер штампа на 20%:

Если результат вас не устраивает или модель исказилась, нажмите на кнопку Сброс (подчёркнута на рисунке выше).

Нажмите кнопку Нарезка на слои и сравните новое время печати с предыдущим.

Выберите инструмент Вращение . Появившиеся маркеры в виде трёх окружностей позволяют вращать модель в трёх плоскостях. Поверните модель таким образом, чтобы она располагалась так же как на следующем изображении:

С большой вероятностью не получится повернуть модель так, чтобы она лежала на рабочей поверхности. Одна из частей штампа будет висеть в воздухе, что добавит дополнительные поддержки после слайсинга и замедлит печать. Чтобы исправить эту проблему, выберите инструмент Вращение и в окне настроек инструмента нажмите кнопку Положить плашмя .

Результат работы инструмента представлен на рисунках ниже:

До применения инструмента	После применения инструмента

Нажмите кнопку Нарезка на слои и перейдите в закладку Предварительный просмотр. При таком расположении модели количество поддержек резко сократилось.

Расширенные настройки

Не все поддержки, созданные слайсером действительно необходимы для получения хорошего результата, а некоторые из них будет довольно трудно удалить. На следующем рисунке такие поддержки обозначены красными стрелками. Оставим только поддержки которые соприкасаются непосредственно с рабочей поверхностью.

Для доступа к подробным настройкам откройте панель базовых настроек и нажмите кнопку . Окно настроек изменит свой вид и теперь будет содержать набор раскрывающихся списков в которых сгруппированы настройки:

Щелчок по названию категории развернёт список.

Упрощённый вид настроек

Чтобы вернуться к упрощённому отображению настроек можно нажать кнопку .

Щелкните по категории Поддержки. В опции Размещение поддержек выберите вариант От стола и повторите разрезание на слои.

Обратите внимание, что теперь остались только поддержки, которые начинаются на рабочей поверхности.

Всплывающие подсказки о настройках

Если подвести курсор к названию настройки, то появится подробная всплывающая подсказка с информацией об этом параметре.

Задание № 4. Повышение адгезии (прилипания)

Существует несколько методов повышение прилипания модели к рабочей поверхности. Рассмотрим их подробнее.

Загрузим модель рыбы с подвижными частями в новый проект. Для этого выберите пункт меню Файл - Новый проект и подтвердите создание нового проекта, нажав кнопку Yes.

Как сохранить файлы для задания?

Откройте файл с моделью в Ultimaker Cura. Выставите следующие настройки для печати:

Тип прилипания Skirt (Юбка)

Юбка представляет из себя линию пластика, которая окружит модель перед её печатью. Данная опция непосредственно не влияет на прилипание модели, но позволяет убедиться, что к моменту её печати, пластик будет стабильно выходить из сопла.

Выберите данную опцию в разделе Тип прилипания к столу:

Данная настройка почти не повлияет на время печати модели. В режиме предварительного просмотра модель будет выглядеть следующим образом:

Тип прилипания Brim (Кайма)

Кайма представляет собой тонкий слой пластика, касающийся модели и расходящийся от неё на некоторое расстояние. Таким образом можно повысить площадь соприкосновения модели с рабочей поверхностью.

Выберите данную опцию в разделе Тип прилипания к столу:

Для данной модели такая опция позволит увеличить площадь соприкосновения небольших подвижных деталей с рабочей поверхностью.

Сложности постобработки

Один из недостатков использования каймы - сложности при её удалении с поверхности модели после печати. Может потребоваться применение инструментов.

В режиме предварительного просмотра модель будет выглядеть следующим образом:

Тип прилипания Raft (Подложка)

Подложка - это особая поверхность из нескольких слоёв, которая печатается в первую очередь, а затем первый слой модели располагается на этой подложке. Подложка особенно полезна, если предыдущие методы не сработали, или требуется напечатать модель с мелкими деталями, прилегающими к рабочей поверхности.

Выберите данную опцию в разделе Тип прилипания к столу:

Время печати

Использование подложки может значительно увеличить время печати.

В режиме предварительного просмотра модель будет выглядеть следующим образом:

Выбор метода прилипания всегда зависит от конкретной модели, наличия мелких деталей, площади соприкосновения с рабочей поверхностью.

Задание № 5. Самостоятельная работа

Скачайте архив с набором трёхмерных моделей по данной ссылке.

Как сохранить файлы для задания?

Подготовьте данные модели для 3D-печати подбирая оптимальное расположение и настройки печати.

Требования к проектам:

модель помещается на печатном столе;
размеры моделей 3 и 4 остаются неизменными; модели 1 и 2 уменьшены на 50%;
количество поддержек минимально или они отсутствуют;
выбран оптимальный метод прилипания к рабочей поверхности;
время печати минимально.

Сохраните gcode-файлы с моделями.