Kako pripraviti STL ali STEP datoteko za 3D tisk

Večina težav pri 3D tisku ne nastane na tiskalniku, ampak že pri izvozu modela iz CAD programa. Model z napačnimi enotami, luknjami v mreži ali s stenami, tanjšimi od zmogljivosti tehnologije, bo v najboljšem primeru zahteval dodatno usklajevanje, v najslabšem pa bo natisnjen kos neuporaben. Dobra novica je, da je priprava datoteke za 3D tisk rutinsko opravilo, če poznate nekaj pravil.

V tem vodiču opišemo, kako izvozite STL ali STEP datoteko iz Fusion 360, SolidWorks, FreeCAD, Onshape ali podobnega orodja, kaj mora datoteka izpolnjevati in kako jo pred naročilom preverite v brskalniku.

STL, STEP ali kaj tretjega

Spletno naročilo na naši strani sprejme več formatov, a se ti med seboj pomembno razlikujejo:

Kratko pravilo: če model nastane v parametričnem CAD programu, izvozite STEP, ker ohrani natančno geometrijo in enote. Če delate v orodju za mreže (Blender, ZBrush) ali imate skeniran objekt, izvozite STL ali 3MF. Za kovinski tisk in dele s tesnimi tolerancami je STEP izrazito priporočen, saj se okrogle luknje in navoji v mreži nikoli ne opišejo popolnoma.

Enote: milimetri, vedno

STL datoteka ne vsebuje enot. Številka 10 lahko pomeni 10 mm, 10 palcev ali 10 metrov, program, ki jo odpre, pa mora ugibati. Ker skoraj vsa industrija 3D tiska privzeto predpostavlja milimetre, model pred izvozom nastavite v mm.

Najpogostejše pasti:

• V Fusion 360 so dokumenti lahko nastavljeni na palce; enoto spremenite v nastavitvah dokumenta, ne le v izvoznem oknu.
• V SolidWorks preverite možnosti izvoza STL (Options → Units).
• Model, izvožen v metrih, se bo v predogledu prikazal kot 1000-krat premajhen. Model v palcih pa 25,4-krat prevelik.

Po nalaganju v naš predogled vedno preverite prikazane mere ohišja (bounding box). Če se ne ujemajo z vašim pričakovanjem, je krivec skoraj vedno enota.

Ločljivost mreže pri izvozu STL

STL približa vse ukrivljene ploskve z ravnimi trikotniki. Kako gosta bo mreža, določata dva parametra:

• Odstopanje tetive (chord tolerance, deviation): največja dovoljena razdalja med pravo krivuljo in trikotnikom. Priporočena vrednost je 0,01 do 0,02 mm.
• Kotno odstopanje (angle tolerance): največji kot med sosednjima trikotnikoma. Priporočamo 5 do 10 stopinj.

Pregroba mreža je vidna: valji dobijo fasete, luknje postanejo mnogokotniki in vijak vanje ne gre. Prefina mreža pa datoteko napihne na več sto MB, kar upočasni nalaganje in ne prinese nobene koristi, saj so ločljivosti tiskalnikov okoli 0,05 do 0,1 mm. Razumna velikost STL datoteke za ohišje je nekaj MB, ne več sto.

Izvozite vedno binarni STL in ne ASCII različice, ki je za enak model do petkrat večja.

Model mora biti vodotesen

Vodotesen (watertight) ali manifold model je tak, katerega mreža tvori zaprto lupino brez lukenj, brez prekrivajočih se ploskev in brez robov, ki jih deli več kot dva trikotnika. Program za pripravo tiska mora namreč nedvoumno vedeti, kaj je notranjost in kaj zunanjost.

Tipični vzroki za nevodotesen model:

• Površine brez debeline. Ravnina ali lupina brez volumna se ne more natisniti. Vsaka stena mora imeti debelino.
• Prekrivajoča se telesa. Če ste sestav izvozili kot več teles, ki se sekajo, jih pred izvozom združite (Boolean union / Combine).
• Obrnjene normale. Trikotniki s "smerjo" navznoter. Program jih pogosto zazna kot luknje.
• Podvojene ploskve iz kopiranja ali zrcaljenja.

Parametrični CAD programi skoraj vedno izvozijo pravilne mreže, težave so pogostejše pri mrežnih orodjih in skenih. Če dvomite, model odprite v brezplačnem programu, kot je Meshmixer (Analysis → Inspector), PrusaSlicer ali Microsoft 3D Builder, ki napake zaznajo in večino tudi samodejno popravijo.

Debelina stene po tehnologijah

Najpogostejši vzrok, da je model zavrnjen ali da natisnjeni del razpade, so pretanke stene. Vsaka tehnologija ima svojo mejo:

Pri tem ne štejejo le očitne stene. Pozorni bodite na tanke rebra, robove okoli izrezov za konektorje, dna žepov in prehode med lupino in nosilci. Če je neka stena tanjša od 1 mm samo na enem mestu, je to mesto, kjer se bo del zlomil.

Reliefni napisi, luknje in drobni detajli

Napis, logotip ali oznaka na ohišju je lepa podrobnost, a mora biti dovolj velika, da jo tehnologija sploh upodobi:

• Vtisnjen napis (v material): globina vsaj 0,4 mm, širina črte vsaj 0,4 mm pri SLA/MJF in 0,8 mm pri FDM.
• Dvignjen napis (iz materiala): višina 0,4 do 0,6 mm, širina črte vsaj 0,5 mm. Najmanjša še berljiva velikost črk je okoli 4 mm pri SLA in 6 mm pri FDM.
• Luknje: premer vsaj 1 mm pri SLA/MJF in 2 mm pri FDM. Luknje se pri tisku vedno nekoliko zožijo, zato luknjo za vijak M3 modelirajte s premerom 3,2 do 3,4 mm.
• Odprtine za odvajanje smole: votle SLA modele opremite z vsaj dvema luknjama premera 2 do 3 mm, sicer smola ostane ujeta v notranjosti.
• Igle in stebri: premer vsaj 1 mm pri SLA/MJF, 2 mm pri FDM; dolge tanke igle so krhke ne glede na tehnologijo.

Če napis ni funkcionalno nujen, ga pri prvem prototipu raje izpustite in preverite prileganje, napis dodate v naslednji reviziji.

Sestavi in več modelov hkrati

Če ohišje sestavljata pokrov in dno, ju izvozite kot dve ločeni datoteki. Pri spletnem naročilu lahko naložite več modelov hkrati in za vsakega posebej izberete tehnologijo, barvo in količino. Sestava nikoli ne izvozite kot enega STL, v katerem se deli dotikajo, saj bodo natisnjeni kot en zlit kos.

Izjema so gibljivi sklopi pri MJF in SLS (na primer verižice ali tečaji), kjer je zaradi praškaste podlage mogoče tiskati sestavljene dele z razmikom vsaj 0,5 mm.

Preverjanje v predogledu v brskalniku

Po nalaganju datoteke na stran za naročilo 3D tiska se model prikaže v 3D predogledu. Pred potrditvijo preverite:

1. Mere. Ali se prikazane dimenzije ujemajo z vašim modelom? Če ne, ponovno preverite enote.
2. Celovitost. Ali so vse ploskve prikazane, brez manjkajočih kosov in brez prosojnih lukenj?
3. Orientacija in podrobnosti. Zavrtite model in preglejte tanke elemente, napise in luknje.
4. Volumen. Nenavadno majhen volumen pri velikem ohišju pogosto pomeni, da model ni zaprt.

Če predogled sporoči, da model ni vodotesen, ali če prikazane mere ne ustrezajo, datoteko popravite v CAD programu in jo naložite znova. Cena se izračuna sproti, zato lahko brez obveznosti preizkusite tudi več različic in tehnologij.

Kontrolni seznam pred naročilom

• Enote so milimetri, mere v predogledu se ujemajo.
• STEP za natančne dele in kovino, binarni STL ali 3MF za ostalo.
• Odstopanje tetive 0,01 do 0,02 mm, kot 5 do 10 stopinj.
• Model je vodotesen, brez prekrivajočih se teles in obrnjenih normal.
• Stene so debelejše od minimalne debeline za izbrano tehnologijo.
• Napisi, luknje in igle so dovolj veliki.
• Vsak del sestava je svoja datoteka.
• Votli SLA modeli imajo odprtine za odvajanje smole.

Potrebujete pomoč?

Če imate model, a niste prepričani, ali je pripravljen za tisk, ga naložite v spletno naročilo 3D tiska in preverite predogled, mere in ceno; naročite šele, ko je vse pravilno. Če modela še nimate ali potrebujete ohišje, prilagojeno vašemu tiskanemu vezju, vam ga izdelamo v okviru storitve 3D modeliranje ohišij in pripravimo datoteke, ki so takoj pripravljene za tisk.