Как выбрать угол печати в 3D и зачем детали иногда печатают под углом

Если вы когда-нибудь смотрели, как готовят модель к 3D-печати, то могли заметить странную вещь: вроде бы деталь можно просто поставить на стол, но её зачем-то поворачивают на 20°, 30° или даже 45°.

Зачем? Ведь деталь от этого не меняется.

Меняется то, как принтер её напечатает.

FDM-принтер строит модель не целиком, а слой за слоем. Поэтому для одной и той же детали положение на столе может сильно повлиять на прочность, внешний вид и количество поддержек.

Представьте обычную коробочку

Допустим, у нас есть деталь с длинным выступом.

Если поставить её прямо, принтеру может понадобиться печатать часть выступа практически в воздухе. Пластик ещё горячий и ему не на что нормально опереться — появляются провисания.

Теперь повернём деталь.

Выступ изменил своё положение относительно слоёв. Возможно, теперь каждый новый слой частично опирается на предыдущий, и поддержка уже не нужна.

То есть мы ничего не изменили в самой модели — мы просто изменили положение модели относительно слоёв.

Именно в этом смысл поворота.

Угол выбирают не ради самого угла

Нет какого-то волшебного значения 30° или 45°, которое подходит для всех деталей.

Сначала смотрят, что именно может пойти не так, а уже потом выбирают положение.

Например:

• есть большой нависающий участок — стараемся повернуть деталь так, чтобы уменьшить свес;

• важна прочность — смотрим, как относительно слоёв будет действовать нагрузка;

• есть красивая видимая поверхность — ставим её так, чтобы слоистость была менее заметна;

• деталь высокая и узкая — ищем положение, в котором она устойчивее стоит на столе.

Поэтому одна деталь может прекрасно печататься лёжа, а другую имеет смысл немного наклонить.

Самое важное — прочность

У FDM-печати есть особенность: деталь состоит из отдельных слоёв, и связь между слоями обычно слабее, чем прочность материала внутри самого слоя.

Условно можно представить себе стопку листов бумаги.

Если тянуть листы вдоль стопки — они держатся довольно хорошо. Если пытаться разорвать стопку поперёк — сделать это гораздо легче.

С пластиком ситуация сложнее, но принцип похожий.

Поэтому при проектировании или подготовке детали важно подумать:

«В каком направлении она будет испытывать нагрузку?»

Например, если у нас есть крючок, который постоянно пытаются отломить, не всегда выгодно печатать его так, как он красивее всего лежит на столе. Иногда деталь стоит повернуть, чтобы слабое межслойное соединение не оказалось главным местом, которое держит нагрузку.

А что с поверхностью?

У наклонных поверхностей есть ещё одна особенность.

Принтер печатает горизонтальными слоями. Поэтому наклонная поверхность получается не идеально гладкой, а состоящей из маленьких ступенек.

Чем сильнее поверхность наклонена относительно горизонтали, тем заметнее эти ступеньки могут быть.

Иногда небольшое изменение положения детали позволяет сделать наиболее заметную поверхность более аккуратной.

Но здесь тоже нет правила «поставить 45° — и будет гладко». Всё зависит от формы модели, высоты слоя и того, какая именно поверхность нас интересует.

Почему нельзя просто всегда использовать поддержки?

Можно. Но поддержка — это не бесплатное решение.

Она увеличивает:

• расход пластика;

• время печати;

• количество последующей обработки;

• вероятность появления следов на поверхности.

Поэтому иногда выгоднее потратить минуту на поиск удачного положения детали, чем потом час удалять поддержки и зачищать поверхность.

Особенно это заметно на деталях сложной формы.

А иногда наклон вообще не нужен

Это тоже важно.

Если деталь отлично печатается в горизонтальном положении, имеет хорошую площадь контакта со столом и не требует поддержек — не нужно поворачивать её просто потому, что «под углом лучше».

Чем выше деталь, тем больше может стать время печати. Кроме того, высокая модель иногда хуже держится на столе.

Поэтому правильный вопрос не:

«Под каким углом лучше печатать?»

А:

«В каком положении эта конкретная деталь напечатается лучше всего?»

Как выбрать положение детали

Перед печатью достаточно пройтись по нескольким вопросам.

1. Где будет нагрузка?

Определите, какую силу деталь должна выдерживать. Попробуйте расположить её так, чтобы слабые межслойные соединения не оказались в самом нагруженном месте.

2. Есть ли большие свесы?

Если есть участок, который принтеру придётся печатать практически в воздухе, попробуйте повернуть модель. Иногда несколько градусов полностью меняют ситуацию.

3. Какая поверхность должна выглядеть лучше всего?

Если деталь будет хорошо видна с одной стороны, подумайте, как расположить её относительно слоёв.

4. Сколько будет поддержек?

Сравните несколько положений модели в слайсере. Иногда поворот на 10–20° позволяет значительно уменьшить количество поддержек.

5. Хорошо ли деталь держится на столе?

Не стоит ради красивого результата превращать модель в высокую и неустойчивую конструкцию.

Главное

Поворот детали — это не обязательное правило 3D-печати и не попытка найти «идеальные 45°».

Это просто ещё один инструмент, который позволяет управлять тем, как принтер будет строить модель.

Иногда деталь лучше печатать лёжа. Иногда — поставить вертикально. А иногда достаточно наклонить её на несколько градусов, чтобы уменьшить поддержки, улучшить внешний вид или изменить направление нагрузки.

Поэтому перед печатью полезно посмотреть на модель не только как на готовую вещь, но и как на набор слоёв, которые принтер должен каким-то образом уложить друг на друга.

И вот тогда становится понятно, зачем вообще крутить деталь в слайсере.