Dzielenie dużych modeli do druku 3D — gdzie ciąć i jak łączyć części

Kiedy model trzeba podzielić

Pierwszy powód jest oczywisty: część nie mieści się na stole. Jako orientację rynkową można przyjąć, że typowa drukarka FFF klasy podstawowej ma obszar roboczy około 220 × 220 × 250 mm, część popularnych modeli około 256 mm w każdej osi, a maszyny określane jako wielkoformatowe zaczynają się od około 300 × 300 × 300 mm. Do tego dochodzi margines na brzeg (brim) i na ruchy głowicy, więc model o boku równym wymiarowi stołu zwykle się nie zmieści. Wymiar modelu najlepiej sprawdzić w podglądzie wyceny, a nie zakładać z góry.

Drugi powód to geometria. Dokumentacja jednego ze slicerów wymienia wprost, że model warto przeciąć także wtedy, gdy fragment wymaga innej orientacji ze względu na wytrzymałość albo gdy w całości potrzebowałby nadmiaru podpór. Mniejsze części mają też płaskie powierzchnie cięcia, które dobrze przylegają do stołu, a nieudany wydruk jednej części kosztuje mniej czasu i materiału niż porażka przy jednym dużym elemencie. Zasady układania części opisujemy w artykule o orientacji wydruku na stole. Model w całości mieszczący się na stole często i tak warto przeciąć, jeśli jego dolna część ma duże nawisy, a górna drobne detale, bo każdą z nich można wtedy ułożyć inaczej. Duże modele i makiety omawia poradnik Makiety architektoniczne z druku 3D.

Gdzie poprowadzić cięcie

Dobre cięcie jest niewidoczne i nie osłabia części. Najlepsze miejsca to płaskie powierzchnie, istniejące krawędzie, linie podziału paneli i ostre zmiany kształtu, w których szew zginie w geometrii. Na gładkich, łagodnych krzywiznach każdy szew będzie widoczny, nawet po szlifowaniu.

• Prowadź płaszczyznę cięcia równolegle do głównego kierunku obciążenia, a nie w poprzek niego. Połączenie klejone najgorzej znosi odrywanie, czyli rozciąganie prostopadle do szwu.
• Omijaj cienkie ścianki i delikatne detale. Kołek lub wpust potrzebuje grubej ścianki wokół siebie, a cienka krawędź pęknie przy składaniu.
• Nie przecinaj gwintów, otworów pasowanych, zatrzasków ani zawiasów. Funkcjonalny element powinien w całości należeć do jednej części.
• Planuj cięcie tak, by każda część leżała na stole płaską powierzchnią cięcia. Wtedy ta powierzchnia będzie równa i dobrze przylegała do drugiej części.
• Unikaj cięcia tuż obok miejsca obciążonego lub ostrego naroża, które samo w sobie koncentruje naprężenia. Szew i naroże w jednym miejscu sumują swoje słabości.

Rodzaje połączeń

Samo sklejenie dwóch płaskich powierzchni jest najprostsze, ale nie ustala położenia części i trudno je rozebrać. Dlatego w podziale modelu prawie zawsze dodaje się element ustalający. Wybór zależy od tego, czy połączenie ma być trwałe, rozbieralne i jak bardzo jest obciążone.

Część slicerów ma narzędzie cięcia, które od razu tworzy łączniki: czop po jednej stronie i gniazdo po drugiej, osobny kołek do wydrukowania lub prosty zatrzask, a także jaskółczy ogon. Przy połączeniach rozbieralnych lepiej sprawdzają się metalowe wkładki niż gwint w samym tworzywie, co szerzej opisuje artykuł o gwintach i wkładkach gwintowanych.

Luz na kołki i wpusty

Kołek zaprojektowany na wymiar nominalny gniazda nie wejdzie, bo otwory w druku FDM wychodzą zwykle nieco mniejsze, a wystające elementy nieco większe niż w modelu. Poradniki o łączeniu części podają typowy luz w zakresie około 0,15–0,3 mm, ale zaznaczają, że nie ma jednej uniwersalnej wartości: zależy ona od materiału, drukarki, ustawień i wielkości elementu. Ważne jest też, czy liczba oznacza luz całkowity, czy na stronę. Luz zbyt mały oznacza, że części trzeba będzie wbijać lub szlifować, a zbyt duży, że ustalenie położenia przejmie dopiero klej.

Mechanizm zmniejszania otworów i rodzaje pasowań szczegółowo omawia artykuł o otworach, pasowaniach i luzach w druku 3D. Dodaj fazę na wejściu gniazda i na końcu kołka, a ostateczny luz sprawdź na małej próbce z samym fragmentem połączenia, zanim zamówisz komplet dużych części.

Klejenie, zgrzewanie i wykończenie szwu

• Klej cyjanoakrylowy (CA): według poradnika producenta drukarek nadaje się do wszystkich popularnych materiałów, w tym PLA, PETG i ASA. Chwyta w ciągu kilku sekund, więc zostawia mało czasu na korektę położenia. Dobrze znosi rozciąganie, gorzej skręcanie i ścinanie. Pełną twardość osiąga po 8–24 godzinach, a w podwyższonej temperaturze traci część wytrzymałości.
• Żywica epoksydowa dwuskładnikowa: wypełnia szczeliny, daje mocniejsze i mniej kruche połączenie, a czas wiązania zależy od produktu: od niespełna dwóch minut do ponad 12 godzin. Odmiany wiążące dłużej zwykle trzymają mocniej i są mniej kruche.
• Rozpuszczalnik: aceton łączy części z ABS i ASA przez nadtopienie powierzchni, ale wymaga docisku, a nadmiar rozpuszcza część. Połączenie jest słabsze niż jednolity wydruk. Na PETG popularne rozpuszczalniki nie działają. Właściwości ABS opisuje artykuł o ABS w druku 3D.
• Zgrzewanie: szew można stopić filamentem z długopisu 3D lub grotem lutownicy z tym samym materiałem. To technika warsztatowa, której wytrzymałość trzeba sprawdzić w konkretnym zastosowaniu.

Powierzchnie klejone powinny być czyste i równe. Po sklejeniu szew wypełnia się szpachlówką lub żywicą, wyrównuje papierem ściernym, zaczynając od gradacji około 150 (przy widocznych wadach około 100), pokrywa podkładem i przed malowaniem szlifuje drobniej, do gradacji około 600. Szlifowanie nie jest zalecane przy wydrukach o dwóch lub mniej obrysach, bo łatwo przebić ściankę.

Narzędzia i numerowanie części

Model najlepiej dzielić tam, gdzie powstał. W programie CAD łatwo dodać kołki, wpusty i luz, bo operujesz na wymiarach. Dla modeli siatkowych, na przykład skanów i rzeźb, służą programy do edycji siatek, takie jak Blender czy Meshmixer, oraz narzędzia cięcia wbudowane w slicery. Te ostatnie są najszybsze, ale dają mniejszą kontrolę nad kształtem łączników.

• Oznacz części małymi wklęsłymi numerami lub literami na powierzchniach ukrytych po złożeniu, na przykład wewnątrz gniazda kołka. Numer na zewnątrz zostanie widoczny po złożeniu, a wewnątrz gniazda nikt go nie zobaczy.
• Nazwij pliki tak, by numer części był w nazwie, na przykład „korpus-01-lewy.stl”, i zachowaj tę samą numerację w uwagach.
• Sprawdź każdą część osobno: czy jest zamknięta, czy ma poprawne normalne i czy po cięciu nie zostały cienkie ścianki. Listę kontrolną znajdziesz w poradniku jak przygotować model do druku 3D.

Co podział oznacza dla wyceny

W wycenie Fabrix3D każdy przesłany plik to osobny model z własną ceną, materiałem i kolorem. Jedna wycena obejmuje do 10 modeli, a pojedynczy plik może mieć do 50 MB. Podzielony model to więc kilka pozycji, a ich łączna cena może się różnić od ceny jednego dużego elementu, bo każda część ma własne obrysy, powierzchnie i podpory. Formaty, które przyjmujemy, opisuje strona formaty plików.

Jeśli model wymaga więcej niż 10 części albo nie wiesz, jak go podzielić, opisz to w uwagach technicznych do modelu lub skontaktuj się z nami przed zamówieniem. Gotowe pliki prześlij do wyceny online, a system pokaże cenę i termin dla każdej części.