3DPrintStory    Процесс 3D печати    Туториал по Meshmixer для начинающих

Туториал по Meshmixer для начинающих

MeshMixer - это бесплатная open source программа от AutoDesk. На сегодняшний день - один из самых популярных софтов для для подготовки mesh файлов (формирования сетки) вроде .stl и .obj. MeshMixer предлагает широкий выбор инструментов для подготовки и улучшения 3D моделей для 3D печати.

Импорт и экспорт mesh файлов

Конечно же сначала вам надо загрузить и установить Autodesk MeshMixer. После этого вы можете загрузить 3D модель для оптимизации. Запустите MeshMixer и нажмите Import по центру окна.

Выберите файл, который вы хотите редактировать. Autodesk MeshMixer поддерживает популярные расширения mesh файлов: .STL, .OBJ, .PLY, .AMF, а также .3MF, .OFF и .MIX. Вы также легко можете схватить и переместить файлы прямо в поле для редактирования. Вы можете выбрать: заменить текущий объект или добавить к модели.

Настройка пространства для печати

При использовании MeshMixer вы можете выбрать свой принтер из списка или, если его нет в списке, указать свойства вашего 3D принтера вручную. Вы можете отключить стол для печати в меню you View, убрав чекбокс с пункта Show Printer Bed. Указать тип вашего 3D принтера вы можете в меню в правом верхнем углу. Если вашего 3D принтера нет в списке или вы собрали собственный, есть возможность добавить собственные настройки.

1. Выберите пункт Print в нижнем левом углу.

2. Выберите Printer Properties.

3. Выберите Settings в окне Printer Properties.

4. Теперь перейдите во вкладку Printers и нажмите Add New Printer. Так вы вернетесь в Printer Properties.

5. Теперь вы можете дать имя принтеру и выбрать параметр Technology, который отвечает за тип печати.

6. Установите размеры вашего 3D принтера в разделе Printer Parameters. Размеры можно указать от Bottom center (центра) или Bottom Corner (угла) стола для печати.

7. Установите параметр Thickness Threshold в 1.

8. Нажмите Add, чтобы добавить ваш 3D принтер в список, с которым вы в дальнейшем сможете работать.

Изучаем основные движения

  • Перемещайтесь в текущей плоскости, зажав центральную кнопку мыши.
  • Вращайтесь вокруг центра координатной системы, зажав правую кнопку мыши, левую кнопку мыши + ALT или среднюю кнопку мыши + SHIFT.
  • Приближайтесь/отдаляйтесь (zoom) с помощью колесика мыши или нажав правую кнопку мыши + ALT.

Если вы потеряли модель из фокуса, можете перейти во View>Recenter View, чтобы сфокусироваться на начале координат. Вы также можете получить доступ ко всем элементам управления камерой, нажав space. При зажатой кнопке space вы также можете менять визуальное отображение вашего объекта. MeshMixer может сгладить поверхность вашего объекта или может показать все треугольники, из которых состоит модель.

Изменение и масштабирование 3D Объектов

Выберите пункт Edit на панели слева и выберите Transform. Здесь вы можете указать параметры базового расположения объекта или перемещать/вращать его вручную.

Размещение объекта вручную

При расположении объекта вы можете переключаться между двумя базовыми точками. Во-первых, у вас есть World Frame, которая определена центром координатной системы в вашем рабочем пространстве. Любые изменения или перемещения будут происходить относительно центра. Во-вторых, вы можете работать с Local Frame. В этом случае перемещения будут происходить относительно центра системы координат, но вращение будет определяться координатной системой объекта, с которым вы работаете. Вы можете масштабировать вашу модель вдоль осей X-, Y- и Z. Переключаться между двумя вариантами систем отсчета (frames) можно в Transform menu или с помощью bubbles в Transform круге. Для перемещения и масштабирования выбранного объекта достаточно проделать несколько шагов:

  1. Проверьте, активен ли чекбокс Enable Snapping внизу окна Transform. Вы можете изменить настройки Snap Step в соответствии с необходимой точностью расположения объектов.
  2. Нажмите и потяните одну из стрелок для перемещения объекта вдоль одной из осей координат.
  3. Сектора окружности будут вращать объект.
  4. Для масштабирования вашей модели нажмите и потяните за белый куб в центре. Для того, чтобы растянуть модель с одной стороны, нажмите и потяните на квадрате в конце стрелок.
  5. Смещайте вашу модель вдоль плоскости зажав и перемещая треугольники.

Автоматическое размещение объекта

Используя инструмент Align, вы можете расположить плоскую поверхность объекта идеально ровно на виртуальном столе для печати. Выберите объект, который вы хотите выровнять и установите Base Point в качестве базы. Теперь установите “Destination” в соответсвии с осью системы координат, вдоль которой вы хотите выровнять вашу модель. Вы можете flip ваш объект, нажав голубую стрелку.

Создаем плоскую поверхность

Для создания плоской поверхности используйте команду Plane Cut. Это быстрый инструмент для создания гладкой и стабильной поверхности для печати. Как и в случае с инструментом transform, вы можете перемещать плоскость относительно глобальных или локальных координат. Голубая стрелка указывает направление, в котором вы обрежете модель. Для изменения направления нажмите голубую стрелку.

Автоматическое исправление 3D модели

Перед 3D печатью стоит убедиться, что в модели нет нежелательных отверстий и дефектов. Сделать это просто. Выберите пункт Analysis>Inspector. После расчетов вы увидите разноцветные сферы в местах где есть отверстия и впадины. Цвет сферы отражает размер отверстия. Голубой означает незначительную погрешность, которую легко исправить. Красный означает большую погрешность. MeshMixer может исправить и значительные погрешности, но после фикса их стоит перепроверить. Розовый означает участок, который будет удален на первом этапе фикса модели. Для качественного исправления вам, возможно, придется запустить Inspector повторно. Для исправления каждой ошибки отдельно вы можете кликать на сферы. Для массового исправления можно воспользоваться опцией Auto Repair All.

Создаем твердотельную модель

Пришло время превратить сетку в твердотельную модель.

1. Нажмите Edit, а потом - Make Solid.

2. Выберите Solid Type. Теперь вы можете выбрать различный уровень точности трансформации сетки. Выберите Fast, так как это достаточно точный вариант, который быстро отрабатывает.

3. Установите Color Transfer Mode в режим Automatic.

4. Теперь можем перейти к настройкам Solid Accuracy. Эта настройка отвечает за соединение сгенерированных твердотельных блоков друг с другом. Чем выше точность, тем лучше будут распознаваться впадины, но и обработка займет больше времени. Для начала установите Accuracy в районе 100. Вы можете использовать слайдер или выбрать значение рядом со слайдером и указать нужное вам значение.

5. Параметр Mesh Density тоже установите в 100. Этот параметр отвечает за определение углов. Если вы укажете меньшее число, углы будут напоминать фаски.

6. Offset Distance дает возможность сделать ваш объект тоньше или толще. Материал, которым вы печатаете всегда усаживается при охлаждении. PLA усаживается примерно на 1.5%, а ABS в некоторых случаях до 5%! Так что если вы знаете этот процент, можете рассчитать дополнительно необходимое количество материала. Если точность не является важной или у вас относительно маленькая модель, просто оставьте этот параметр в 0. Для сохранения настроек нажмите Accept.

Создаем пустоты в 3D модели для экономии материала и времени

Иногда во время 3D печати моделей большого объема вам хочется сэкономить время и материал. В этом разделе мы рассмотрим как этого добиться, создав пустоты в модели.

  1. Нажмите Edit, а потом Hollow (сразу же под командой Make Solid).
  2. После обработки вы увидите черные участки, которые являются сформированными пустотами.
  3. Теперь вы можете изменить Offset. Этот параметр определяет толщину стенок. Важно! Не делайте стенки слишком тонкими, так как модель может не напечататься.
  4. Solid Accuracy и Mesh Density улучшат гладкость и точность отверстий. Разница между настройками medium и high-quality заметна, но на практике вам вряд ли понадобится высокая точность. При этом high-quality обработка займет намного больше расчетного времени. Так что лучший выбор для быстрого и хорошего результата составляет около 250 для параметра Accuracy и 100-150 для Mesh Density.
  5. Остальные настройки оставьте как есть и нажмите Accept для обработки.

Создаем собственные отверстия для вывода материала

После создания пустоты в модели, она еще не готова к 3D печати! В некоторых технологиях 3D печати, например, metal sintering в качестве материала используется metal dust. В большинстве случаев, во время SLS печати вам необходим shell of your model, так что сделать модель пустотелой - отличная идея. Однако powder material внутри модели все равно останется и если его не удалить, будет стоить вам денег. Если вы планируете sintering your model, надо создать escape holes for the dust. И MeshMixer предлагает эффективный инструмент для создания таких отверстий!

Выполните команду для создания пустотелой модели и установите значение Holes per Hollow равным 2. Во время 3D печати моделей большего размера вы можете добавить больше отверстий, но обычно 2 отверстия вполне достаточно. Теперь установите радиус отверстия. Если необходимо, можете добавить угол наклона с помощью опции Hole Taper. Когда установлены желаемые настройки, нажмите Generate Holes. Теперь вы сможете перемещать отверстия, потянув за красную точку. Вы можете обновить параметры, нажав Generate Holes еще раз и удалить отверстия, нажав Remove All Holes.

Подготовка к 3D печати

Перед началом 3D печати, надо убедиться, что объект находится на одной плоскости с основанием. Для этого перейдите в меню Analysis > Stability. Этот инструмент Meshmixer рассчитает площадь поверхности и объем вашего объекта. Более того, красным цветом будет отмечена поверхность контакта модели с основаной плоскостью и if your object can tip. Настраивая Contact Tol вы добавляете или забираете some clearance между основной плоскостью и объектом. Красная точка в центре вашего объекта указывает на нестабильную позицию. Green-lit - стабильная.

На рисунке ниже показана модель с нестабильным расположением:

А здесь значение настройки Contact Tol равно 100:

Есть один трюк, который поможет выставить ваш объект идеально относительно основной плоскости без пошаговой медленной трансформации.

  1. Перейдите в Edit>Create Pivot. В Placement Mode выберите пункт Surface Point, а в Geometry - Coordinate Frame. После этого кликните на плоскости вашего объекта, которую вы хотите выровнять. Нажмите Drop Pivot, чтобы подтвердить расположение и нажмите Done для выхода.
  2. Теперь перейдите в Edit>Align, выберите опцию Pivot в Source и нажмите на точку, которую вы перемещали до этого. Установите Destination в соответствии с одной из координатных осей. Для поворота модели можете использовать Flip.
  3. Еще раз проверьте стабильность вашей 3D модели с помощью инструмента Stability. Теперь он должен располагаться на базовой плоскости.

Анализ стабильности и толщины

Иногда вам надо сделать быстрый анализ геометрии вашей 3D модели. MeshMixer не может соревноваться с серьезными FEM-анализ программами, но отлично справится с расчетом таких свойств как объем и масса модели. Рассчитать эти параметры вы можете с помощью инструмента Stability.

Толщину модели можно проверить с помощью Analysis > Thickness. Теперь вы можете установить минимальную толщину или указать собственные значения и MeshMixer выделит эти области. Вы можете редактировать отдельные участки. Выделить их можно, кликнув на соответствующих сферах.

Автоматическое и ручное создание суппортов

MeshMixer предоставляет отличный инструмент для создания собственных суппорт-структур. Есть возможность генерировать суппорты автоматически.

  1. Сначала расположите вашу модель на базовой плоскости. Потом перейдите в Analysis > Overhangs. Тут вы можете выбрать один из 3D принтеров, представленных в списке или выбрать Custom Settings.
  2. Настройте Angle Thresh, чтобы вы могли заметить проблемные участки. Проблемные участки определяются углом между вектором-перпендикуляром к текущей плоскости и вектором, которой перпендикулярен базовой плоскости. Этот угол должен быть меньше установленного значения.
  3. Contact Tol - is the threshold between two faces. If the distance between an overhang to another fave is below this value it will not be detected as an overhang.
  4. Y-Offset - это расстояние между базовой плоскостью и проблемных участком. Работает так же как Contact Tol, но для сравнения берется базовая плоскость.
  5. Настройте параметры ваших суппорт-структур в Support Generator. Max Angle - максимально допустимый угол наклона. Этот угол считается относительно базовой плоскости. Как правило, это значение выставляют в 45°, но можно менять в зависимости от вашего 3D принтера и 3D модели.
  6. Density определяет расстояние между суппортами.
  7. Layer hight выставляется в соответствии с толщиной слоя печати, которую обеспечивает ваш 3D принтер.
  8. Настроив Base, Post и Tip Diameter вы можете создать очень маленькие или большие суппорт-структуры.
  9. Теперь, чтобы создать суппорт, вы можете кликнуть на выделенную красным поверхность. Когда вы меняете свойства, следующая суппорт-структура будет уже с новыми настройками. Если вы ошиблись, можете удалить суппорт, кликнув на нем мышкой с зажатой клавишей CTRL. Команда Remove Support удалит все суппорт-структуры! Вы можете изменить направление расположения суппортов.
  10. Для автоматической генерации суппортов с выбранными параметрами, можете воспользоваться опцией Place Supports.
  11. Create Solid преобразует все суппорт-структуры в твердотельную модель.

3D печать вашей модели!

Теперь ваша 3D модель оптимизирована и готова для 3D печати. Вы можете экспортировать ваш объект, нажав Export. Если ваш 3D принтер есть в списке, вы можете отправить модель напрямую в слайсинг программу, кликнув Print. Вы можете просто экспортировать файл и открыть в любой слайсинг программе. Autodesk MeshMixer также предоставляет возможность напрямую отправить модель в один из онлайн сервисов для 3D печати: Sculpteo, i.materialise или Shapeways.