Как распечатать модель из блендера на 3д принтере
Обновлено: 26.04.2024
Если у вашей модели есть 3-4 прикрепленных многоугольника, которые программа воспринимает, как незакрытые, но вместе с тем говорит, что была создана поверхность, вам нужно удалить эту поверхность и попробовать воссоздать ее. Более того, осмотрите края всех тех граней, которые были обозначены, как незакрытые. Возможно, некоторые из них неправильны: не относятся к полигональной сетке или созданы в ошибочном направлении. В таком случае, вам придётся удалить этот блок и воссоздать его вручную.
Совет: скройте геометрию, чтобы сосредоточиться на незакрытых областях
Существует один приём, который весьма упрощает всю работу — вам нужно выделить незакрытые зоны, нажимая несколько раз ctrl. Так, вы сможете выделить не только незакрытые грани, но и области вокруг них. Далее нажмите shift-H, чтобы скрыть другие грани. Таким образом, закрытые части модели будут спрятаны, и вам будет гораздо легче устранить все недоработки.
Очистка: объедините полигональные сетки, используя булевские переменные (Booleans).
Как только все полигональные сетки будут закрыты, убедитесь в том, что каждая из них представляет отдельный объект. Вы не сможете применить булевские переменные к полигональным сеткам, которые относятся к одному и тому же объекту. В то же время, существует возможность разделить сетки, выбрав все ее грани и нажав Р. Далее выберите одну вершину, после чего, удерживая ctrl, выделите все другие. Чтобы отделить все полигональные сетки одного объекта, нажмите Р и выберите опцию «All Loose Parts».
Как только вы разделите все полигональные сетки по объектам и убедитесь в том, что они закрыты, сохраните проект и сохраните копию файла blender, чтобы из нее создать версию, пригодную для печати.
Откройте копию файла и выберите каждый объект по одному за раз. В режиме объекта примените все нужные модификаторы. Далее перейдите в режим редактирования, нажав клавишу А один или два раза, чтобы выбрать все грани. Затем нажмите ctrl-T для триангуляции всех поверхностей. Непонятно, с чем это связано, но Blender лучше работает с булевскими переменными, если полигональные сетки прошли триангуляцию.
Снова вернитесь в режим объекта, выделите 2 взаимно пересекающиеся полигональные сетки и нажмите w. Затем выберите опцию Union, после чего сетки объединятся (это действие не удаляет исходники). Процесс объединения может занять некоторые время. Как только он завершится, выберите 2 исходных объекта, которые были объединены, и либо переместите их на другой слой, либо вообще удалите .
Если у вас 2 полигональных сетки, у которых несоизмерима плотность граней, как, например, в случае, когда округлая сетка объединяется с кубом, у которого 8 вершин, выполняется подразделение той части, где меньше всего вершин. Затем сетку триангулируют. По некоторым причинам Blender плохо справляется с таким типом объединений. Процесс может занять несколько часов, при этом, не всегда удаётся получить желаемый результат.
Сохраняйтесь каждый раз после объединения и лишь потом устраняйте незакрытые области.
Завершение: установите размер своей модели и экспортируйте файл.
Как только вы разберётесь со всеми пересекающимися сетками и решите проблемы незакрытых зон, установите для своей модели нужный размер. Обратите внимание: 1 единица размера в Blender равна 1 мм.
Проверьте строку состояния на предмет количества поверхностей (должно это выглядеть примерно так: Fa:123456 – число возле индекса Fa – то, что вам нужно). Если у вас больше 500 000 треугольников, используйте инструмент Polygon Reducer Script, который найдете в меню Mesh — Script. Он позволит сделать количество поверхностей меньше 500 000.
Затем разверните объект на 90° по оси X. Кстати, в Blender верхняя ось — Z.
Теперь, наконец-то, экспортируем файл в формат STL и он полностью готов для 3D-печати!
Одной из самых технологичных в решений в плане моделирования является программа Blender 3D для моделирования и 3D печати. Программа имеет открытый исходный код, а значит её лицензия совершенно бесплатна. Немаловажный плюс утилиты заключается в наличии плагина для тестирования модели на пригодность к печати, а также возможность импорта в форматы STL и OBJ. Как организовать в Blender 3D печать своей модели? Об этом наша статья.
Как всегда саму программу вы можете скачать на главной странице нашего сайта совершенно бесплатно.
Подготовка 3D файла к печати
После запуска утилиты пользователям необходимо импортировать трёхмерную модель в рабочее окно программы:
Для этого нужно:
Эти все шаги необходимы для оценки уровня детализации, до какой модели будут упрощаться без утраты изначального качества. После внесения параметров, таких как размер печатаемой модели, диаметр сопла 3D принтера и высота обрабатываемого слоя, файл можно отправлять на печать.
Ошибки в моделировании
Во время моделирования юзеры сталкиваются с двумя самыми главными ошибками:
- Инвертирование нормалей – нормали постоянно должны быть направленными на наружную часть. Так устанавливаются границы модели, принтер понимает, где внешняя, а где внутренняя поверхность объекта. При искажении хотя бы одной из нормалей в работе принтера будет вызван сбой.
- Неманифолдность геометрии – обязательное условие для успешной 3D печати. Суть правила заключается в том, что каждое ребро модели должно обладать исключительно двумя гранями.
Следуя этим правилам вы довольно легко сможете подготовить и напечатать свою 3D модель самостоятельно.
Так же полезно будет посмотреть видео урок по Blender 3D печать. Здесь, автор готовит к печати несложную модель и рассказывает на что следует обратить внимание.
Считается, что полигоналка не подходит для вещей физического мира.
Верная позиция! Но часть задач всё-таки можно закрыть полигональным моделированием.
Собрал здесь ответы на четыре самые частые и неочевидные проблемы.
Размеры
Когда я лет семь назад в первый раз пытался заказать 3D печать в компании, это было вот так:
— Игорь! Вы прислали пустой файл!
— Да нет же! Вот скриншот, ну!
Один метр в Блендере равен одному миллиметру в слайсере, за эти семь лет ничего не изменилось.
Проектировать в метрах дивно неудобно, поэтому при экспорте в STL/OBJ выставьте значение Scale на 1000:
Замкнутость геометрии
Возможность создания незамкнутой геометрии — и бич и плюшка полигонального моделирования.
В современном мире слайсеры (не все) научились с этим работать, но могут быть сюрпризы: хочешь отверстие? получи глухую стенку!
Если нет любви к сюрпризам, надо воспользоваться блендеровским анализатором геометрии.
В режиме редактирования меша выбрать выделение вершин, и прокликать Select → Select All By Trail → Non Manifold
Для устранения такого треша, как на правом шарике, есть инструмент Merge By Distance. Живёт в Mesh → Clean Up → Merge By Distance.
В иных случаях, надо либо дать стенке толщину экструдом, либо заделать отверстие, либо а так ли нужна эта геометрия?
А теперь к хорошим новостям: в Blender 2.8 аддон под 3D печать встроен прямо в Блендер, ура! Анализ геометрии стал ещё проще. Надо всего лишь включить его, и в режиме редактирования в N-панели всё будет (и даже предварительный объём модели!).
Летающая геометрия
Как незакрытая, только летающая. Так слайсер ещё может попытаться её засунуть в G-code!
Досада в том, что если объём стенок делался модификатором, эти кусочки меша инструментом Non Manifold уже не найдёшь.
Выделите какой-либо полигон на целевом меше, и воспользуйтесь хоткеем Сtrl+L: он добавит в выделение все связанные физически полигоны. После этого инвертируйте выделение с хоткеем Ctrl+I и удалите всё ненужное.
Нормали
Грубо говоря, у полигона есть «лицо». Когда полигон попадает в слайсер, слайсер смотрит, где у полигона «лицо», пытается заполнить изнанку пластиком, и заодно чекает нависания.
Соответственно, куб с нормалями внутрь будет восприниматься коряво. Справедливости ради, в современных слайсерах это уже не столь важно.
Решение супер-простое: включить отображение нормалей:
Вывернуть в нужную сторону: выделив полигон с вывернутой нормалькой, нажать Alt+N. Хоба! и слайсер уже не устраивает панику по поводу отрицательных углов там, где их и быть-то не может.
Обобщим
Блендер, действительно, не разрабатывается как инженерный софт, и не стоит пытаться решить им зубодробительные задачки в духе многокомпонентных кинематических систем.
Но связка Блендер + домашний 3D принтер отлично закрывает нужды небольшой мастерской, главное — помнить про нюансы полигонального моделирования.
Хотите использовать Blender для 3D печати? Тогда эта статья — для вас. Сегодня мы рассмотрим подготовительные работы и основные принципы создания в Blender моделей, подходящих для 3D печати.
1. Подготовка программы к работе
Настройка масштаба и единиц измерения
По дефолту Blender использует свои собственные единицы измерения, не имеющие аналога в реальном мире. Это вполне подходит для создания виртуальных миров (игры, анимация, иллюстрации), но для 3D-печати нам важно иметь привычные единицы измерения. Поэтому для начала на панели свойств ( Properties ) на вкладке сцены ( Scene ) найдите раздел с единицами измерения ( Units ) и выберите метрические единицы ( Metric ). Теперь одна внутренняя единица (unit) в Blender будет равна 1 м . Параметр Масштаб ( Scale ) позволяет вам увеличить или уменьшить это соотношение для всей сцены. Таким образом юнит в Blender можно сделать равным 1 см или 1 мм . Размер текущего объекта вы можете увидеть и изменить на панели свойств объекта (доступной по нажатию на N ).
Активация нужных дополнений
На протяжении этого урока будут использоваться некоторые специальные дополнения для Blender, поэтому важно заранее их активировать. Для этого откройте окно пользовательских настроек ( Ctrl + Alt + U ) и перейдите на вкладку дополнений ( Addons ). Используйте поисковую строку в верхней левой части окна для поиска нужных дополнений.
Найдите и активируйте следующие два дополнения: Looptools и 3D Print Toolbox . Чтобы эти дополнения оставались активными при последующих запусках Blender, нажмите на кнопку Save User Settings .
2. Полигональное моделирование для 3D печати
Важные советы по созданию пригодных для печати 3D моделей
Когда вы моделируете для 3D печати, есть несколько правил, которым очень желательно следовать, чтобы быть уверенными, что ваша модель будет пригодна к печати. Ниже мы приводим самые важные из этих правил.
Создавайте замкнутую модель
Для понимания концепции замкнутой модели в качестве примера мы использовали приведенную ниже иллюстрацию. 3D модель слева представляет собой не замкнутый объем, а серию незамкнутых поверхностей с нулевой толщиной. Это приведет к проблемам в большинстве программ 3D печати, поскольку они не умеют печатать объекты без заданного объема и толщины. Да и существование физических объектов с нулевой толщиной в реальном мире попросту невозможно. В то же время подобные модели вполне могут существовать в анимации и прочих виртуальных средах, поэтому подобные недостатки встречаются довольно часто.
Чтобы убедиться в пригодности вашей модели для 3D печати, очень важно закрыть в ней все случайные дыры. Для этого можно выделить все ребра незакрытой «дыры» и нажать F — на месте дыры будет создан многоугольник. Обычно в этих случаях также полезно бывает следом произвести экструдирование, а затем нажать Alt + M для объединения модели. Для закрытия любых дыр также возможно использовать Ctrl + F и операцию Grid Fill .
Избегайте накладывания поверхностей друг на друга.
На иллюстрации ниже вы можете видеть две поверхности, принадлежащие двум разным объемам, но при этом наложенные друг на друга. Это может привести в конфуз многие программы 3D печати. Для избежания проблем необходимо объединить объемы в один и удалить все наложенные друг на друга поверхности. Если модель имеет сложную геометрию, можно использовать для этих целей модификатор булевых операций ( Boolean ).
Сохраняйте общую топологию при минимизации количества полигонов
Для уменьшения объема файла и удобства работы с моделью часто имеет смысл минимизировать количество полигонов в модели. В примере ниже используется модификатор Surface Subdivision Modifier для сглаживания поверхности. Для подобных же целей также можно использовать модификаторы Decimate или ReMesh .
Избегайте тонких и длинных элементов в модели
Важно понимать физические свойства и технические ограничения материалов, которые используются в 3D принтере. Нужно быть уверенным, что все элементы модели физически смогут быть напечатаны.
На картинке ниже вы можете видеть модель жука (вид сверху, он доступен в Blender по нажатию на клавишу 5 на нумпаде). Вы можете видеть части (отсечены красным), толщина которых при печати будет менее 1 мм . Естественно, при печати подобных деталей могут возникнуть проблемы. При моделировании важно всегда держать у себя в уме минимальную толщину, допустимую для печати конкретными материалами (для разных материалов и технологий она может быть различной). Часто программы и сервисы для 3D печати сообщат вам о подобных потенциальных проблемах до начала печати, но лучше об этом позаботиться заранее, на этапе моделирования.
Инструменты 3D моделирования
Имеющиеся в Blender инструменты 3D моделирования очень многочисленны и разнообразны. Мы приведем здесь только самые используемые и известные. Перед их использованием не забудьте переключиться в режим редактирования (клавиша Tab ).
Вставка ( Insert , I ): Создает замкнутую петлю (loop) вокруг выбранных граней. Прямое выдавливание ( Instant Extrude , Ctrl + ЛКМ ): Экструдирование (выдавливание) выбранной области. Нож ( Knife , K ): Позволяет произвольно разрезать модель по заданным линиям. Фаска ( Bevel , Ctrl + B ): Снимает фаску (скругляет ребра) на выбранных частях модели. Имейте ввиду, что эти фаски могут приобрести эффект слоености в процессе печати. Заполнить сеткой ( Grid Fill Ctrl + F ): Заполняет отсутствующие поверхности сеткой. Этот инструмент идеален для закрывания пустот в модели перед печатью. В качестве альтернативы можете также попробовать инструмент, доступный по нажатию на F (при выделенных вершинах). Соединение ребер ( Bridge Edge , Ctrl + E ): Добавляет отсутствующие грани между петлями ребер. Этот инструмент наиболее эффективен в случаях, когда две соединяемые петли имеют одинаковое количество вершин. Удобен для соединения двух отдельных частей сетки в единое целое.
Подготовка текста и кривых к 3D печати
Рассмотрим на примере подготовку текста к 3D печати. Для начала, добавьте текстовый объект в пустую сцену.
По дефолту такой текстовый объект представляет собой простую поверхность с нулевой толщиной. Естественно, для печати нам нужно добавить толщину этому объекту. Для этого на панели свойств ( Properties ) на вкладке Text в разделе Geometry введите в поле Extrude ненулевое значение (например, 0.1 ). Увеличивая или уменьшая этот параметр, добейтесь необходимого результата.
Объем добавлен, но буквы по прежнему не соединены между собой, то есть при печати они распадутся на разрозненные объекты. Чтобы этого не произошло, создадим для нашего текста подложку. В примере мы используем для этих целей кривую Безье, но вы можете воспользоваться любым другим вариантом.
Итак, создайте окружность Безье ( Shift + A → Curve → Circle ). Измените масштаб ( S ) по необходимым осям и передвиньте ( G ) кривую в нужное место. Не снимая выделения с кривой, на панели свойств ( Properties ) на вкладке свойств кривых в разделе Shape активируйте пункт 2D .
Точно так же, как для текста, в разделе Geometry введите желаемое значение в поле Extrude (поэкспериментируйте, пока не достигнете желаемого результата.
После того, как геометрия готова (вы можете еще поиграться с положением по осям, фасками и т.п.), настало время подготовиться к экспорту. Поскольку Blender экспортирует только полигоны, в первую очередь вам нужно конвертировать модель в единый меш. Используйте комбинацию Alt + C для конвертации кривой в меш. Затем то же самое проделайте для текста.
При конвертации в меш могут появиться вершины-дубликаты. Их можно объединить в режиме редактирования. Для этого выделите все вершины ( A ), нажмите Ctrl + V и в появившемся меню выберите удаление дубликатов ( Remove Doubles ). И не забудьте после этого пересчитать нормали всех граней для их ориентации наружу ( Ctrl + N ).
Для объединения нескольких объектов в единый меш вы можете выделить их и нажать Ctrl + Shift + Numpad+ .
Теперь ваш объект готов к экспорту для 3D печати.
3. Практика использования модификаторов Blender при 3D печати
При правильном использовании модификаторов в Blender они применяются к модели интерактивным и недеструктивным способом. При этом в режиме редактирования вы можете продолжать работать с немодифицированной сеткой. Как всем хорошо известно, модификаторы могут быть добавлены во вкладке Modifiers (с иконкой гаечного ключа) на панели свойств. И сейчас мы разберем некоторые нюансы использования модификаторов при подготовке модели к 3D печати.
Модификатор Mirror (зеркальное отражение)
Этот модификатор используется очень часто для создания симметричных моделей. Однако при его использовании в процессе 3D печати могут возникнуть некоторые проблемы.
Убедитесь, что ось симметрии находится в одной плоскости с центральной петлей модели. Как только вы определились с этой центральной петлей — отметьте чекбокс Clipping в свойствах модификатора (на панели свойств). Это предотвратит пересечение вершинами плоскости симметрии (их «залезание» на «чужую» сторону).
Также хорошей практикой является расположение модификатора отражения на первом месте в стеке модификаторов.
Опять же, при использовании модификатора отражения важно удалить все внутренние грани, появившиеся после применения модификатора. Как уже говорилось ранее, подобные грани могут привести к проблемам при 3D-печати.
Уменьшение количества граней: модификаторы ReMesh и Decimate
Модификатор ReMesh
Модификатор ReMesh перестраивает топологию сетки без модификации реальной геометрии модели. Этот модификатор можно применять к моделям, имеющим избыточное количество граней, либо если грани неоднородны. Такие проблемы часто возникают при импорте моделей из других программ, или при динамическом скульптинге.
Модификатор Decimate
Опять же, если вы хотите уменьшить размер файла и облегчить его экспорт, модификатор Decimate может уменьшить количество и густоту граней. Если сравнивать с модификатором ReMesh , то модификатор Decimate более точно следует исходной геометрии модели, но не топологии.
Добавление толщины к поверхности: модификатор Solidify
Модификатор Solidify добавляет к поверхности толщину. Параметр Thickness определяет толщину объекта во внутренних единицах Blender. Это идеальный инструмент для создания пригодных к печати моделей из серии поверхностей.
Отметьте галочкой пункт Even Thickness в настройках модификатора, если ваша модель имеет четко выраженные углы. Этот параметр оптимизирует толщину для всей геометрии вашей модели и позволит избежать хрупких участков.
Прилипание одной геометрии к другой: модификатор Shrinkwrap
Модификатор Shrinkwrap позволяет «приклеить» заданную поверхность к другой модели. Используя его в связке с модификатором Solidify , можно создавать одежду и другие аксессуары, которые нужно присоединить к персонажу или другому объекту. Во избежание наложения поверхностей убедитесь, что значение параметра Offset для модификатора Solidify равно 0 .
Корректировка множественной геометрии и пересечений: модификатор Boolean
Модификатор Boolean позволяет вам производить булевы операции между двумя объектами неразрушающим способом. Этот функционал идеален для создания в моделях различных отверстий, пазов, вырезов и т.п., или для удаления пересекающихся частей двух объектов (что в противном случае может вызвать проблемы при печати).
В примере ниже мы использовали булеву операцию в режиме Union для удаления пересекающихся частей.
3D-печатью называется вариант создания объекта с нуля по имеющемуся заранее трёхмерному чертежу с применением метода послойного наплавления. 3D-печать позволяет достигнуть наибольшей экономии материала.
Создание 3D-моделей — вопрос очень разносторонний, и поэтому в рамках небольшой статьи рассмотреть его не представляется возможным. Ниже описывается, как уже если и не полностью законченная, то, по крайней мере, «шаблонная» 3D-модель готовится для печати с использованием программы Blender.
Найдите открытые поля
Когда имеющаяся 3D-модель создана методом соединения объектов или сеток полигонов, для начала нужно точно узнать, что у каждой из частей такой модели абсолютно закрытые края. Чтобы это сделать, необходимо включить режим правки, нажав А (единожды для выделения любой границы, дважды, чтобы отменить выделение), потом необходимо использовать сочетание кнопок Ctrl-alt-shift-M (на операционных системах Macintosh — Ctrl-opt-shift-M).Идем дальше, каждая открытая граница будет отмечена. Очень часто для исправления этой ошибки необходимо сделать другую плоскость с 3-4 границами (кнопка F).
Бывает, попадаются блуждающие грани, либо ни к чему не привязанные, либо соединённые лишь с одной верхушкой края. Частенько такие границы без каких-либо сомнений удаляют, кроме вариантов, когда они действительно нужны. Например, когда они используются с целью изменения образца специальной формы с помощью редактора подповерхностей (Subsurf modifier). В данной ситуации необходимо сначала использовать этот редактор, а уже после убрать бесполезные границы. Также не нужно пропускать открытые границы, являющиеся частицей пересекающихся плоскостей.
Стоит пересмотреть края всех граней, обозначенных, как незакрытые. Не исключено, что некоторые их них являются неправильными — либо созданы в неверном направлении (см. изображение выше), либо не имеют отношения к полигональной сетке. Тогда необходимо удалять этот блок и пересоздавать его дальше вручную.
Есть один приём, очень упрощающий весь труд — необходимо отметить открытые области, кликая правой кнопкой мыши по граням и удерживая клавишу Ctrl. Таким образом, можно отметить не только открытые границы, но и площади возле них. Потом кликаем shift-H для скрытия других границ. Данным способом не открытые частицы модели будут скрыты, и вам будет значительно проще убирать все недостатки.
Очистка: соедините полигональные сетки, воспользовавшись модификатором Booleans (Логический).
Как только все полигональные сетки закроются, проверьте то, что все они образуют один объект. Нельзя использовать Booleans модификаторы к полигональным сеткам, относящимся к одним и тем же объектам. Также есть способность отделить сетки, выделив все их грани и щёлкнув P. Потом выделите одну вершину, далее, зажав Ctrl, выберите все остальные. Чтобы отобрать все полигональные сетки одного объекта, нажмите Р и кликните на функцию «By Loose Parts» (По несвязанным частям).
После того, как все полигональные сетки станут разделены, следует проверить, что они не открыты, сохраните проект и копию файла blender для создания из нее версии, подходящей для печати.
Открыв скопированный файл, по одному выбирайте каждый из обрабатываемых объектов. Перейдя в режим объекта, используйте все необходимые модификаторы. Потом войдите в режим редактирования, нажав кнопку А единожды, либо дважды, с целью выделения всех границ. После нажимайте Ctrl-T для триангуляции всех поверхностей.
Еще раз перейдите в режим объекта, выберите две полигональные сетки, которые пересекают друг друга, и щёлкните W. Затем кликните по опции Union, далее сетки соединятся (эта функция не удаляет исходники). Процесс соединения занимает определённое время.
Выберите новый из соединённых объектов, перейдите к режиму редактирования. Нужно нажать клавишу A один-два раза, потом с помощью Ctrl+Alt+Shift+M выполнить выделение незакрытых областей. В режиме редактирования подобные ошибки исправлять совсем не трудно. Как правило, соединение полигональных сеток устраняет проблему открытых зон, но лучше всё же провести проверку модели.
Затем выделяйте целиком все сетки и опять выполняйте триангуляцию. По завершению сетка будет целиком подготовлена к дальнейшему объединению при необходимости.
Когда две полигональные сетки имеют несоизмеримую плотность грани, происходит подразделение той части, где вершин меньше всего. Потом полигональную сетку нужно триангулировать, то есть перестроить в треугольники (Ctrl-T). Blender может значительно «тормозить» при этом, таковы его особенности. После объединения всегда сохраняйтесь и только потом убирайте области, которые не закрыты.
В завершение, поставьте для модели нужный размер (масштаб) и файл, наконец, можно экспортировать в STL — он абсолютно готов для 3D-печати.
Не забывайте включать в настройках Blender на вкладке Дополнения модуль «3D Printing Toolbox». При его включении, на панели инструментов появится новая вкладка «3D-печать» с инструментами, облегчающими подготовку модели к печати.
Читайте также: