إعداد ملفات الطباعة ثلاثية الأبعاد لخدمة الطباعة
تقوم بتصدير ملف STL بسرعة من برنامج CAD، وتحميله إلى خدمة الطباعة - وبعد فترة قصيرة تأتي الملاحظات: "الملف غير محكم"، "سماكات الجدران رفيعة جدًا"، "المقياس غير واضح". هذا يكلف وقتًا، يؤخر المواعيد، وفي أسوأ الأحوال قد يؤثر على الجزء الذي تحتاجه بشدة. باختصار: هذا مزعج.
في ورشنا في 33d.ch في سويسرا، نواجه مواقف كهذه بانتظام، خاصة عندما يتعاون شخص ما مع خدمة طباعة ثلاثية الأبعاد احترافية لأول مرة. العديد من النماذج سليمة من الناحية الهندسية في الواقع، لكنها تفشل بسبب تفاصيل صغيرة في إعداد الملف.
باستخدام بعض الروتينات الراسخة، يمكن تجنب هذه العقبات في معظم الأحيان. فهي تساعدنا في حياتنا اليومية على حساب عروض الأسعار بسرعة أكبر، وطرح عدد أقل من الأسئلة، وتزويدك بنتيجة قابلة للطباعة بشكل أكثر موثوقية - سواء كنت تعمل في شركة صغيرة ومتوسطة، أو قسم تطوير، أو حتى صانعًا هاويًا طموحًا.
في هذا المقال، سنعرض من خلال ممارستنا العملية ما هو مهم في اختيار التنسيق، والهندسة، وقائمة تحقق منطقية قبل التحميل، بحيث تعمل ملفات الطباعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك مع خدمة الطباعة من المحاولة الأولى.
المصدر: عرض خاص
إعداد الملفات الأساسي
قبل الخوض في التفاصيل، يجدر إلقاء نظرة سريعة على التنسيقات التي تصل إلى خادمنا يوميًا. ليس كل تنسيق مناسبًا لكل مهمة - وفي بعض الأحيان يكون مزيج من تنسيقين هو الفرق بين "قابل للطباعة بالكاد" و "موثق بشكل نظيف وقابل للاستخدام على المدى الطويل".
| تنسيق | الاستخدام النموذجي | المزايا | ما يجب الانتباه إليه |
|---|---|---|---|
| STL | الطباعة ثلاثية الأبعاد المباشرة (بشكل أساسي FDM، SLS) | واسع الانتشار، مقبول من قبل جميع الخدمات تقريبًا | لا يتم حفظ الوحدات؛ اختر جودة الشبكة (التفاوت) عن قصد |
| STEP | المكونات التقنية، التجميعات، التعديلات اللاحقة | هندسة نظيفة، بارامترية، قابلة للتعديل بسهولة | قبل الطباعة، يتم إنشاء شبكة على أي حال؛ غالبًا ما يتم فقدان الألوان/الأنماط |
| 3MF / OBJ | طباعة بألوان متعددة، أنماط، سير عمل خاص | يدعم الألوان والمواد جزئيًا | لا تعالج جميع الخدمات جميع المعلومات الإضافية بنفس الطريقة |
تستخدم خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد الاحترافية تنسيقات ثلاثية الأبعاد محايدة مثل STL, 3MF, OBJ oder STEP, ، حيث يمكن معالجتها بشكل مستقل عن برنامج CAD الأصلي. STL هو معيار راسخ مقبول تقريبًا من قبل جميع الخدمات عبر الإنترنت ( Instructables, Xometry Pro).
تقبل الخدمات بشكل متزايد تنسيقات CAD الصلبة مثل STEP/STP. هذه أفضل للمعالجة الدقيقة، والقطع، والعمليات اللاحقة ( onsite.helpjuice.com, Xometry's Manufacturing Community, weerg.com, SFS). ). يعتمد اختيار التنسيق على ما إذا كانت الخدمة ستطبع النموذج فقط أم ستقوم بتصميمه/تعديله أيضًا. يُنصح بالتحقق من التنسيقات المفضلة لخدمة الطباعة مسبقًا على موقعها الإلكتروني، بدلاً من تحميل تنسيقات متعددة دون تعليق.
STL: تنسيق الطباعة ثلاثية الأبعاد التقليدي
الجزء الأكبر من الملفات التي نتلقاها لأجزاء FDM أو SLS هو STL. هذا لا بأس به تمامًا - طالما تم إجراء التصدير عن قصد، وليس ببساطة باستخدام إعدادات افتراضية. هذا هو المكان الذي تحدث فيه معظم الأخطاء التي يمكن تجنبها في الممارسة العملية.
يصف ملف STL سطح نموذج ثلاثي الأبعاد كشبكة مثلثية غير منظمة. لا يقوم بتخزين وحدات أو ألوان أو خصائص مواد ( Wikipedia, iteration3d). ). يتم تقريب الهندسة بواسطة مثلثات، مما يؤدي إما إلى ملفات كبيرة بشبكة دقيقة في الأشكال المعقدة، أو إلى أوجه مرئية في شبكة خشنة ( Xometry Pro, FacFox, matterhackers.com).
يزيد التصدير بتفاوت دقيق جدًا من حجم الملف ووقت المعالجة، بينما تنتج التفاوتات الخشنة حواف مضلعة مرئية أو أنصاف أقطار غير دقيقة ( Markforged, Protolabs, Protolabs Network, i.materialise.com). ). أرسل ملفات STL عندما يكون نموذجك قد اكتمل بناؤه ولا يحتاج إلى تعديل بارامتري بعد الآن. استخدم نسبة معقولة بين التفاوت وحجم المكون، على سبيل المثال، انحراف وترية يتراوح بين 0.05-0.1 مم للأجزاء الفنية ( Markforged).
STL لا يحتوي على تاريخ الميزات، معلومات نصف القطر، أو هيكل التجميع، مما يجعل التعديلات اللاحقة صعبة ( 33d.ch). ). نظرًا لعدم تخزين الوحدات، يجب على برنامج الاستيراد تخمين وحدة القياس (مليمتر أو بوصة) أو السؤال عنها ( iteration3d, FacFox).
STEP: معيار CAD أكثر دقة مع مزيد من المعلومات
عندما يرسل لنا العملاء من مجال الهندسة الميكانيكية أو التكنولوجيا الطبية بيانات، فإننا نطلب تقريبًا دائمًا ملف STEP بالإضافة إلى STL. يسمح لنا ذلك، عند الضرورة، بتعديل الحد الأدنى من الثقوب، أو إضافة حواف، أو اشتقاق إصدارات دون الحاجة إلى "إصلاح" الهندسة بشكل سيء.
STEP (Standard for the Exchange of Product Data, ISO 10303) هو تنسيق تبادل CAD قياسي ISO يمكنه تخزين أجسام كاملة، وسطوح، وتجميعات بدقة هندسية عالية ( Adobe, CertBetter, all3dp.com, Visao). ). غالبًا ما يتضمن بيانات منتجات إضافية مثل علاقات التجميع أو الهندسة المرجعية، وبالتالي فهو تنسيق مفضل في التصنيع للمعالجة CNC والهندسة ( Xometry Pro).
). أرسل ملفات STEP عندما تريد من خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد قياس الأجزاء، أو تعديل الثقوب، أو اشتقاق إصدارات، حيث تظل الهندسة قابلة للتعديل بشكل نظيف ( 33d.ch). ). يوصى بشدة بـ STEP، خاصة للتجميعات المعقدة والأجزاء الفنية الدقيقة التي سيتم تشكيلها أو معالجتها لاحقًا ( Xometry Pro).
STEP يجب تحويله إلى شبكة مثلثية قبل الطباعة، وقد يتم فقدان معلومات النمط أو اللون ( Xometry Pro). ). بعض بوابات الطباعة ثلاثية الأبعاد الموجهة للعملاء النهائيين محسّنة للتحميل STL، لذلك يمكن أن يؤدي ملف STEP نقي إلى طرح أسئلة ( i.materialise.com, Instructables).
توصية عملية: إعداد ملفات الطباعة ثلاثية الأبعاد لخدمة الطباعة
إذا كانت الخدمة تقبل STEP، فمن المنطقي تحميل STEP كمرجع، وكذلك STL يتم التحكم فيه من تصديرك الخاص. بهذه الطريقة، ترى خدمة الطباعة السطح المطلوب، وفي نفس الوقت لديها جسم صلب قابل للتعديل ( onsite.helpjuice.com). ). تجنب تقديم STL فقط تم تصديره "بشكل ما" دون معلومات حول الوحدات، الأبعاد المستهدفة، والمواد.
في 33d.ch، وجدنا أنه من المفيد أن يرسل لنا العملاء كلا الملفين للمشاريع المهمة: STL، الذي نستخدمه للطباعة دون تغيير، و STEP كـ "مصدر حقيقة واحد" للتعديلات اللاحقة. بهذه الطريقة، يمكننا توضيح التفاوتات، وإجراء تعديلات طفيفة، ولا نزال نطبع الجزء الذي تم تصميمه في الأصل.
فحص مفصل
قبل أن ينتقل الملف إلى برنامج التقطيع لدينا، نقوم بفحصه لفترة وجيزة بحثًا عن "قابلية الطباعة". اعتمادًا على حجم الطلب، قد يتم ذلك جزئيًا تلقائيًا، ولكن للأجزاء الحرجة أو باهظة الثمن، نلقي نظرة يدوية على عرض الطبقات. تظهر بعض المشكلات النموذجية بشكل متكرر.
للطباعة ثلاثية الأبعاد، يجب أن يكون نموذجك جسمًا مغلقًا، بدون ثقوب، أو أسطح متقاطعة، أو حواف غير مصنّعة ( simplify3d.com, i.materialise.com). ). الأخطاء الشائعة هي الحواف المفتوحة، والأسطح الداخلية غير الضرورية، والاتجاهات المعكوسة ( simplify3d.com, Wenext, 3d-gennady-yagupov.co.uk). ). غالبًا ما تبلغ برامج التقطيع عن مثل هذه المشكلات على أنها "غير مصنّعة" أو "شبكة غير صالحة"، مما قد يؤدي إلى طبقات خاطئة أو مناطق مفقودة في الطباعة ( Tom's Hardware).
تحقق من ملفات STL بعد التصدير في أداة شبكية (مثل Meshmixer، netfabb) بحثًا عن الثقوب، والتداخل الذاتي، والاتجاهات المعكوسة ( formlabs.com). ). لا تعتمد على خدمة الطباعة لاستخدام أدوات الإصلاح التلقائي، خاصة بالنسبة للأجزاء الحرجة.
جدران رفيعة جدًا وتفاصيل دقيقة
خاصة مع الهندسات المعقدة، نلاحظ في الممارسة العملية مدى سرعة كسر الجزء عند إزالة المسحوق، أو عند التجميع، أو حتى عند التعبئة، إذا تم اختيار سماكات الجدران بشكل متفائل للغاية. من الأفضل تصميمها بسماكة 0.3-0.5 مم مرة واحدة، بدلاً من طباعة أجزاء متعددة لاحقًا - هذا يستحق العناء دائمًا تقريبًا.
تعتمد سماكة الجدار الدنيا بشكل كبير على العملية. في البلاستيك SLS، غالبًا ما تكون بين 0.8-2.0 مم ( Protolabs Network). ). تتفق العديد من أدلة التصميم على 2-3 × قطر الفوهة في FDM ( Sinterit 3D Drucker & Zubehör). ). غالبًا ما تحدد خدمات الطباعة سماكات دنيا محددة، على سبيل المثال، 1 مم لجدران MJF/MSLA و 3 مم لـ FDM مع مواد معينة ( weerg.com). ). قد تنكسر الجدران الرقيقة جدًا أثناء التعامل معها أو إزالة المسحوق ( Shapeways).
قم بقياس المناطق الحرجة (الأضلاع، الألسنة، الأضلاع، الشعارات) قبل التصدير، وقارنها بأدلة التصميم الخاصة بالخدمة ( i.materialise.com). ). تجنب تصميم جدران بسماكة 0.4 مم على نطاق واسع، حيث يمكن أن تتشوه أو تفشل ( Sinterit 3D Drucker & Zubehör).
الوحدات، المقياس، والتفاوتات
موضوع الوحدات هو من الأمور الكلاسيكية. لقد حدث لنا في البداية أيضًا أن حصلنا على نموذج بوحدات البوصة بدلاً من المليمتر - يبدو متطابقًا في اللحظة الأولى، ولكنه صغير جدًا بشكل مأساوي. منذ ذلك الحين، نولي اهتمامًا شديدًا للتأكد من توافق إعدادات التصميم والتصدير وبرنامج التقطيع بشكل حقيقي.
STL-Dateien لا تخزن الهندسات بدون تحديد وحدة القياس ( iteration3d, FacFox). ). غالبًا ما يسأل نظاما CAM وبرنامج التقطيع عن الوحدة عند الاستيراد أو يفترضان قيمة قياسية، مما يؤدي إلى أجزاء مقاسة بشكل خاطئ إذا تم اختيارها بشكل غير صحيح ( FacFox).
اضبط وحدات التصدير في CAD عن قصد على الوحدة المتوقعة من خدمة الطباعة، وحددها بشكل صريح في تعليق الطلب ( manual.eg.poly.edu). ). لا تصمم بالبوصة و قم بالتصدير بصمت لتجنب أخطاء القياس.
تطبيق عملي
في حياتنا اليومية، نعمل باستخدام قائمة تحقق بسيطة قبل إرسال الملفات إلى الإنتاج. يمكنك اتباعها وتكييف النقاط وفقًا لسير العمل الخاص بك:
- توضيح اختيار التنسيق (STL، STEP، أو مزيج)
- فحص الوحدات والمقياس بعناية
- مقارنة سماكات الجدران والتفاصيل الدقيقة بأدلة التصميم
- إصلاح الهندسة والتحقق من محكمة الإغلاق
- توثيق إعدادات التصدير
- تسمية الملفات وتجميعها منطقيًا
- إنشاء قائمة تحقق PDF موجزة للطلبات المستقبلية
الخطوة 1 – اختيار التنسيق: STL، STEP، أم كلاهما؟
اسأل نفسك أولاً: هل يجب على مزود الخدمة الطباعة فقط، أم يُسمح له أيضًا بالتعديل والتفكير؟ الإجابة تحدد التنسيق الذي ستقوم بتسليمه.
إذا كان الجزء قد اكتمل بناؤه ويجب على الخدمة الطباعة فقط، فإن STL المصدر نظيفًا يكفي. للتعديلات اللاحقة أو العمليات التتابعية، يكون ملف STEP إضافي مفيدًا لأنه يحتوي على معلومات بارامترية ( 33d.ch, Xometry Pro). ). بالنسبة للمكونات التقنية، إذا قبلت الخدمة كليهما، فيجب عليك توفير STEP (للمعالجة) و STL (للشبكة المطلوبة) ( onsite.helpjuice.com).
الخطوة 2 – توضيح الوحدات والمقياس
عندما يبدو لنا الجزء كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا في عارض المشاهدات، فإن الوحدة الخاطئة هي دائمًا الشك الأول. يمكنك توفير هذا الفحص لنفسك ولنا من خلال نظرة سريعة في CAD وفي بوابة التحميل.
قبل التصدير في CAD، تحقق مما إذا كان النموذج قد تم قياسه بالوحدة المقصودة وأن مربع حوار التصدير يستخدم نفس الوحدة. هذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص لـ STL، حيث لا توجد وحدات في الملف ( iteration3d, FacFox). ). تذكر قيمة قياس مميزة وتحقق في بوابة التحميل مما إذا كانت معروضة بشكل صحيح قبل إرسال الطلب ( i.materialise.com).
الخطوة 3 – فحص سماكات الجدران والتفاصيل
مثال نموذجي من حياتنا اليومية: يقوم عميل من الهندسة الميكانيكية بتصميم علبة بجدران رفيعة جدًا، لأن كل شيء يبدو مستقرًا في CAD. في الطباعة الفعلية، يتشوه الجزء أو يتم كسره عند اللولبة. مع بعض الاحتياطي في سماكة الجدار، لم يكن هذا ليحدث.
باستخدام وظيفة في CAD أو أداة شبكية، قم بقياس جميع المناطق الرفيعة، وقارنها بأدلة التصميم للمادة المختارة ( Protolabs Network, weerg.com). ). قم بتصميم الأجزاء الوظيفية بشكل أسمك قليلاً، خاصة إذا كان من المخطط إجراء معالجة لاحقة، حيث أن إزالة المواد تقلل من سماكة الجدار ( Sinterit 3D Drucker & Zubehör).
الخطوة 4 – إصلاح الهندسة ومحكمة الإغلاق
نحن نعتمد على وظائف الإصلاح التلقائي، ولكننا دائمًا ما نلقي نظرة يدوية في عرض الطبقات للأجزاء الحرجة من الناحية الأمنية، أو باهظة الثمن، أو ذات الأولوية الزمنية. قد يعني وجود طبقة مفقودة في المكان الخطأ أن المكون غير وظيفي.
قبل التحميل، تحقق من الشبكة باستخدام أداة إصلاح بحثًا عن الثقوب، والتداخل الذاتي، والأسطح المزدوجة، والحواف غير المصنّعة ( simplify3d.com). ). توفر العديد من الأدوات وظائف إصلاح تلقائي، ولكن الفحص البصري مستحسن ( formlabs.com). ). افتح تصدير STL المصلح في برنامج تقطيع وتحقق من عرض الطبقات قبل تسليم الملف ( Protolabs Network).
المصدر: youtube.com
يتيح برنامج التقطيع مثل Bambu Studio فحصًا مفصلاً وتعديلاً لإعدادات الطباعة قبل إرسالها إلى خدمة الطباعة.
الخطوة 5 – توثيق إعدادات التصدير
خاصة بالنسبة للمكونات المتكررة، نقوم بإنشاء قوالب تصدير خاصة بالمشروع: نفس قيمة التفاوت، نفس الوحدات، نفس جودة الشبكة. يستغرق هذا بعض الوقت في الطلب الأول، ولكنه يوفر جهدًا ملحوظًا في المشاريع اللاحقة.
يؤثر التفاوت الوتر، ودقة الزاوية، والثنائي/ASCII على حجم الملف وجودة السطح. توصي العديد من الشركات المصنعة بتفاوت وتر يبلغ حوالي 0.1 مم، وملف STL ثنائي ( Markforged, digitalengineering247.com). ). قم بتدوين معلمات التصدير المستخدمة، وألحقها بتعليق لخدمة الطباعة، لتتبع المشكلات ( Protolabs).
بالنسبة لأجزاء FDM المتسلسلة النموذجية، أثبت التفاوت الوتر البالغ حوالي 0.1 مم جدارته في ورشنا. بالنسبة للأجزاء الصغيرة جدًا أو عالية الدقة، ننتقل إلى دقة أدق، وبالنسبة للمكونات الكبيرة والمتينة، نضبط الدقة بشكل متعمد قليلاً لتقليل أحجام الملفات وأوقات التقطيع.
الخطوة 6 – تجميع الملفات منطقيًا
عندما يصلنا كل شيء في ملف واحد مدمج، يزداد خطر سوء الفهم: ما الذي ينتمي إلى؟ ما الذي يجب لصقه بشكل دائم، وما الذي يجب أن يظل متحركًا لاحقًا؟ من الأفضل أن تكون المكونات منفصلة بوضوح مع أسماء ملفات مفهومة - هذا يسرع بشكل ملحوظ عملية عرض الأسعار والإنتاج.
تتطلب العديد من الخدمات الأجزاء الفردية كملفات منفصلة أو كأجسام منفصلة بوضوح في تجميع ( i.materialise.com, Xometry). ). قم بنمذجة الأجزاء التي من المفترض أن تتحرك أو يتم تجميعها بشكل منفصل لاحقًا مع فجوة محددة، وقم بتسميتها بوضوح (مثل "Housing_top_STEP" )، بدلاً من تحميلها كجسم واحد مدمج ( weerg.com).
الخطوة 7 – دمج قائمة التحقق الخاصة بك بتنسيق PDF
قائمة تحقق بسيطة من صفحة واحدة بتنسيق PDF مع النقاط المذكورة (التنسيق، الوحدات، سماكات الجدران، إصلاح الهندسة، إعدادات التصدير، تسمية الملفات، والتعليق) مفيدة في الحياة اليومية ( i.materialise.com).
). قائمة التحقق الخاصة بنا معلقة بالفعل مطبوعة على جدار الورشة. نظرة سريعة عليها قبل إدخال البيانات في النظام، تمنع العديد من الأسئلة التي كنا نضطر إلى توضيحها بصعوبة عبر البريد الإلكتروني في الماضي.
خلاصة مصغرة: أسئلة أقل، أجزاء مطبوعة أفضل
تعتمد نتائج الطباعة ثلاثية الأبعاد الجيدة على الملفات المعدة بشكل نظيف: التنسيق المناسب (STL أو STEP)، والوحدات الصحيحة، وسماكات الجدران الكافية، والهندسات المحكمة للإغلاق هي الأساس ( Xometry Pro, simplify3d.com, Protolabs Network). ). قائمة تحقق مستخدمة باستمرار تقلل من الأسئلة، وإعادة العمل، وطباعات الأخطاء.
- اختر التنسيق المناسب عن قصد: STL للطباعة المباشرة، STEP للمعالجة والإصدارات - وفي حالة الشك، كلاهما.
- تحقق من الوحدات، والمقياس، وسماكات الجدران، والتفاصيل الدقيقة قبل التصدير، بدلاً من الانتظار حتى أول طباعة خاطئة.
- استخدم أدوات الإصلاح ونظرة في عرض الطبقات للعثور على الثقوب، والهندسات غير المصنّعة، والمناطق الإشكالية الأخرى مبكرًا.
- وثق إعدادات التصدير وقم بتسمية الملفات بوضوح حتى تفهم خدمة الطباعة إعدادك دون أسئلة.
- حافظ على قائمة التحقق بتنسيق PDF الخاصة بك محدثة - يستغرق ذلك بضع دقائق، ولكنه يوفر الوقت والمال في كل طلب.