3D tisk
Blender – pokročilé úpravy – edit mode
o mód pro většinu editací polygonální sítě, prostřednictvím editací jednotlivých prvků
o přepínání
mezi módy
o přepínání
mezi editací
bodů, hran
nebo facet
o přepínání
průhlednosti
(možnost
označit vše v
dané oblasti
bez ohledu na
směr
pohledu)
Výběr prvků:
LMB – jednotlivě
ctrl + RMB – laso
L – propojené prvky
Posun vybraných prvků:
stejně jako v edit mode (G, R, S, T)
Odstranění vybraných prvků:
delete >
odstraní
spojí zbývající
prvky
Blender – pokročilé úpravy – edit mode výběr s pomocí lasa bez průhlednosti a s průhledností
Blender – pokročilé úpravy – edit mode delete (bez náhrady) and dissolve (spojení stávajících prvků)
Blender – pokročilé úpravy – edit mode – vyplnění děr
1) výběr prvků ohraničující díru
2) Mesh > Clean up > Fill holes (je
potřeba navýšit počet stran)
3) K (knife) pro přidání hran
4) Face > Triangulate faces – pro
triangulaci
5) případné domodelování Sculpt
tools 1
2
3
4
Blender – pokročilé úpravy – modifiers o výkonné nástroje pro
automatickou změnu geometrie
o zpravidla ovlivňují celý model
o fungují pouze v Object mode
Ad modifier > Remesh
o změní topologii modelu
o vhodné pro tvorbu uzavřených
modelů a opravu sítí
o mode > Smooth
o Octree depth: nastavení počtu
prvků a detailnosti – pro naše
účely 8–10
o Scale: nastavení velikosti prvků
(na doladění rozlišení)
uzavřený model s
pravidelnou topologií
Blender – tvorba náhledů a animací
Nezbytné součásti scény!!!
objekt
světlo
kamera
+ měřítko – jakýkoliv model o známé velikosti
Blender – tvorba náhledů a animací
Nastavení objektu
o základem je barevnost a materiálové vlastnosti
menu Material properties > Base Color
(RGB, HSV, Hex)
o dále lesk (především Metallic a Roughness)
o případně průhlednost anebo vyzařování
světla (Alpha, Emission)
Blender – tvorba náhledů a animací
Nastavení kamery
o základem namířit kameru na objekt, stejně jako
v reálném světě
o pohyb kamerou stejně jako jakýmkoliv jiným
objektem (G posun, R rotace)
o případné zvětšení zobrazení kamery (S – nemá
vliv na obraz)
o numpad 0 – pohled skrz kameru
Blender – tvorba náhledů a animací
Světla
výběr elementu
typy světel
výkon (síla)
velikost zdroje
point – světlo vycházející všemi
směry z jednoho zdroje
sun – paralelní paprsky jakoby z
nekonečně vzdáleného zdroje
spot – bodové světlo
area – plošný zdroj – přirozené
měkké světlo
Blender – tvorba náhledů a animací
Nastavení kamery (vybrat kameru
> Object data properties)
výběr kamery
object data properties
perspektivní nebo
ortografické zobrazení
ohnisková vzdálenost (ZOOM)
spousta dalších nastavení včetně
simulované „velikosti čipu“
vzdálenost zobrazovaného –
někdy, pokud je kamera daleko,
není objekt vidět a je potřeba
zvýšit End
Blender – tvorba náhledů a animací
Nastavení renderovacího
nástroje
Eevee – rychlé vykreslování,
někdy nepřesné
Cycles – raytracing – věrné
vykreslování, výpočetně náročné
Liší se v některých nastaveních.
rozlišení výstupu
(poměr stran)
počáteční a koncové
políčko (podstatné pro
animace)
výstupní adresář
bitová hloubka a
průhlednost (RGBA)
Blender – tvorba náhledů a animací
Při přípravě scény je dobré
využít rychlé renderování v
pracovním okně – to využívá
nastavený vykreslovací nástroj a
dovoluje přesněji nastavit světla
Vykreslení probíhá příkazem
Render > Render Image (F12)
Blender – tvorba náhledů a animací
o animace je pouze vyrenderování
po sobě jdoucích políček
o animování probíhá vytvářením
tzv. klíčových snímků a
aproximací změn mezi nimi
časová osa začátek a
konec času
současný
snímek
Blender – tvorba náhledů a animací
o nastavení polohy a prvního
políčka pohybu
o vytvoření klíčového snímku
(RMB na objekt > Insert
keyframe > LocRotScale;
nebo zkratka I) – při vybrání
prvku je na časové ose bod
o nastavení konečného snímku a
konečné polohy (ne naopak)
o vytvoření klíčového snímku
(RMB na objekt > Insert
keyframe > LocRotScale)
o generování jednotlivých políček
– Render > Render animation
Blender – technické modelování
o lepší v ortozobrazení (numpad 5)
o postupným modelováním výchozího tvaru
Př. přidání kvádru
o Add > Mesh > Cube
o upravit dimensions na požadované hodnoty
o Object > Apply > Scale – aplikuje scale,
obdobu rototranslační matice MeshLab
Blender – technické modelování
o modelování = přidávání hran a bodů a
jejich transformace
Rychlé přidání hran (edit mode)
o ctrl + R – loop cut + slide tool – vytvoří
nové hrany, ty lze následně přesunout
k jedné straně a pak posunout o
definovanou vzdálenost (G + osa +
vzdálenost)
Vytáhnutí nebo zatlačení plochy
Extrude
Spojení vybraných vrcholů facetou
F
Zkosení a zaoblení hran
Edge > Bevel edges
Nejčastěji synonymum pro aditivní výrobu (additive manufacturing) – model vzniká postupným
přidáváním materiálu po vrstvách až do dosažení požadovaného tvaru
Zdrojem dat pro tiskárny je digitální trojrozměrný model převedený do tiskové úlohy
specializovaným softwarem (tzv. slicer)
Alternativní způsoby výroby: formative manufacturing, substractive manufacturing (obrábění)
3D tisk – obecný úvod
3D tisk – rozdělení metod
Fused decomposition modeling (FDM), fused filament
decomposition (FFD), fused filament fabrication (FFF)
(1989 – Scott Crump)
o technika nejbližší obecné představě o 3D tisku – v rovinách průřezu
modelem je nanášen natavený stavební materiál
MakerBot 2
Deltabot – konstrukce využívá tří vertikálních ramen
Zdroj: www.deltabot-makers.com
o trvanlivý a skladný stavební materiál
o nevzniká velké množství odpadu
o komplexní tisky
o od stovek dolarů
o anizotropní vlastnosti
o je nutné tisknout podpěry
3D tisk – FDM
PLA (Polylaktid – polymer kyseliny mléčné)
o biologicky odbouratelný materiál vyráběný z rostlinných škrobů
o prodáván obvykle ve formě 3mm nebo 1,75mm struny
o teplota měknutí 60° - energeticky úspornější
o vyšší lesk
o zdravotně nezávadný
Různobarevné PLA struny
3D tisk – FDM termoplasty
ABS (Akrylonitrilbutadienstyren)
o nejpoužívanější materiál v 3D tisku (a také pro
výrobu široké škály výrobků)
o odolný vůči vysokým (pevný do 105 stupňů) i
nízkým teplotám a mechanickému poškození,
nasákání, kyselinám, hydroxidům i tukům
o při ochlazování může dojít k narušení povrchu
(smrštění 0,3-0,7 %)
3D tisk – FDM termoplasty
TPU (termoplastický polyuretan)
o pružný termoplastický kaučuk
o tisk při 240–260 °C
Dřevo
Směs pilin a látky, která po nanesení aerosolu
zpevňuje. Výrobek má „dřevěný vzhled“ a dá se
opracovávat.
Pasty – čokoláda, těsto atd.
Cement
Při obohacení polymerovými vlákny
může mít vlastnosti železobetonu.
Sůl
www.emergingobjects.com
www.hizook.com
Choc Edge Systems & Materials Research Natural Machines
3D tisk – speciální materiály
Stereolitografie
STL, SLA (1986 – Chuck Hull)
o vrstvy modelu vznikají ztužováním tekutého
fotopolymeru UV zářením
o po omytí je model vytvrzen v UV peci.
o model s vysokým stupněm detailů,
bez ostrých přechodů (při stavění
se uplatňuje minimum
mechanických sil),
o nutná péče o tekutý polymer a
práce s ním
Zdroj: wikipedia.org
3D tisk – VAT polymerization
Titan 1 (Kudo 3D)
3000 USD
Form 1+ (Formlabs)
3 000 USD
3D tisk – VAT polymerization
Creality LD-002R
8 400 Kč
(dvoufotonová polymerizace – two-photon polymerization)
o femtosekundový laser ztužuje gel ne po vrstvách, ale v celém objemu
o velmi detailní modely – rozlišení 100 nm–10 μm
Zdroj: http://www.asdn.net/
3D tisk – VAT polymerization – multifotonová polymerizace
StrataSys J750
o 500 000 barev
o pevné, pružné, transparentní, neprůhledné
o vrstva 0,014 mm
o podpory odstranitelné vodní tryskou
3D tisk – material jetting
o selektivní spojování sypkého materiálu
tlakem, teplem nebo pojidlem
Zdroj: Wikipaedia
o není potřeba použít dočasné podpěry –
stavěný model je podpírán neztuženým
materiálem
o plnobarevné, různé mechanické vlastnosti
3D tisk – binder jetting
HP Multi Jet Fusion
o chefjet pro – tavení sypkého cukru
3D tisk – binder jetting
Selective laser melting
o roztavení prášku
Selective laser sintering – SLS (selektivní
spékání laserem, sintrování)
o spékání prášku
Direct metal laser sintering – DLMS – liší se
pouze v detailech
např. Alumid – nylon s hliníkovým prachem –
vyšší teplota tání než čisté termoplasty
Selective laser melting
Zdroj: www.nasa.gov
3D tisk – powder bed fusion
Electron beam melting
o elektronový paprsek schopný tavit titan
Zdroj: www.micromanufacturing.com
CandyFab – tavení
sypkého cukru
3D tisk – powder bed fusion
LOM laminated object manufacturing (vyvinuto Helisys Inc.)
Lepení vrstev materiálu (např. papíru nebo fólie) vyřezaných do
tvaru průřezu modelem.
K řezání se využívá nůž nebo laserový paprsek.
o nejsou potřeba podpěry
o potenciálně vysoká rychlost – tiskárna
edituje pouze obvod řezu, netiskne např.
vnitřní výztuhy
o využívá levný materiál
o nevhodné pro tvorbu dutých předmětů
o vylamování modelů
o nekvalitní povrch
Zdroj: www.azom.com
3D tisk – sheet lamination
Zdroj: www.hyperfun.org
3D tisk – sheet lamination
o model musí být uzavřený (watertight)
o nejde o uzavřenost ve smyslu tvaru, ale o vlastnost polygonální sítě, která musí
obsahovat pouze hrany, které tvoří vždy stranu dvou facet (nejsou okrajové)
řešení – hole filling (GOM Inspect,
Blender); Make manifold (Blender)
vytvoření objemu – solidify, extrude
Modely pro 3D tisk
o dostatečná tloušťka stěn
o je potřeba hlídat při tvorbě uzavřených modelů a při
zmenšování modelů
o příliš tenké stěny -> poruchy tisku
(fabacademy.org)
Modely pro 3D tisk
o model musí být tvořen jedinou polygonální sítí, jejíž facety se nikde neprotínají
o Boolean operace (Blender, NetFabb, TinkerCad)
o na úrovni celého modelu
Modely pro 3D tisk
Modely pro 3D tisk
o model musí být tvořen jedinou polygonální sítí, jejíž facety se nikde neprotínají
o na úrovni celého modelu
o Boolean operace (Blender, NetFabb, TinkerCad)
o chyby ve směřování normál modelu
o invert normals (Blender, NetFabb)
Modely pro 3D tisk
Slicer – Ultimaker cura
nastavení tiskárny nastavení extruderu
a materiálu
přepínání modu
nastavení vlastností tisku
Import a úprava polohy
o import se provádí přetažením modelu do okna programu
Slicer – Ultimaker cura
Nastavení
o posunu
o změny velikosti
o rotace
o zrcadlení
o počtu kopií
nastavuje se buď s
pomocí hodnot v
dialogu, nebo s
pomocí gizma
Slicer – Ultimaker cura
Model se musí: vejít do stavěcího prostoru
tisknout s ohledem na kvalitu
tisknout s ohledem na spotřebu materiálu
Model se musí: vejít do stavěcího prostoru
tisknout s ohledem na kvalitu
tisknout s ohledem na spotřebu materiálu
Slicer – Ultimaker cura – základní nastavení
výška vrstvy (layer heigh) – výška jedné tištěné vrstvy; čím víc, tím detailnější model, ale delší tiskový čas
0,1 mm 0,2 mm 0,3 mm
o vyrovnává případné nerovnosti stavěcí
desky – samotný model je tištěn na
rovnou a čistou plochu raftu
o pomáhá při tisku modelů, které mají s
kontaktní deskou omezený kontakt –
zvyšuje přilnavost
o zvyšuje spotřebu materiálu a dobu
tisku
o pokud je v místě kontaktu s podložkou
plocha, raft se může špatně
odstraňovat
Slicer – Ultimaker cura – základní nastavení – raft a support
Model se musí: vejít do stavěcího prostoru
tisknout s ohledem na kvalitu
tisknout s ohledem na spotřebu materiálu
grid tri-hexagonal
Slicer – Ultimaker cura – základní nastavení – výplň
infill 5 % infill 15 % infill 25 % infill 50 %
octet gyroid
Slicer – Ultimaker cura – základní nastavení – poloha při tisku
NetFabb AutoDesk – automatické vyhledání vhodných poloh
Slicer – Ultimaker cura – základní nastavení – poloha při tisku
Dron