Практическая работа Расчет 3D печати. Материалы для реализации программы дополнительного образования

Практическая работа. Характеристики и цена 3D печати

Основной расходный материал при 3д печати, это очевидно сам пластик, поэтому самой первой составляющей стоимости напечатанной модели является её вес. В программе Cura — вес потраченного пластика рассчитывается автоматически.

Настройка принтера

При первом запуске Cura попросит выставить модель 3д принтера. Как правило это характеристики рабочей зоны печати (ширина, глубина, высота), количество сопел, подогрев подложки…

У 3д печати есть следующие параметры, которые влияют на качество, вес напечатанной модельки и на продолжительность печати:

• диаметр сопла

• скорость передвижения печатающей головки

• толщина слоя (горизонтального)

• процент заполнения

• толщина стенок

• поддержки

Диаметр сопла — как правило от 0.1мм до 0.5мм, будем считать что у нас установлено 0.3мм.

Скорость передвижения печатающей головки — этот показатель влияет на скорость и качество печати — чем быстрее передвижение головки — тем хуже может получиться печать, чем медленнее тем лучше, но и тем дольше печать — можно оставить 40 мм/с.

Толщина слоя — каждая модель печатается послойно снизу вверх, в зависимости от точности принтера толщина может меняться от 0.05мм до 0.3мм, на практике 0.2мм — вполне достаточно (уменьшение толщины слоя — увеличивает время печати)

Процент заполнения — печатаемая фигура не заполняется на 100% пластиком — как правило в этом нет необходимости, вместо этого она заполняется структурой на подобии сот, и можно указать процент заполнения — вполне нормально 20%. Чем больше заполнение — тем больше расход пластика и увеличение времени печати.

Толщина стенок — 3д модель не содержит в себе информации о толщине стенки — есть информация только о форме, поэтому необходимо указать какой толщины мы хотим сделать стенки (верхнюю, нижнюю и боковые) — это влияет на прочность модели.

Поддержки — это технический элемент — с помощью которого печатаются «навесные» конструкции, после печати они убираются — это влияет на расход пластика и на продолжительность печати — для наших задач оценки — надо включить этот параметр.

Так же отметим (на будущее) — что важным является температура экструдера, и температура подложки — эти параметры не влияют на скорость печати и на расход пластика, но прямым образом влияют на сам факт печати фигуры — т.к. для разных типов пластика (ABS или PLA) — параметры различаются, и выбрав не тот температурный режим — можно либо не напечатать фигуру вообще, либо «забить» головку экструдера. 

Но сам пластик, из которого будет напечатана модель — имеет значение, т.к. PLA пластик дороже ABS.

Настройка модели

По умолчанию Cura автоматически размещает модель в рабочей зоне, и размеры её точно соответствуют тем что были заданы в STL файле.

С помощью Cura интерфейса вы можете:

• изменять размеры модели

• поворачивать модель

• зеркально отображать модель

• перемещать её по рабочей зоне печати

Размер модели — вы можете увеличить, или уменьшить модель — это прямым образом влияет на расход пластика и на время печати, к примеру уменьшение/увеличение высоты на 1 см — может изменить время печати на несколько часов.

Поворот модели — поворот модели важен с точки зрения необходимости саппортов, возможно в какой то плоскости модель можно напечатать «как-есть», а в другом варианте — потребуется наличие «саппортов» — что может увеличить расход, и время печати.

Перемещение по рабочей зоне — если модель одна то это не даёт каких либо изменений, но если вы хотите напечатать сразу 6 моделей — то логично надо понимать время которое будет затрачивать 3д головка на перемещение от одной модели к другой.

Стоимость печати. Расчет.

Взяв цену пластика (примерные цены): ABS — 1200 руб/кг, PLA — 1900 руб/кг.

При каждом изменении параметров — Cura автоматически пересчитывает время печати и вес модельки.

Конечно ожидать, что цена 3д печати будет равна потраченному пластику мы не можем, это подобно тому, что считать услуги такси — по стоимости потраченного бензина.

Из каких же элементов набирается конечная цена услуги по 3д печати?

1. Тип пластик
2. Цена 3д принтера — продавец включает в 3д печать возврат затраченных средств на покупку 3д принтера
3. Обслуживание 3д принтера (как любой механизм он требует затрат на поддержание — по крайней мере смазка)
4. Электричество
5. Аренда помещения
6. Обслуживающий персонал — оператор 3д принтера
7. Возможная оптимизация 3д модели перед печатью, и обработка напечатанной модели после
8. Прибыль

Процесс запуска 3д печати — это настройка множества параметров, контроль, что пластик приклеился на первом слое, а если по какой-то причине первый слой не «схватится» за подложку — то можно считать, что весь пластик будет «намотан» на головку экструдера.

В процессе печати, если габаритная модель, то может произойти небольшая деформация ABS пластика, и к примеру, после 8 часов печати — произойдёт сдвиг точки — и головка экструдера не захватит новый слой за нижний — и модель не будет напечатана.

Параметры которые влияют на окончательное формирование цены:

Тарификация идёт либо по объёму печати, либо по весу, либо по времени печати.

Задание 1. Укажите характеристики принтера, которые влияют на качество, вес и продолжительность печати.

Задание 2. Какие параметры модели можно изменить перед печатью? Опишите их.

Задание 3. Какие элементы влияют на окончательную стоимость печати? Перечислите.

Задание 4. Что может увеличить стоимость печати? Перечислите.

Задание 5. Откройте сайт https://unit3dprint.ru/3d-pechat/online-kalkulyator/ для расчета стоимости печати, для расчета выберите модель (скачайте с сайта https://www.thingiverse.com/) подгрузите ее на сайт, далее выберите материал – ABS пластик, цвет выберите самостоятельно, один из предложенных FDM принтеров, степень заполнения и расчитайте стоимость печати)

Укажите все выбранные вами параметры печати и окончательную стоимость печати.