Как написать программу для 3д принтера
Перейти к содержимому

Как написать программу для 3д принтера

  • автор:

Как создать модель для печати на 3D-принтере: 30 видеоуроков

Печать на 3D-принтере — процесс достаточно простой, если соблюдать правила работы с разными типами материалов и с конкретными моделями принтеров, но — со своими тонкостями. Чтобы избежать непредвиденных затруднений в процессе печати, следует тщательно проработать 3D-модель до загрузки файла на 3D-принтер.

Читайте нашу новую статью, чтобы узнать — как создать с нуля 3D-модель для 3D-принтера, и каких ошибок следует избегать.

Какие файлы необходимы для 3D-принтера?

Большинство фотополимерных 3D-принтеров распознают STL-файлы. STL — это формат файла, изначально разработанный компанией 3D Systems для печати предметов методом стереолитографии. STL-файлы описывают только геометрию поверхности трехмерного объекта без какого-либо представления о цвете, текстуре или других атрибутах модели. Слайсеры различных моделей 3D-принтеров поддерживают файлы распространенных форматов OBJ, 3DS, а также проприетарные (FORM, PLG).

Создать STL-файл трехмерной модели можно в CAD-программе или при помощи 3D-сканеров RangeVision, ручных 3D-сканеров Einscan и т.д. Не следует путать файлы STL и Gcode. Файлы STL содержат 3D-объект, а Gcode-файл — это составленный слайсером код управления 3D-принтером. Многие производители 3D-принтеров предоставляют тестовый файл в формате .gcode, чтобы пользователь мог сразу испытать новое оборудование. Но как поступить, если необходимо создать проект для 3D-принтера с нуля? Рассмотрим популярные программы, которые дают возможность разработать сложные предметы для разных методов 3D-печати.

Программы для 3D-моделирования

Готовить модели для 3D-печати можно в различных программах, предназначенных для работы с трехмерными объектами. Хотя принцип моделирования объектов во всех программах схожий, существуют различия в подходе к решению задач. Можно использовать профессиональные приложения для отрисовки 3D-рендеров (The Brush, Autodesk Maya и 3ds Max и другие), приложения для инженеров (Fusion 360, Autodesk Solidworks Blender, Компас 3D), а также существуют программы, которые оптимизированы для работы с небольшими 3D-объектами (Sketchup). Выбор ПО зависит от привычек пользователя, поскольку от особенностей интерфейса зависит удобство использования программы. Рассмотрим часто встречающиеся примеры ПО для 3D-моделирования.

Видеоуроки по Fusion 360

Fusion 360 — это профессиональная многофункциональная программа, предназначенная в том числе для создания 3D-моделей для 3D-принтера. Несмотря на обширные возможности, интерфейс программы достаточно понятный. Более того, многие функции меню имеют визуальные подсказки, по которым легко ориентироваться. Программа Fusion 360 позволяет сразу конвертировать разработанную для 3D-печати модель в формат .STL, то есть получить готовый файл для печати. Одно из достоинств этого ПО — наличие условно-бесплатной версии.

На следующем видео показано, как в программе создать модель, на примере опоры-кронштейна для лампы:

В конце следующего длинного видеоролика показано, как на основе чертежа создать 3D-модель станины:

Пример того, как составить 3D-модель рукоятки ножа, используя обычную фотографию, можно увидеть в ролике:

Достаточно сложный пример: проектирование кулона в виде Ленты Мёбиуса, процесс пошагово показан в 14-минутном видео:

Автор канала Make Anything опубликовал получасовой ролик о создании в Fusion 360 квадратной тарелки и высокой вазы. Бонусом автор прикрепил в описании к видео ссылку на готовые stl-файлы этих предметов.

В следующем видео показано, как в Fusion 360 спроектировать составную деталь с шарниром, на примере зажима:

Adafruit Industries сделали 18-минутное видео, в котором показали, как в Fusion 360 наносить объемный рисунок на боковые стенки предметов. В примерах показаны как повторяющиеся симметричные паттерны, так и сложные асимметричные узоры:

Видеоуроки по SolidWorks

Программа SolidWorks имеет русифицированный интерфейс, что может быть удобно, в частности, при создании обучающих курсов по 3D-печати в школах. Меню программы не перегружено пунктами. Разобраться в приложении достаточно просто даже начинающему специалисту.

В следующем примере показано, как спроектировать в SolidWorks переходник для колков гитары:

На видео ниже показано, как спроектировать в SolidWorks изогнутую трубу с фланцами:

Моделирование опорной детали для различных инструментов — тема следующего ролика:

Чтобы смоделировать болт с правильной аккуратной резьбой, необходимо знать несколько трюков в SolidWorks. На канале My Digi Pro объяснили, как выполнить работу быстро:

Если вам необходимо строить объекты сложной формы, вам поможет разобраться в программе большой получасовой видеоурок:

Создайте шестеренку сложной формы. Сделать это вам поможет короткий видеоролик:

Видеоуроки по Компас 3D

Компас 3D — это профессиональная программа для создания 3D-объектов любой сложности. Вероятно, из-за ориентации на профессиональное CAD-моделирование, интерфейс программы получился довольно сложным: с большим количеством пунктов меню и обширными возможностями для настройки.

Если вы только начинаете осваивать Компас 3D, потренируйтесь на моделировании обычного ящичка:

Модель гайки представлена на следующем видео:

Порядок моделирования зубчатого колеса с использованием чертежа:

Подгонка и сборка шарнирного соединения на 3D-модели показана в следующем видео:

Пример сравнительно сложной детали, винта кулера, показан в этом ролике:

Видеоуроки по Blender

Blender — профессиональная программа, которая предназначена для создания сложных трехмерных объектов, в том числе анимированных. Интерфейс программы может показаться достаточно сложным для новичка, но в Интернете можно найти достаточно обучающих материалов по созданию 3D-моделей с ее помощью. Интерфейс программы русифицирован.

Начать освоение Blender можно с моделирования держателя полки (для фиксации на стене):

Поскольку Blender — это полноценный графический редактор, в программе можно создавать сложные арт-объекты. В туториале показано, как за час создать оригинальную модель, у которой будет фактурная поверхность и множество выразительных деталей:

Еще один арт-объект, но на этот раз — абстрактная модель ламы. Отрисовка такой модели занимает существенно меньше времени:

Головной убор для косплея:

Подготовка файла Blender для 3D-печати, пример — серьги-секиры:

Создание 3D-модели осевого держателя на основе чертежа:

Крючок с креплением для стенда с инструментами:

Создание модели сундучка с нуля:

Конвертация чертежей онлайн

В последние годы на рынке появляются и альтернативные методы 3D-моделирования. Например, немецкая компания CAD Schroer разработала комплекс из компьютерной программы MEDUSA4 Personal и онлайн-платформы CSG eSERVICES, которые позволяют превратить чертеж в трехмерный объект с сохранением в STL-файл. В десктопном ПО MEDUSA4 Personal пользователь открывает файл с двухмерным чертежом и запускает через пункт меню Model Reconstruct моделирование 3D-объекта. Сохраненный трехмерный объект в MOD-файле необходимо конвертировать онлайн в STL-файл. Единственным недостатком сервиса является оплата за каждую конверсию поштучно.

Ошибки, которые необходимо предотвратить при 3D-моделировании

Начинающие пользователи обычно приобретают FDM- или SLA/LCD-принтеры начального уровня. В FDM для печати используется пластиковый филамент. В SLA и LCD, фотополимерных технологиях печати — жидкая фотополимерная смола. FDM-принтеры доступнее, а фотополимерные принтеры позволяют создавать гораздо более сложные и детализированные объекты. Рассмотрим самые распространенные ошибки, совершаемые пользователями при подготовке модели к печати.

Добавление поддержки

При создании сложного объекта следует учесть, что участки модели, которые “висят в воздухе”, не могут быть напечатаны без создания поддержек. Поддержки — печатающиеся вместе с моделью опорные конструкции, которые удаляются после завершения печати. Во многих программах поддержки можно создавать автоматически и изменять вручную.

При использовании FDM-принтера с двумя экструдерами поддержки можно печатать из растворимого материала, например — поддержки из HIPS с деталью из ABS, поддержки из PVA с деталью из PLA. Такие поддержки легко удаляются с помощью растворителя, без риска повредить модель в процессе ее очистки от них.

Толщина стенок, диаметр отверстий

При создании легкого ажурного объекта пользователь может ошибиться и создать слишком маленькие отверстия, либо слишком тонкие стенки изделия, которые принтер не сможет воспроизвести корректно. Данная ошибка в большей степени характерна для FDM-моделей, однако и при работе с фотополимерными необходимо учитывать рекомендованные производителем параметры стенок и отверстий.
Мы рекомендуем моделировать стенки объектов с толщиной не менее двух диаметров сопла, для FDM-принтера, а для фотополимерных — не менее полмиллиметра.

Итоги

Как видно из приведенных примеров, процесс моделирования 3D-детали для печати на 3D-принтере легко освоить без прохождения длительных дорогостоящих курсов. В современной информационной среде достаточное количество бесплатных и, что важно — весьма содержательных и простых для понимания обучающих видео. Также в самообразовании может помочь чтение тематических форумов, участие в сообществах 3D-печатников, где принято помогать новичкам и объяснять неочевидные и сложные нюансы.

TOP программ для 3D печати: создаем, правим и печатаем

news_title

Мы продолжаем серию статей о 3D принтерах, и сегодня речь пойдет о программном обеспечении. Как мы уже ранее писали, различных программ для создания и подготовки моделей действительно много. Так много, что взявшись выбирать что-то под свой вкус, можно пропасть для мира на пару дней, а то и недель. А кому захочется тратить столько времени на такую, казалось бы, простую задачу? Поэтому мы провели исследование и подготовили список лучших программ и сервисов для 3D печати.

И начнем мы с ресурсов для самых ленивых — сервисов на которых можно найти готовые модели. Просто скачивай, масштабируй, печатай и пользуйся напечатанным в свое удовольствие. Таких сайтов десятки, мы дадим тройку самых популярных из них.

sketchfab.com

sketchfab.com

Начнем со sketchfab.com. Это ресурс объединяющий создателей 3D контента работающих в самых разнообразных областях — от моделей для интерактивных иллюстраций до максимально реалистичных интерьеров для VR проектов. Среди этого многообразия есть и модели для печати на 3D принтере. Так как этот ресурс скорее художников от 3D, чем кого-либо еще, то в основном местные модели представлены скульптурами и архитектурой. Полезных в быту решений практически нет, а вот украсить свое жилище чем-то этаким — пожалуйста.

grabcad.com

grabhab.com

Следующий ресурс диаметрально противоположен скетчфабу, ведь grabcad.com — это царство инженеров. Сотни тысяч людей, разбирающихся в технике не понаслышке, выкладывают здесь результаты своих трудов: модели предметов, инструментов, схемы устройств и заготовки для создания различной техники. Так что если вам не чужд дух мейкерства и вы мечтаете создать какое-нибудь полезное устройство, то знакомство с местным ассортиментом позволит вам постичь основы и премудрости работы с 3D принтером. Заодно ваш дом заполонят полезные и просто удивительно красивые с точки зрения механики устройства.

thingiverse.com

thingiverse.com

Если вы хотите все и сразу, тогда вам понравится самый обширный и всеобъемлющий каталог 3D моделей для печати — thingiverse.com. Здесь можно найти и скульптуры, и технику, а так же кучи аксессуаров к мобильным устройствам, объемных головоломок и обычных практичных мелочей, от крючков для одежды до деталей к бытовой технике. Еще один приятный момент этого ресурса, это наличие утилиты Customizer, позволяющей адаптировать простые модели под свои требования. Задать нужные размеры для простой коробочки, прописать собственную мелодию для музыкальной шкатулки, сделать именной браслет — это все возможно сделать прямо на сайте, без использования дополнительного программного обеспечения.

Скачав интересующую модель нужно подготовить ее для принтера. Конечно в комплекте с каждым устройством идет собственная программа, позволяющая создать из традиционной 3D модели файл инструкций gcode для принтера. Но не всегда это ПО имеет понятный интерфейс, и не всегда оно поддерживает нужные вам техники печати. Так что следующая тройка — это софт для слайсинга моделей.

Cura

Cura

Эта программа разрабатывалась для работы с серией принтеров Ultimaker, а еще она поддерживает и множество производных моделей от Rep-Rap – принтера с открытой архитектурой. Чем цепляет эта утилита, так это удобством работы как для новичка, так и для более опытного пользователя. Для этого у нее есть переключатель Simple/Advanced прячущий или показывающий подробные настройки процесса печати. В остальном функциональность программы вполне обычна — она поможет разместить модель или модели в поле для печати, выбрать плотность заполнения внутренних объемов и создать файл gcode для печати.

Repetier

Repetier

Эта программа рассчитана на более опытных пользователей. Здесь нет спасительного «простого» режима и для настройки печати придется вникнуть в конфигурацию принтера и сам процесс печати. Это, помимо головной боли, даст вам представление о том что может ваш принтер, а так же поможет качественно напечатать то, что раньше никак не получалось.

Так как это приложение создавалось под Rep-Rap принтеры (которые могут быть совершенно различных конфигураций), то оно может работать с просто монструозными устройствами. Он может управляться до 16 одновременно печатающих головок с разными настройками и материалами. Не смущают его и разные размеры и формы рабочего стола. К тому же он работает в клиент-серверной архитектуре, что позволяет подключить к серверу несколько разных принтеров и управлять ими не только находясь дома, но и из любой точки земного шара с мобильного устройства или через веб.

Slic3r

Slic3r

Это слайсер с еще большим количеством настроек. Даже для ее запуска нужно знать характеристики своего принтера. Так как при первом старте запускается мастер настройки требующий задать основные параметры вашего устройства. Да и в самом интерфейсе «простые» настройки соответствуют «сложным» из Cura. А на «экспертных» можно зависнуть на несколько часов, выбирая идеальные параметры, для получения идеальных поверхностей. В общем не стоит хвататься за эту программу сразу. Лучше сначала немного поработать с более простыми вариантами. Но потом, знание магии настроек Slic3r позволит добиваться впечатляющих результатов при печати.

Иногда, распечатав скачаную и нарезанную модель, с удивлением обнаруживаешь в ней какие-то дырки, которых не было видно на экране компьютера, или отсутствие некоторых частей модели, которые наоборот, присутствовали в компьютерном варианте. Столкнувшись с этой проблемой, не стоит обвинять во всем принтер или программное обеспечение. На самом деле вам попалась не очень качественная 3D модель, которую автор не тестировал в реальной печати. Есть решение и у этой проблемы — программы проверяющие файлы на типичные ошибки и исправляющие их (а в крайне редких случаях окончательно «убивающие» их)

makeprintable.com

makeprintable.com

Самый простой способ поправить 3D модель, это завести аккаунт на makeprintable.com и прогнать ее через местную веб-утилиту. Сервис работает довольно быстро и качественно, но не способен осилить крупные файлы может глючить, если загрузить большое количество моделей на одну подложку. В остальном это идеальное решение для исправления мелких недочетов в моделях.

Netfabb Basic

Netfabb Basic

Это немного урезанный вариант коммерческого приложения для исправления моделей. И хотя для «про» версии оставили несколько очень мощных инструментов для работы с моделями, даже в базовой версии программа способна исправить почти все. По крайней мере функция авто-исправления продолжает творить чудеса. Но главное сильно не увлекаться, ведь при «латании» некоторых проблем, модель может терять детализацию и в итоге будет выглядеть не совсем так, как ожидалось.

MeshLab

MeshLab

Это утилита для экспертов и тех, кого не пугает исследование проблем модели вручную. Конечно есть и вспомогательные инструменты, но справиться с ними без соответствующего уровня знаний будет очень не легко. В то же время и результаты от профессионального вмешательства в структуру файла будут намного лучше чем при автоматическом исправлении другими утилитами. А некоторые недочеты получится вылечить только тут.

Если же вы хотите не только пользоваться результатами чужого труда, но и создавать что-то самостоятельно (или вам просто не удается найти то что нужно среди бесплатных моделей), ваш выбор — инструменты для создания 3D моделей. Тут уж придется разобраться хотя бы в базовых понятиях печати. А вознаграждением за их изучение будут знания и навыки, которые позволят самостоятельно создавать все что вам нужно из домашней утвари, а так же может пригодиться в будущем при поиске работы.

tinkercad.com

thinkercad.com

Еще один веб-инструмент для владельцев 3D принтеров. На tinkercad.com вас научат как объединяя и вырезая простейшие фигуры, можно создать что-то нужное и полезное. В интерфейсе сервиса разберется даже дошкольник, а получаемые модели вполне годны к использованию и практичны. Конечно тут очень проблематично реализовать сложные устройства и практически невозможно создавать художественные скульптуры, но для освоения базовых функций он подходит идеально.

SketchUp

SketchUp

Освоившись с онлайновым редактором, можно переходить к более сложным моделям, и тут не обойтись без полноценной программы для моделирования. SketchUp, сохранив простоту работы с формами, позволяет создавать намного более сложные модели. Это универсальный инструмент, работа с которым не вызовет у вас трудностей, и, в то же время, при работе с ним не чувствуешь себя ребенком, составляющим фигурки из кубиков. На практике SketchUp подкупает хорошей реализацией работы с размерами деталей, что позволяет делать точную подгонку сложных устройств. Но все же это инструмент больше для техников. Если же ваше призвание — создание скульптур, то стоит обратить внимание на Sculptris (http://pixologic.com/sculptris/), в котором создание моделей больше похоже на лепку из пластилина.

Blender

Blender 3D

Если же вам мало возможностей и в этих инструментах, то ваш выбор — профессиональный софт. Blender это в первую очередь инструмент для 3D моделирования. Он появился задолго до 3D принтеров и успел поработать и в создании анимации, и в разработке игр. Мощная система плагинов и проверенный годами инструментарий, позволяют создавать в нем все что угодно. Но чтоб создать хоть что-то нужно потратить не один день на изучение видео-уроков и туториалов по работе с программой. Дополнительный плюс от изучения Blender – умение создавать модели не только для печати, но и для любых других применений: от быстрого моделирования интерьеров, до создания объектов для виртуальной реальности.

На этом мы завершаем наш топ приложений для 3D принтеров, но не закрываем эту крайне интересную тему. Ждите новые материалы на нашем ресурсе!

Программы для 3D моделирования и нарезки моделей. Обзор, плюсы и минусы

Весь цикл создания детали на 3D-принтере можно уместить в три этапа: Создание/нахождение модели, нарезка модели в слайсере, печать на 3D-принтере. Каждый этап завязан на своей программе. Модели создаются в специальных программах, затем в слайсере модель “нарезается” на шаги, которые принтер будет последовательно исполнять. Полученный список шагов (команд) либо помещается на карту памяти и запускаются с самого принтера, либо через проводное/беспроводное соединение отправляются на принтер. В итоге всех этих действий мы получаем изделие. Поэтому искать “программу для 3D-принтера” неправильно: необходимо искать программу для моделирования и слайсер.

Программы для 3D-моделирования

  • Программы для художественного моделирования
  • Программы для создания инженерных изделий (зачастую САП или САПР — Система Автоматического Проектирования)

Очевидно, что инженеру, при создании чертежа нужны точные инструменты: линейка, карандаш, циркуль и т.д. Но художнику же необходимы более свободные инструменты: кисти, пастель, палитра и другие. По этому же принципу делятся программы: в инженерных программах есть все инструменты, позволяющие точно задать характеристики каждого элемента детали, а в художественных программах инструменты созданы для придания более гладких форм, чтобы модель выглядела как можно более естественно. Кончено и в художественных программах можно моделировать технические изделия, но это сравнимо с рисованием чертежа пастелью: неудобно, сложно и неточно. Поэтому очень важно определить зачем вам нужна программа для моделирования.

Совет: лучше всего изучить одну-две программы на профессиональном уровне, так как это позволит создавать сложные модели. Но также следует знать основы в других программах, так как большой круг знаний позволяет более гибко выбирать подход к созданию моделей.

Виды файлов для 3D-печати

Для начала стоит разобраться, какие виды файлов участвуют в процессе изготовления детали. Первым шагом идёт создание модели. Она может быть сохранена в формате самой программы (например, у КОМПАС-3D файлы имеют расширение .m3d, а у 3ds Max расширение файла будет .MAX). Такие файлы могут быть открыты только в программах, в которых создавались. Но нам нужен универсальный формат — STL. Все программы умеют сохранять модели в этом формате. В нём хранятся полигоны, создающие модель.

Все файлы делятся на 3 категории:

  • Файлы, хранящие полигональную информацию (STL, OBJ и др.). Являются аналогами растрового изображения. Увеличить качество 3D-моделей в этом формате можно только сглаживанием, но при этом будут теряться мелкие детали, а вес файла сильно увеличиваться.
  • Файлы, хранящие шаги по созданию детали (STEP, STP и др.). Здесь можно провести аналогию с векторными изображениями. Каждый элемент задается либо с помощью простых соединений точками (например, как в кубе или пирамиде), либо с помощью формул (любые кривые, округлые объекты). Модели в таком формате можно масштабировать без потери качества, при этом сохраняя относительно малый объем файла.
  • Утилитарные файлы, в которых хранятся шаги для 3D-принтера (GCODE, GCOD). В этих файлах хранятся команды, которые исполняет принтер и, в некоторых случаях, комментарии (например, с какими настройками была нарезана модель). Некоторые слайсеры могут симулировать движения принтера, тем самым визуализируя модель, но перевести файл из этого формата в полноценную модель невозможно.

Будьте осторожны! Если вы не уверены, что GCODE файл предназначен для вашего принтера, то не стоит его запускать в печать, ведь область печати у каждого принтера разная. На сторонних прошивках нет ограничения на максимальное расстояние перемещения, некоторые команды стороннего ПО могут приводить к некорректной работе платы управления. Если принтер будет множество раз пытаться вывести печатающую головку за границы области печати, то он может навредить сам себе!

Если файлы находятся в одной категории, то их можно легко переводить из одного формата в другой почти без потери данных. Форматы, указанные в скобках являются своеобразными “транзитами”. Например, у программы Inventor существует свой формат файлов — itp, а у Fusion 360 свой — f3d. Но если сохранить файл в Inventor в общем формате STEP, то его можно будет открыть в любой инженерной программе, а затем сохранить в формате этой программы.

Бесплатные программы

Обычно бесплатные программы либо ограничены в функционале, либо созданы энтузиастами, из-за чего имеют очень кривой интерфейс и множество ошибок. Но их функционала хватает для создания простых моделей, а в некоторых случаях, такие программы могут полностью заменить платное ПО.

Tinkercad

По сути своей это даже не программа, а сайт, то есть её не надо устанавливать на компьютер и она открывается с любого устройства, у которого есть доступ в интернет. Но в этом и заключается ее главный минус — без доступа в интернет вы не сможете скачать себе какую либо модель, ведь каждый проект изначально сохраняется в облаке. Также для работы на этом сайте необходима регистрация. Изначально сайт создавался для детей, поэтому каждый инструмент интуитивно понятен. Программа подойдёт для моделирования простых изделий: прокладки, втулки, переходника, чехлы, коробки и т.д.

  • Простота в освоении
  • Не нужно устанавливать на ПК
  • Доступ к моделям с любого устройства
  • Невозможность работать без интернета
  • Каждый отдельный проект нужно скачивать
  • Ограниченное число инструментов
FreeCAD

Эта программа предназначена для создания технических изделий: креплений, втулок, шарниров и прочего. Так как это проект с открытым исходным кодом, он распространяется на бесплатной основе. При этом она имеет весь необходимый функционал для открытия и редактирования файлов с расширением .step — универсальный формат для всех инженерных программ. Также стоит отметить возможность добавлять аддоны — специальные подпрограммы, позволяющие в полностью автоматическом режиме выполнять какие-либо действия. Например, есть аддон, облегчающий создание различных шестерней. В этой программе можно создавать более сложные изделия: механизмы, редукторы, шарниры и т.д.

  • Относительно проста в освоении
  • Активное сообщество
  • Наличие аддонов
  • Поддержка русского языка
  • Наличие багов
  • Устаревший интерфейс
  • Наличие аддона для работы с .STL файлами
OpenSCAD

Данный САПР ближе к языкам программирования, чем к моделированию: каждый объект или какое либо действие задается в виде кода. Это позволяет создавать универсальные модели. Например, сортировщик монет: один раз написав “код модели”, можно создавать огромное количество вариантов этой модели для различных стран, изменяя всего несколько параметров. Эта программа, как и предыдущая, является проектом с открытым исходным кодом, вследствии этого регулярно обновляется.

  • Работает на слабых ПК
  • Удобство создания универсальных моделей
  • Легко освоить, если есть опыт в программировании
  • Нет русского интерфейса
  • Является языком программирования
  • Сложно создать криволинейную геометрию

Лучшие программы для 3D-печати в 2022 году

3D-печать — это многоэтапный процесс, ведь сначала необходимо спроектировать 3D-модель, проверить ее на ошибки, преобразовать в машинный код, и только потом в дело идет 3D-принтер. В этой статье мы поделимся примерами программ, способных помочь на каждом этапе подготовительной работы и непосредственно во время 3D-печати.

Лучшие программы для 3D-печати

Содержание:

1. Программы для 3D-моделирования:

2. Редактирование и ремонт STL-файлов:

4. Управляющие программы:

5. Программы для визуализации G-кода

1. Программы для 3D-моделирования

Если вы готовы творить с нуля, придется осваивать специальные программы для 3D-моделирования. Многие из них, особенно профессиональные системы автоматизированного проектирования, могут быть дорогими вложениями, но с другой стороны на рынке предостаточно вполне способных и при этом бесплатных предложений.

Лучшие программы для 3D-печати

Tinkercad — это браузерное приложение от Autodesk, ввиду свой простоты отлично подходящее для пользователей с нулевым опытом, даже для детей. В этой программе 3D-модели строятся на основе базовых блоков — простых геометрических фигур, соединяемых вместе, а затем «обрабатываемых напильником» до готового вида. Также можно преобразовывать в 3D-модели двухмерные векторные изображения. Само собой, за простоту необходимо платить — в случае с Tinkercad довольно примитивным функционалом, мешающим создавать по-настоящему комплексные модели. Но такая задача и не стоит: получив базовые навыки на Tinkercad всегда можно перейти на более сложные и более способные программы в нашем списке.

Лучшие программы для 3D-печати

ZBrushCoreMini — в первую очередь инструмент для 3D-скульптинга, особенно популярный среди тех, кто занимается созданием фигурок людей и животных, персонажей компьютерных игр и комиксов, и тому подобного. Это программное обеспечение в основном ориентировано на новичков и пользователей с умеренным опытом, но в то же время полно впечатляющих функций, облегчающих работу. Например, алгоритмы динамической тесселяции постоянно анализируют поверхность рабочей модели и автоматически добавляют полигоны так, чтобы не нарушалась детализация.

ZbrushCoreMini предлагается на бесплатной основе и позиционируется как программа входного уровня для обучения и постепенного перехода на более способные и сложные варианты — ZBrush и ZbrushCore.

Лучшие программы для 3D-печати

Эта программа разработана корпорацией Microsoft и какое-то время предлагалась в комплекте с Windows 10, хотя нынче ее необходимо скачивать и устанавливать отдельно. 3D Builder позволяет редактировать модели в форматах STL, OBJ, and 3MF, а также создавать модели с нуля. В этом плане программа достаточно примитивна, зато проста и понятна даже начинающим моделерам.

Одна из интересных особенностей 3D Builder состоит в способности упрощать меши, снижая количество полигонов, вес файлов и время обработки в слайсере — удобно в тех случаях, когда оригинальный дизайнер явно переборщил с полигонами. Дополнительно можно импортировать модели из библиотеки и даже использовать сенсоры Kinect для 3D-сканирования и импорта моделей физических объектов.

Лучшие программы для 3D-печати

SketchUp — веб-приложение с отличным сочетанием простоты и функциональности. Удобный интерфейс интуитивно понятен и значительно облегчает обучение, а набор инструментов достаточно разнообразен даже для продвинутых пользователей — отсюда и широкая популярность этой программы.

Бесплатный вариант ранее назывался SketchUp Make, а теперь именуется просто SketchUp Free. В него входит все необходимое для 3D-моделирования под 3D-печать, только не забудьте скачать модуль для экспорта STL-файлов — он тоже бесплатный. В комплекте идут 10 Гб на хранение проектов в облаке и доступ к 3D Warehouse — репозиторию с опенсорсным пользовательским контентом.

Лучшие программы для 3D-печати

Профессиональная САПР, разработанная компанией Autodesk и славящаяся удобством пользования и продвинутым функционалом. Сюда входят параметрическое моделирование и инструменты анализа мешей и распределения нагрузок, в тем числе за счет генеративного дизайна с топологической оптимизацией. Программа отлично подходит для тех, кто занимается 3D-печатью функциональных изделий, например для промышленного применения.

Некоторые версии Fusion 360, например хоббийные и студенческие, даже доступны на бесплатной основе.

Лучшие программы для 3D-печати

Опенсорсная программа с богатым функционалом, хорошо подходящая для тех, кто уже освоил азы и готов поднять навыки на новый уровень. Программа полагается на параметрический подход: в любой момент историю можно прокрутить назад и внести изменения в параметры. Программа даже включает анализ методом конечных элементов и симулятор робототехнических систем.

Лучшие программы для 3D-печати

Одна из самых популярных программ для 3D-моделирования, но довольно сложная в освоении. Не лучший выбор для начинающего дизайнера, но отличный инструмент для тех, кто уже успел набить руку на более простых редакторах. К счастью, популярность Blender привела к появлению огромного количества руководств, уроков и наглядных примеров, публикуемых опытными пользователями для начинающих коллег.

Разработчики пытаются сделать программу более удобной без ущерба функциональности: в последнее время обновился интерфейс, усовершенствован рендеринг, расширены возможности 3D-дизайна и анимации. И да, это опенсорсная и бесплатная программа, так что вы ничем не рискуете.

2. Редактирование и ремонт STL-файлов

Если вы нашли на просторах интернета занимательную 3D-модель, это еще не означает, что ее можно сразу отправлять на 3D-принтер. Многие модели создаются совсем для других нужд, например анимаций или видеоигр, и в принципе не предназначены для 3D-печати. Но решение есть: перед переработкой таких моделей в G-код их необходимо сначала починить так, чтобы слайсер сумел качественно сделать свою работу. Справиться с ремонтом помогут следующие программы в нашем списке.

Лучшие программы для 3D-печати

Meshmixer — продвинутая и к тому же бесплатная программа от Autodesk, позволяющая просматривать и проверять 3D-модели на наличие ошибок в полигональных сетках, способных испортить 3D-печать. В случае выявления таких проблем программа умеет автоматически ремонтировать меши. Один из примеров применения — доводка 3D-сканов до состояния, пригодного для 3D-печати.

Дополнительный функционал включает смешивание мешей, 3D-скульптинг, нанесение надписей на поверхности, создание полостей, разветвление опорных структур, сглаживание мешей, и многое другое.

Лучшие программы для 3D-печати

MeshLab — еще одна опенсорсная программа для редактирования полигональных сеток. MeshLab обладает необходимыми инструментами для редактирования, проверки, чистки и конвертации мешей с возможностью объединения сеток в одну модель и латания дыр, способных привести к некорректной переработке моделей в G-код.

3. Слайсеры

Получив 3D-модель, ее необходимо преобразовать в машинный код — серию команд, понятных станкам с ЧПУ, в том числе 3D-принтерам. За выполнение этой задачи отвечают слайсеры — программы, принимающие цифровые модели (как правило, в виде файлов с расширениями STL, OBJ или 3MF), анализирующие их структуру, а затем составляющие для 3D-принтеров списки действий, называемые G-кодом (Gcode). Такие списки содержат всю необходимую оборудованию информацию: до какой температуры прогревать экструдеры и столики, использовать ли обдув, по какой траектории и с каким темпом укладывать пластик.

Лучшие программы для 3D-печати

Cura — слайсер нидерландской компании Ultimaker, созданный в первую очередь для фирменных 3D-принтеров, но при этом опенсорсный и совместимый с большинством других FDM/FFF-систем. Программа легко надстраивается с помощью всевозможных плагинов. Так как это очень популярная программа, шансы таковы, что в ней уже есть профиль с оптимальными настройками для вашего 3D-принтера. Если нет, то ничто не мешает создать профиль вручную или использовать профили, подготовленные другими пользователями.

Программа имеет несколько уровней сложности в зависимости от уровня подготовки — базовый, продвинутый, экспертный и полный. Чем выше уровень, тем шире доступ к настраиваемым параметрам. На базовом уровне программа берет основную часть работы на себя, помогая неопытным пользователям.

Сura постоянно развивается и совершенствуется через регулярные обновления, к тому же предлагается на бесплатной основе, хотя профессиональным пользователям доступна платная версия Cura Enterprise с лицензированными плагинами с площадки Ultimaker Marketplace, технической поддержкой и дополнительными мерами безопасности.

Помимо преобразования 3D-моделей в G-код Сura также может взять на себя роль управляющей программы, но для этого потребуется постоянное соединение 3D-принтера с компьютером на всем протяжении 3D-печати. Профессионалы ценят еще одну особенность Cura — бесшовную интеграцию с такими профессиональными системами автоматизированного проектирования, как SolidWorks и Siemens NX.

В целом же, Сura подходит даже начинающим пользователям, тем более что для этой программы доступно огромное количество обучающих видео и пошаговых руководств как от разработчиков, так и энтузиастов.

Лучшие программы для 3D-печати

Компания-производитель 3D-принтеров Prusa Research под руководством легендарного чешского инженера Йозефа Пруши, чьи дизайны копируются и дорабатываются по всему миру, разработала собственное опенсорсное программное обеспечение на основе слайсера Slic3r. PrusaSlicer быстро завоевал популярность, так как в нем не только сохранены обширные настройки оригинальной программы, но и добавлен ряд полезных функций, отсутствующих в Slic3r.

Переделанный интерфейс, поддержка фирменных 3D-принтеров под брендом Original Prusa и профили с настройками для работы многими распространенными полимерами — лишь часть улучшений. Дополнительно усовершенствованы алгоритмы генерации опорных структур, добавлены поддержка мультиматериальной 3D-печати и возможность динамической регулировки толщины слоя.

PrusaSlicer умеет обрабатывать модели не только для FDM 3D-принтеров, но и стереолитографических систем, печатающих фотополимерами. Как и в случае с Cura, пользователь может выбрать уровень сложности с соответствующим доступом к тонким настройкам.

Лучшие программы для 3D-печати

Слайсер компании Raise3D оптимизирован под фирменное аддитивное оборудование точно так же, как PrusaSlicer оптимизирован под 3D-принтеры Original Prusa, а Cura — под 3D-принтеры Ultimaker, но это не означает, что его нельзя использовать с системами от сторонних производителей. Организация рабочих процессов и интерфейс несколько сложнее, чем в Cura и PrusaSlicer, но с другой стороны ideaMaker дает возможность настройки индивидуальных слоев и нанесения текстур для кастомизации изделий.

Пользователи ideaMaker могут подключаться к облачной платформе и получать доступ к сотням профилей 3D-принтеров и материалов, созданных другими операторами, либо составлять собственную библиотеку настроек.

Добавьте сюда возможность кастомизации опорных структур, деления моделей для более эффективной 3D-печати больших изделий, интегрированные инструменты ремонта полигональных сеток и совместимость с OctoPrint, и получается гибкая, универсальная программа, подходящая для нужд большинства 3D-печатников.

Лучшие программы для 3D-печати

Это специализированный слайсер для тех, кто использует стереолитографические 3D-принтеры, печатающие фотополимерными смолами. Большинство бюджетных ЖК-масочных стереолитографических (MSLA) 3D-принтеров полагается на материнские платы и прошивки от компании ChiTu Systems, она же разработала и это программное обеспечение.

Пользователи получают контроль над специфичными для этой технологии параметрами, например продолжительностью засветки слоя, а также доступ к заранее подготовленным профилям с настройками для многих популярных 3D-принтеров. Слайсер учитывает такие моменты, как ориентация модели и автоматическое построение опорных структур с возможностью ручной оптимизации.

Лучшие программы для 3D-печати

Программа от независимой франко-бельгийской команды Mango 3D, не связанной с производителями 3D-принтеров, но с поддержкой многих популярных стереолитографических 3D-принтеров, в том числе от Elegoo, Anycubic, Phrozen и Creality.

Одна из особенной этой это программы — высокий уровень автоматизации. При желании можно просто нажать на «волшебную» кнопку (она так и называется — Magic), и слайсер сделает все сам: сориентирует модель на платформе, сгенерирует поддержки и так далее. Хотя, тут как повезет: результаты не всегда оптимальны, но обычно адекватны для относительно простых моделей. В противном случае все можно настроить вручную.

Программа предлагается в бесплатном и платном вариантах. Функционал бесплатной версии немного урезан, но все необходимое в ней есть.

Лучшие программы для 3D-печати

Браузерное решение для тех, кому не хватает вычислительных мощностей. Kiri:Moto может подготовить 3D-модели как под 3D-печать, так и под лазерное гравирование или фрезерование. Настройки несколько более примитивны, чем в локально установленных слайсерах, но вполне достаточны для большинства пользователей.

Лучшие программы для 3D-печати

IceSL — это комбинированное программное обеспечение, сочетающее слайсинг с 3D-моделированием. В левом окне можно редактировать 3D-модели посредством скриптов на языке Lua, что дает возможность параметрического моделирования. С правой стороны отображаются настройки 3D-печати. Новичкам доступны предварительно подготовленные настройки, а опытные пользователи могут воспользоваться такими функциями, как специфичная настройка параметров для отдельных слоев с автоматической градацией промежуточных участков. Например, это позволяет постепенно снижать или, наоборот, повышать плотность заполнения изделия по мере построения, либо постепенно менять толщину слоев.

4. Управляющие программы

Управляющие программы предназначены именно для этого — управления рабочими процессами во время 3D-печати. Хотя в практически любой 3D-принтер можно вставить накопитель с G-кодом и нажать на кнопку запуска, это не всегда удобно, особенно когда приходится работать с несколькими 3D-принтерами одновременно, а тем более делать это удаленно. Здесь на помощь и приходят управляющие программы. К тому же, некоторые из них предлагают дополнительный функционал, включая слайсинг и даже редактирование 3D-моделей.

Лучшие программы для 3D-печати

Программно-аппаратный комплекс с веб-интерфейсом, требующий подключения к 3D-принтеру через микрокомпьютер вроде Raspberry Pi, оснащенный модулем Wi-Fi. Эта система позволяет управлять 3D-принтерами удаленно. OctoPrint принимает G-код практически с любого слайсера и предоставляет возможность визуализации — просмотра файлов до и во время 3D-печати. Как вариант, можно загружать и обрабатывать STL-файлы прямо в OctoPrint.

OctoPrint не только предоставляет все необходимые инструменты для удаленного управления, но и позволяет отслеживать выполняемую работу с помощью уведомлений через различные мессенджеры.

Это полностью бесплатная, опенсорсная программа с множеством плагинов, созданных энтузиастами и доступных на официальном сайте.

Лучшие программы для 3D-печати

MatterHackers предлагает свою собственную управляющую программу, слайсер и 3D-редактор в одной упаковке. MatterControl позволяет напрямую управлять и наблюдать за 3D-печатью, слайсить, экспортировать G-код на SD-карты для автономной печати и даже создавать 3D-модели с нуля. Для работы под управлением MatterControl 3D-принтеру потребуется подключение через Wi-Fi или USB.

Интерфейс хорошо структурирован: c левой стороны расположены браузер файлов и библиотека простых геометрических фигур. Что интересно, эти фигуры можно перетащить в 3D-модель и использовать в качестве опорных структур.

Основной функционал доступен в бесплатной базовой версии, продвинутые пользователи могут заплатить за апгрейд до MatterControl Pro.

Лучшие программы для 3D-печати

AstroPrint — это облачная управляющая платформа, позволяющая удаленно мониторить и управлять несколькими 3D-принтерами одновременно, хранить файлы, преобразовывать 3D-модели в G-код и отслеживать статистику рабочих процессов. Функционал варьируется от базового в бесплатной версии до продвинутого с разными уровнями платных подписок.

Для полноценной работы с AstroPrint 3D-принтеру потребуется модуль Wi-Fi. В связке с Raspberry Pi система похожа по функциональности на OctoPrint: можно обрабатывать модели и посылать готовый код на 3D-принтер через веб-интерфейс без необходимости в дополнительном программном обеспечении. Еще один плюс — интеграция с популярными репозиториями 3D-моделей Thingiverse и MyMiniFactory, а также 3D-редакторами 3D Slash и Leopoly.

5. Программы для визуализации G-кода

Как быть, если вы нашли у себя старый файл с G-кодом, но понятия не имеете что это и зачем — может быть мусор, а может быть отличная, но давно позабытая модель без понятной маркировки в названии файла? Просмотреть содержимое таких файлов в наглядном виде помогут программы в этом разделе.

Лучшие программы для 3D-печати

Это программа сочетает возможность просмотра файлов с редактированием слоев и даже ремонтом моделей для стереолитографической 3D-печати. Программа также может использоваться как плагин для PrusaSlicer, добавляя поддержку фотополимерных 3D-принтеров от сторонних производителей — хотя PrusaSlicer и опенсорсный, поддержка стереолитографических систем пока ограничена фирменным оборудованием. Заодно UVTools позволяет печатать калибровочные образцы для проверки времени засветки и других параметров, что может быть полезно, например, при работе с новыми, еще не опробованными фотополимерами.

Лучшие программы для 3D-печати

Простой браузерный инструмент для быстрого предварительного просмотра G-кода, разработанный той же командой, что создала слайсер и 3D-редактор IceSL. Работает приложение очень просто: переходите по ссылке, заливаете файл с G-кодом и смотрите, как 3D-принтер будет выращивать модель по предоставленным командам. К сожалению, функционал ограничен: например, приложение не предоставляет информацию о настройках температуры. С другой стороны, можно быстро разобраться что это за модель спряталась в файле с непонятным названием.

Лучшие программы для 3D-печати

Cтарое, но все еще очень способное и популярное веб-приложение для анализа G-кода. 3D-симуляция работает не очень хорошо, зато просмотр 2D и G-кода работают на ура. В режиме 2D можно с удобством просматривать отдельные слои, переходя со слоя на слой и отслеживая траекторию построения шаг за шагом с помощью двух слайдеров. Просмотр G-кода выводит на экран полный список команд, позволяя смотреть что делает та или иная строка кода.

Адаптированный перевод статьи The Best Free 3D Printing Software of 2022. Оригинал размещен на сайте All3DP.com.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *