Jak przyciąć, uprościć i przeskalować model STL

Plik STL rzadko jest gotowy od razu. Model bywa większy od stołu drukarki, siatka bywa gęstsza, niż drukarka potrafi zobaczyć, skala bywa cudza, a ustawienie na stole decyduje o tym, czy wydruk pęknie przy pierwszym zgięciu. Cztery operacje, cztery decyzje i jedna zasada wspólna: każdą z nich robi się na modelu, a nie na cenie.

Przycięcie i podział modelu

Model większy niż przestrzeń robocza nie jest przeszkodą, tylko decyzją o miejscu cięcia. Nasza drukarka FDM ma pole 300 × 320 × 325 mm, drukarka żywiczna znacznie mniej, więc figurka wysoka na pół metra wychodzi z dwóch albo trzech części sklejanych po druku.

Cięcie płaszczyzną robi każdy popularny program: PrusaSlicer i Bambu Studio mają narzędzie noża wbudowane w krajalnik, Blender tnie modyfikatorem Boolean, Meshmixer poleceniem Plane Cut. Różnica nie leży w narzędziu, tylko w tym, gdzie poprowadzisz płaszczyznę.

• Tnij tam, gdzie szew i tak zginie: wzdłuż krawędzi kształtu, na styku dwóch elementów, po linii ubrania figurki. Płaska powierzchnia w połowie gładkiego walca będzie widoczna zawsze.
• Dodaj kołki i gniazda, zanim wytniesz. Dwa bolce o średnicy 4 mm z luzem 0,2 mm składają części same, bez pilnowania kąta przy klejeniu.
• Każda część po cięciu musi zostać bryłą zamkniętą. Krajalnik zwykle domyka przekrój sam, ale eksport z Blendera po prostym Boolean potrafi zostawić otwartą dziurę.

Uproszczenie siatki

Skan trójwymiarowy albo model wyeksportowany z CAD-a z maksymalną dokładnością potrafi mieć kilka milionów trójkątów i ważyć kilkaset megabajtów. Drukarka i tak nie zobaczy większości z nich, bo tnie model na warstwy o wysokości od 0,06 do 0,28 mm, a trójkąt mniejszy od warstwy nie ma jak się w niej odbić.

Uproszczenie, czyli decymacja, zmniejsza liczbę trójkątów przy zachowaniu kształtu. W Blenderze robi to modyfikator Decimate w trybie Collapse, w Meshmixerze polecenie Reduce, w MeshLabie filtr Quadric Edge Collapse Decimation. Rozsądny cel dla wydruku to od stu do trzystu tysięcy trójkątów; poniżej dziesięciu tysięcy zaczyna być widać wielokąty na łukach.

Skalowanie

Skalowanie wygląda na najprostszą z czterech operacji i jest z nich najbardziej zdradliwe, bo zmienia wszystko naraz. Zmniejszenie modelu do 60 procent zmniejsza tak samo grubość ścianki, średnicę bolca i szerokość napisu.

Mnożnik przy zmianie skali to iloraz mianowników w drugą stronę: z 1:6 na 1:10 mnożysz przez 6/10, czyli 0,6. Objętość zmienia się z trzecią potęgą, więc figurka zmniejszona do 60 procent wysokości zużywa około 22 procent materiału. To jest też powód, dla którego cena spada mocniej, niż podpowiada oko.

Po każdym zmniejszeniu sprawdź najcieńszy element osobno. Ścianka 0,8 mm po zejściu do 60 procent ma 0,48 mm i przestaje być drukowalna na FDM, bo dysza ma 0,4 mm i taka ścianka to jedna ścieżka bez żadnego zapasu. W biżuterii to samo dotyczy krap: cienka krapa po zmniejszeniu nie utrzyma kamienia.

Kąt ustawienia na stole

Ustawienie modelu decyduje o trzech rzeczach naraz i żadnej z nich nie da się poprawić po wydruku. Pierwsza to podpory: każda powierzchnia nachylona bardziej niż mniej więcej 45 stopni od pionu potrzebuje podparcia, a podpora zostawia ślad. Druga to schodki na krzywiznach, tym wyraźniejsze, im bardziej powierzchnia zbliża się do poziomu. Trzecia to wytrzymałość.

Wytrzymałość jest tą, o której zapomina się najczęściej. Wydruk FDM jest zbudowany z warstw sklejonych ze sobą, więc rozchodzi się wzdłuż warstwy łatwiej, niż pęka w poprzek materiału. Hak, uchwyt albo dźwignia ustawione tak, że siła próbuje rozdzielić warstwy, urywają się przy obciążeniu, przy którym ten sam element obrócony o dziewięćdziesiąt stopni wytrzymuje kilkukrotnie więcej.

Trzy typowe przypadki

• Element mechaniczny, obciążany: warstwy w poprzek działającej siły, nawet kosztem podpór i dłuższego druku.
• Figurka: przechylona o kilkanaście stopni od pionu, żeby żadna duża płaszczyzna nie leżała równolegle do warstw i nie zbierała schodków na twarzy.
• Wzorzec odlewniczy z żywicy: pod kątem, który daje najmniejszą powierzchnię przekroju w każdej warstwie, bo od niej zależy siła odrywania od kuwety.

Sprawdzenie przed wysyłką

Zanim wyślesz plik do wyceny, otwórz go jeszcze raz i przejrzyj cztery rzeczy: czy każda część mieści się w polu roboczym, czy siatka jest zamknięta po cięciu, czy najcieńszy element po zmianie skali nadal ma sens, i czy zapisany plik to naprawdę ten po zmianach. Ostatnie zdarza się częściej, niż można przypuszczać.

Naprawianie błędów siatki, formaty i eksport z popularnych programów opisaliśmy osobno w poradniku Jak przygotować plik STL do druku 3D.