Softveri za 3D štampu

Uloga specijalizovanih softverskih rešenja za efikasnu eksploataciju tehnologije 3D štampe

Da li uz 3D štampač dolazi i softver? Da li je uz softver za 3D štampač potreban još neki softver? Koji softver je najbolji za 3D štampu? Kako pripremiti model za 3D štampu?

3D CAD kao preduslov

korak 1 - profesionalni 3D model za štampu

1. Softveri za pripremu 3D štampe koji dolaze uz 3D štampače NE MOGU DA NAPRAVE 3D MODEL onoga što želite da štampate - oni samo služe za:

  • pozicioniranje i orjentaciju vašeg 3D modela u radnoj zapremini štampača - prema željenom kvalitetu površina, itd

  • umnožavanje komada za štampu više istovetnih komada u jednom procesu

  • raspoređivanje različitih ili istih komada u radnoj zapremini štampača za štampu u jednom procesu

  • definisanje parametara štampe - debljina zidova, procenat ispune, geometrija ispune, oblik potkonstrukcije, itd.

  • generisanje G-koda za putanju kretanja glave/dizne štampača

  • neki softveri imaju i dosta dodatnih opcija kao što su npr softveri proizvođača 3D Systems - 3D Sprint i 3DXpert

2. 3D model koji želite da štampate pravićete u standardnim 3D CAD softverima koji mogu da daju izlaz za .STL .OBJ ili drugi fajl koji vaš štampač koristi - primeri su:

  • SolidWorks 3D CAD

  • CATIA

  • plaćeni i besplatni softveri koji se koriste online - npr. 3D Creator, 3D Sculptor, SolidWorks App for Kids, itd.

Postoje i brojni 3D softveri koji nisu CAD, odnosno koji model kreiraju kao zatvorenu površinu a ne kao "punu" geometriju ("solid body") - ovi softveri obično se koriste u hobi 3D štampi gde preciznost ne igra naročitu ulogu, u prednosti su u odnosu na CAD softvere kada treba napraviti slobodnu formu, ali modeli u njima nisu pogodni za izmene, dodavanje "feature-a", kreiranje sklopova i varijanti.

3. Zašto je najbolje pripremati model u 3D CAD (solid) formatu:

  • ako koristite štampu za izradu PROTOTIPA komada koji kasnije treba da se proizvodi na CNC mašini, ili brizganjem, 3D CAD vam daje i .STL format za štampu, ali i solid model za druge tehnologije proizvodnje 

  • ako koristite štampu za izradu ALATA, steznog alata ili nekog pribora za proizvodnju - već imate 3D CAD (solid) model komada i na osnovu te geometrije lako napravite geometriju alata

  • ako štampate DELOVE SKLOPA najbolje je da ih definišete u 3D CAD (solid) softveru koji je namenjen radu sa sklopovima i sve elemente sklopa držite u jednom formatu koji može da vam eksportuje i .STL za štampu, ali i razvijene forme za limove, tehničku dokumentaciju za sečenje i zavarivanje, G-kod za CNC mašine integracijom sa CAM softverom, itd.

4. Zašto koristiti SOLIDWORKS za 3D štampu:

  • SolidWorks je najpopularniji 3D CAD (solid) softver i to u praksi znači - najveću bazu korisnika, najveći potencijal za zapošljavanje ljudi koji rade u tom softveru, najveću fleksibilnost u razmeni fajlova sa drugim firmama koje rade u SolidWorks softveru (samo Solfins ima stotine klijenata >)

  • SolidWorks vam omogućava da isti model koji spremate za štampu testirate u CFD i FEA simulacijama, sačuvate u organizovanom PDM sistemu, vizuelno predstavite u profesionalnim renderima članovima tima i klijentima, dodate mu standarne delove (vijke, zupčanike) iz biblioteke modela proizvođača, itd.

  • SolidWorks ima i My.SolidWorks portal - ogromnu online bazu znanja sa milionima primera iz celog sveta ali i Solfins blog sa stotinama tekstova, i Solfins 3D Akademiju za kurseve rada u softveru..

Softveri za pripremu 3D štampe

korak 2 - priprema 3D štampe u softveru štampača

Svaki 3D štampač ima svoj odgovarajući softver, i svaki značajniji proizvođač 3D štampe razvija sopstveno softversko rešenje za svoj hardver. U praksi je to najčešće jedan softver koji koriste sve mašine istog proizvođača, ili pak može biti poseban softver za svaku tehnologiju štampe.

Suština ovih softvera jeste u tome da proizvođač najbolje poznaje svoj hardver, da proces nastanka ovih softvera nije jednosmeran (da pokreću već zaokružen hardver) već se neprekidno rade iteracije, međusobna prilagođavanja softvera prema hardveru i obrnuto, ali se koriste i hiljade iteracija korisnika sa softverom radi dodatnih podešavanja kako bi se postigao ujednačen kvalitet štampanih komada.

Odoo - Sample 1 for three columns

Uloga softvera samih 3D štampača

  • pozicioniranje i orjentacija komada u radnom prostoru štampača

  • generisanje G-koda za putanje glave i lasera štampača

  • generisanje potkonstrukcije koja drži komad tokom procesa štampe

  • izbor dodatnih parametara - debljina zida komada, procenat i tip ispune, itd.

  • procena vremena štampe i utroška materijala, itd.

Odoo - Sample 2 for three columns

Opšte karakteristike softvera 3D štampača

  • veoma jednostavan interfejs i intuitivno upravljanje

  • "open-source" koncepti obično imaju daleko više otključanih podešavanja za "igranje" dok softveri industrijskih mašina imaju ograničen broj varijabilnih parametara kako bi se osigurao kontinuitet u kvalitetu delova.

Odoo - Sample 3 for three columns

Cena softvera 3D štampača

  • softver uglavnom dolazi besplatno uz štampač, u verziji licence koju odredi proizvođač

  • zahtevni korisnici mogu tražiti posebne verzije ili pak nadogradnju softvera za svoje potrebe

3D Sprint - Najpoznatiji softver za SLA i MJP 3D štampu

Odoo CMS - a big picture

3D Sprint softver koji se koristi na 3D Systems SLA/DLP i MJP 3D štampačima, pored standardnih funkcija softvera samih 3D štampača, poseduje i mogućnosti dodatne popravke modela (u šemi iznad prikazano kao faza 2 - "Repair")

Primeri softvera uz štampače iz Solfins ponude

Flashforge, Formlabs, Markforged, 3D Systems

Odoo - Sample 1 for three columns

Flashforge FlashPrint / FLashDLPrint

Korisnik bilo kog Flashforge 3D štampača preuzima odgovarajuće besplatne verzije softvera za pripremu štampe na računaru (za Windows i MacOS).

Odoo - Sample 3 for three columns

Markforged Eiger

Markforged koristi isti softver i za svoje mašine za štampu kompozita od plastike ali i za svoje metal štampače. Softver se može koristi u tri varijante:  online (cloud) i local-storage su besplatne varijante sa razlikom da u drugoj varijanti .STL fajl ne napušta računar. Treća varijanta je on-premise i plaća se da se koristi softver direktno na računaru, bez internet konekcije sa Markforged serverima, uz neka dodatna ograničenja. Testirajte Eiger odmah >

Odoo - Sample 3 for three columns

Formlabs PreForm

Formlabs softver za 3D štampače ovog proizvođača možete takođe preuzeti u verziji za Mac ili Windows operarativni sistem. 

Postoji i posebna opcija da uz softver koristite i cloud dashboard za Formlabs farmu štampača gde paralelne poslove možete da rasporedite i pratite po mašinama u vidu gantograma.

Odoo - Sample 1 for three columns

3D Systems 3D Sprint

3D Sprint je softver koji predstavlja standard štampe plastike. Reč je o naprednom softverskom rešenju za SLA/DLP i MJP 3D štampu, i dolazi uz desetinu različitih 3D Systems mašina, uključujući i verziju za najpovoljnija osnovna desktop rešenja kao što je FabPro 1000.

Odoo - Sample 2 for three columns

3D Systems 3DXpert

Softver koji koriste najprecizniji metal štampači na tržištu sa nizom funkcionalnosti koje ubrzavaju pripremu i ceo proces 3D štampe delova od metala i do 40%. 3DXpert izlazi iz standardnih okvira srodnih rešenja dodatnim simulacijama post-procesa, pa čak i programiranjem mašinske obrade izlaznog proizvoda za postizanje tolerancija. Postoji i specijalizovana varijanta softvera za štampu metala u stomatologiji.

Odoo - Sample 2 for three columns

Softveri za 3D skeniranje i reverzni inženjering

Posebnu grupu softvera u procesima 3D štampe u praksi predstavljaju i softveri koji se koriste u generisanju digitalnog modela iz procesa skeniranja:

Napomena: oba pomenuta softvera imaju integraciju sa SolidWorks 3D CAD softverom >


OPET: Zašto koristimo 3D CAD ako štampač već ima softver?

Zato što automobilu u nije dovoljna elektronika - potrebna mu je pokretačka snaga od tačke A (ideje) do tačke B (proizvoda)

Preduslov za 3D štampu jeste da imate digitalni 3D model koji može doći iz bilo kog izvora: napravljen "od nule" u nekom "običnom" 3D ili 3D CAD softveru, dobijen iz procesa 3D skeniranja, dobijen od klijenta ili partnera, preuzet iz galerije modela sa interneta, itd. 

Softveri 3D štampača, to jest, softveri koji dolaze uz 3D štampač, po pravilu (uz veoma retke izuzetke), nisu predviđeni da vrše ni osnovne intervencije na samom modelu koji želite da štampate i zato je važno da imate softver u kom možete da modelirate, pravite izmene ili prosto sređujete modele za štampu. 

Za bilo kakvu ozbiljniju 3D štampu neophodan vam je 3D CAD softver iz više razloga :

  • originalnost - želite da štampate vaše ideje, vaše komade i alate, vaše prototipove.. Da biste to mogli da učinite potreban Vam je softver u kom možete da napravite vaše 3D modele, ili da sredite modele klijenata

  • ozbiljan pristup poslu mašinske obrade - ako želite da štampate, na primer, stezni alat za neki deo koji treba da obradite na CNC mašini, neuporedivo je najefikasnije ako imate 3D model dela (iz kog generišete G-kod za CNC mašinu), sa par klikova napravite "negativ" modela za stezni alat, i odmah dobijate odštampan alat.. Kada 3D model ne postoji programiranje CNC mašine iz crteža, uz sličan proces za kreiranje steznog alata, potrošiće radne sate, živce, alat mašine, uz neminovne greške, i sve to potpuno nepotrebno

  • podela modela u više delova (uz eventualno dodavanje načina naknadnog spajanja delova) onda kada dimenzije komada prevazilaze radni prostor štampača, ili deo prima sile iz različitih pravaca na različitim tačkama pa ima smisla da se orjentacija slojeva štampe odredi prema ovim silama, ili kada se tako postiže veća brzina štampe, ili.. Zaista postoje brojni razlozi zašto je smisleno podeliti delove - čitajte ovde >

  • optimizacija delova za 3D štampu - više saznajte dalje u tekstu..

Zašto i kako se vrši optimizacija modela u 3D CAD softveru za 3D štampu?

Odoo - Sample 1 for three columns

STL fajl

Iako neki štampači mogu da rade i sa drugim tipovima fajlova, .stl (Standard tessellation/triangulation language) predstavlja standard 3D štampe iz kog softver samog štampača generiše G-kod za proces štampe. Ovaj tip fajlova ne poseduje boju, teksturu ili druge dodatne atribute i može se generisati i u softverima kojima .stl predstavlja maksimum funkcionalnosti. Nažalost, za 3D štampu to često nije dovoljno, i treba nam softver koji će da obradi model na "višem nivou" i da ga vrati nazad u STL.

Odoo - Sample 2 for three columns

Površina

Problem .stl fajlova može predstavljati "nezavršenost" - da površina nije zatvorena i da se greška uočava tek kada predamo model softveru štampača. Pa i tada, ponovnim pregledom modela, može biti problematično naći tačno mesto gde postoji "pukotina". Zatim je ispravimo, pa ponovo krenemo dalje a ispostavi se da ta koju smo pronašli i sredili nije jedina, pa se proces ponavlja. Sa 3D CAD softverom lako možemo da detektujemo i ispravimo sve nedostatke modela i da u jednoj intervenciji bude spreman za štampu.

Odoo - Sample 3 for three columns

Optimizacija modela

Vaš model može imati nepotrebno kompleksnu poligonu površinu, naročito ako nastaje iz procesa skeniranja, ili je reč o kompleksnoj geometriji za čiju interpretaciju u .stl fajlu je potrebno da imate hiljade, ili desetine hiljada poligona. U tom slučaju efikasna primena modela podrazumeva uprošćavanje površina kroz smanjenje broja poligona i uklanjanje detalja koje je besmisleno štampati u standardnim rezolucijama štampe koje se kreću u rasponu od 0,05-0,2mm, ili je prosto nemoguće štampati na mašini koju posedujete.

Odoo image and text block

Optimizacija 3D štampe sklopova

Posebna tema jeste 3D štampa sklopova sa većim brojem delova jer ih dizajniramo tako da se prave od metala ili brizgane plastike u konačnoj proizvodnji, ali ako pre toga želimo funkcionalni prototip, zbog karakteristika 3D štampe nećemo dobiti zadovoljavajuće rezultete - moramo promeniti tolerancije, moramo prilagoditi geometriju na nekim mestima da sprečimo uvijanja, itd. 

Često je za potrebe funkcionalnog prototipa praktično neophodno da redizajniramo ceo sklop, pa tek kad se uverimo da ideja radi pomoću tog prototipa isti sklop radimo prema tehnologiji u kojoj će se proizvoditi..

Više o pripremi modela za štampu sklopova >

Šta dobijamo kratkom pripremom modela u softveru u kom radimo?

Odoo CMS - a big picture

Slika: razlika 3D CAD solid modela i .stl fajla za 3D štampu, uz proces optimizacije poligona koji neće napraviti razliku u izgledu štampanog komada, ali hoće napraviti razliku u brzini rada.

SolidWorks za 3D štampu >

Brzina štampe

U praksi prototipovanja 3D štampom, pa i kod štampe manjih serija većine proizvoda koji se danas ovako proizvode i u domaćoj industriji, nije potrebna maksimalna preciznost. Samo promena visine slojeva po Z-osi sa 0,1 na 0,2mm, ili sa 0,05 na 0,1mm značiće trostruko manje sati štampe za sasvim zadovoljavajući kvalitet na konkretnom komadu. Ako prethodno prilagodimo model ovim tolerancijama koje "rade posao", omogućavamo da slabija rezolucija ne utiče naročito na rezultat štampe, to jest, zadržavamo kontrolu nad našim dizajnom kroz ceo proces.

Kvalitet štampe

Jednostavnija geometrija na detaljima, koje 3D štampač ionako ne može da uradi sa naročitim tolerancijama, olakšava softveru štampača da kreira putanje tokom procesa štampe, one postaju uređenije i logičnije, polaganje materijala kod FDM/FFF štampe (filamentima) postaje uređenije, sa manje rupica u horizontalnom preseku, što sve ukupno doprinosi homogenosti komada.

Brzina rada

Ne samo da će svaki minut uložen u pripremu modela uštedeti 2 ili 10 ili 100 minuta u vremenu 3D štampe, ili da će kreiranje manjih optimizovanih fajlova za 3D štampu značiti i uštedeti vreme za transfer fajlova i generisanje G-koda u softveru štampača, već će ukupan zbir vremenskih ušteda značiti znatno kraći ciklus od ideje do prototipa, ili svake iteracije, i na kraju do konačnog proizvoda.

 
 

Markforged štampači - Projektovani u SolidWorksu!

Markforged je premijum brend FDM 3D štampe najvišeg kvaliteta i lider u 3D štampi armiranih kompozita karbona, kevlara i fiberglasa.

Ali manje je poznato da je ova kompanija svoje prve štampače razvila upravo na SolidWorks 3D CAD softveru! Priču o tim prvim danima čitajte ovde i ovde. 

Markforged i danas ima dosta primera kako u SolidWorks softveru napraviti pripremu za 3D štampu kako biste dobili optimalne 3D modele koji će istovremeno biti visokog kvaliteta površina, ali i relativno brzi za proizvodnju na 3D štampačima. 

Neke od tih preporuka možete čitati na i našem blogu sa tutorijalima za 3D štampu.

 
 

Formlabs SolidWorks tutorijali za pripremu 3D štampe

Kao najpopularniji 3D CAD softver za projektovanje, SolidWorks ima integracije i odličnu saradnju sa svim proizvođačima 3D štampača. 

Formlabs je samo jedan od primera takve saradnje. Ova kompanija pripremila je nekoliko detaljnih tutorijala za korišćenje SolidWorks softvera u 3D štampi. Jedan primer je na video tutorijalu ovde (60 minuta), a drugi možete videti na Formlabs blogu gde je korak po korak predstavljeno koje SolidWorks alate treba da koristite da biste dobili odličan model za 3D štampu >

Odoo image and text block

3D Systems 3DXpert za SolidWorks

"3DXpert for SOLIDWORKS" dodaje ceo novi set softverskih alata za SolidWorks korisnike kako bi brzo i lako pripremili svoj 3D model za 3D štampu. 

Softver podržava i 3D štampu plastike i metala, a dodatne funkcionalnosti koje se otljučavaju za SolidWorks korisnike jesu:

  • rad sa mrežastim strukturama

  • rad sa potkonstrukcijom štampanih delova

  • uređenje delova na radnoj povišini i u celoj radnoj zapremini

  • jednostavan radni proces bez nepotrebnih beskonačnih iteracija kako bi se 3D štampani deo uskladio sa orginalnim 3D CAD modelom.

Standardna verzija besplatna je za sve SolidWorks korisnike - više saznajte na 3D Systems sajtu >

Tražite kompletno rešenje za primenu 3D štampe u razvoju i proizvodnji?

Solfins isporučuje konsalting, mašine, materijale, obuku i servis..

Pošalji upit