3D-печать позволяет создавать уникальные ювелирные украшения и оригинальную сувенирную продукцию. Но важно правильно рассчитывать объем печати и необходимые материалы, чтобы исключить перерасход сырья, снизить бюджет производимых конструкций.
Для чего нужен расчет объема 3D-печати
Определение общего объема для построения прототипа необходимо для прогнозирования количества сырья для использования и дополнительных расходных средств. Объем детали выражается в массе или размере объекта, который печатается на 3D-принтере. Измерение происходит в кубических сантиметрах или дюймах.
Расчет нужен для определения бюджета. Благодаря учету объема модели принимают во внимание используемое оборудование, трудозатраты, возможные дополнительные расходы. Обычно действует стандартное правило – чем больше будет объем, тем выше станет бюджет.
Расчет выполняется для оптимизации бюджета. Так, можно заранее определить стоимость создаваемой конструкции. Проектирование возможно для уменьшения объема. Структура может быть решетчатой или полой, если нужны минимальные затраты на работу.
Особенности и методики расчета
При расчетах учитывают критерии:
высота слоя и диаметр сопла;
диаметр нити;
плотность сырья;
коэффициент малообразного расхода;
скорость печати.
Внимание! Учитывается, что объемный расход сырья является только оценочным значением. Фактические затраты отличаются с учетом сложности, размеров и детальности проектируемой модели.
Если планируется FDM-печать, применяется особая методика печати. Расход определяется с учетом фактического расхода пластика. Если модель по умолчанию имеет толщину стенок 1 мм и заполнение на 20%, расход будет меньше прототипа. Расчеты выполняются индивидуально, ведь важны требования клиента по исполнению проектируемой модели.
Для печати SLA учитывают объем детали, дополнительный объем, который нужен для построения поддержек. Обычно дополнительное количество определяется, как 10-20% от общих габаритов прототипа.
Какие факторы учитывают для расчетов
Точный расчет определяется с учетом основных параметров:
Специальное программное обеспечение для 3D-печати. ПО позволяет автоматически определить размер объекта на основе его размеров, формы, а также плотности структуры. Точность расчета становится высокой благодаря расчету габаритов каждого слоя. Далее суммируются все значения по слоям.
Плотность. У разных составов отличается плотность. Так, металлы и специализированные пластики имеют большую плотность по сравнению с PLA.
Заполнение. Чем оно больше, тем сильнее увеличивается расход материалов. Менее плотные объекты отличаются небольшим процентом заполнения. Это поможет экономить на сырье.
Толщина слоев. Больше материала требуется, когда слои небольшие, плотные.
Еще один важный момент – общий размер создаваемой модели. Большие конструкции требуют максимального количества сырья.
Возможности оптимизации и снижения расхода материала
Чтобы снизить затраты материала, можно уменьшить объемность модели. Убираются лишние элементы. Также возможна замена на более легкие структуры. Так, вместо сплошных элементов частично используются полые конструкции или участки на основе сетчатого каркаса.
Для сложных деталей обязательно используют поддержки. Это важно для изделий со сложной геометрией. В таком случае материал распределяется правильно и равномерно. При этом исключается порча или перекосы модели, что исключает необходимость переделки.
Мастера оптимизируют толщину стенок. Она должна обязательно быть кратной диаметру сопла. Так, если последнее имеет диаметр 0,4 мм, подходящая толщина стенок будет 0,8 или 1,2 мм.
Еще один способ – ступенчатое заполнение. Оно может быть менее плотным по внутренним стенкам и более плотным, если смотреть ближе к внешней поверхности.
Правильные настройки принтера
Чтобы снизить расходы пластика или металла или исключить перерасход, нужно правильно настроить 3D-принтер:
Регулярное очищение сопла. Также его сразу же заменяют при изнашивании. Такой подход исключает факторы перерасхода материала, включая частичные засоры или неравномерную экструзию.
Калибровка шагов экструдера. Исключает перерасход материала из-за чрезмерного числа пластика.
Использование пресетов слайсера. Настройка выполняется под специфику конкретного принтера. Предусмотрены базовые значения, если используются типовые материалы.
Точные настройки – дополнительная возможность получить минимальный расход во время построения прототипа.
Как влияет геометрия
Один из важных параметров работы – оптимизация геометрической формы. Это позволяет сократить используемое сырье, снизить время работы. Упрощается дальнейшая обработка. Учитывают дополнительные моменты:
Легковесные структуры. Сотовые или пустотелые участки снижают вес, количество используемого пластика.
Замена нескольких деталей на цельную модель. Это снижает количество сырья на поддержку. Кроме того, сокращается время сборки конструкции, состоящей из нескольких частей.
Исключение нефункциональных элементов. Удаляются детали, которые не будут влиять на эргономику, внешнее восприятие, возможную функциональность. Это дает меньшую стоимость, уменьшает время изготовления.
Правильное расположение на поверхности рабочего стола. Деталь точно фиксируется в рабочей области, чтобы она занимала минимальную площадь по высоте.
Снижение количества нависающих частей. Поверхности с меньшим углом наклона требует поддержки. Это увеличит затраты сырья, время 3D-печати.
Таким образом, определение объема печати становится одним из самых важных параметров, учитываемых перед построением прототипа. Существуют методики, которые исключают перерасход материала – использование поддержек, уменьшение размера проектируемой модели, оптимизация толщины стенок.
