Подготовка файлов для 3D-печати в программе Blender

http://can-touch.ru/3d-tutorials/
Подготовка файлов для 3D-печати в
программе Blender
Отыщите незакрытые края
Если ваша 3D-модель состоит из нескольких объектов или полигональных
сеток, в первую очередь, вы должны убедиться в том, что края каждой части
закрыты, другими словами, водонепроницаемы. Для этого вам нужно зайти в режим
редактирования, нажимая А (один раз, чтобы выбрать любые грани, два раза для
отмены выбора), далее нужно нажать комбинацию клавиш ctrl-alt-shift-M (на
компьютерахMac — ctrl-opt-shift-M).
После того, как вы нажмете эту комбинацию клавиш, все незакрытые грани
будут выделены. Зачастую, чтобы исправить эту ошибку нужно создать новую
поверхность с 3-4 гранями (клавиша F). Иногда встречаются блуждающие грани,
которые либо ни к чему не привязаны, либо соединены только с одной вершиной
края. Зачастую их можно спокойно удалить, если только они не были сделаны
специально. К примеру, эти грани могут использоваться для придания модели
определённой формы при помощи модификатора подповерхностей (Subsurfmodifier).
В таком случае, вам нужно будет сперва применить этот модификатор, и лишь потом
удалить ненужные грани. Кроме того, не стоит забывать и о тех незакрытых гранях,
которые являются частью пересекающихся поверхностей.
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 «AllLooseParts».
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 .
Выберите новый, объединённый объект, перейдите в режим редактирования,
снимите выделение с граней (нажать клавишу А 1-2 раза), далее выделите
незакрытые области — ctrl-alt-shift-M. Исправьте эти ошибки в режиме
редактирования, это будет довольно просто. Часто объединение полигональных
сеток решает проблему незакрытых зон, но не всегда. Поэтому рекомендуем все же
проверить свою модель. В противном случае, при дальнейшем объединении сеток, в
которых есть незакрытые области, у вас могут возникнуть проблемы. Проверяйте
это КАЖДЫЙ РАЗ. После этого выделите все сетки и снова проведите
триангуляцию. В результате вы получите единую сетку с закрытыми гранями,
прошедшую триангуляцию. Такая сетка полностью готова к дальнейшему
объединению, если оно необходимо.
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
PolygonReducerScript, 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!
…………………………………………………………………………………………………
……
Автор: Александр Прокудин | Дата: 17.05.2013 | Комментариев: 6
3D-графика
На прошлой неделе был выпущен Blender 2.67 с инструментами подготовки
моделей к 3D-печати. Мы поговорили с Дольфом Веенвлиетом, Бартом
Вельдхуизеном (Shapeways, Blendernation) и Ричем Борреттом (Ponoko) о новых
инструментах и будущем 3D-печати.
Как одна из самых динамично растущих отраслей, 3D-печать в последнее
время то и дело мелькает в прессе. Давайте начнём с основ. Что мы вообще знаем
про трёхмерную печать?
Всё более доступные (менее $1000) настольные 3D-принтеры
позволяют превращать модели в реальные объекты размером до 30 см хотя
бы в одном измерении при помощи нанесения разжиженного пластика или
металла.

Технологии уже около 30 лет, и сейчас на её основе работает широкий
спектр устройств, способных печатать объекты размером от доли миллиметра
до целого дома.

Размер рынка сейчас оценивается как равный $777 миллионам
долларов (правда, по мнению некоторых, настольных принтеров продано всего
ничего) с потенциалом дорасти до $8,4 миллиардов к 2025 году.

Хотя отрасль ещё не выросла из детских штанишек, в ней уже
заключаются впечатляющие альянсы вроде Autodesk + Makerbot.

Существующие маркеты позволяют осваивающим технологию на
раннем этапе «отбить» сравнительно высокую стоимость принтера продажей
уникальных изделий — от ювелирки до миниатюр.

Как Blender вписывается в эту картину? Начнём с краткого обзора рынка.
Из кулибиных в конструкторы
Несмотря на то, что Blender по-прежнему недооценивается как пригодный для
коммерческого использования инструмент, частота его применения растёт на глазах,
а сам проект, как и сообщество, стал самодостаточным. Однако буквально до
недавних пор состояние инструментария для подготовки моделей к 3D-печати в
Blender в целом соответствовало состоянию рынка. И вот почему.
В книге “Makers: TheIndustrialRevolution” Крис Андерсон даёт довольное меткое
определение актуальному состоянию всего рынка:
Как и в случае с первыми лазерными принтерами, 3D-печать всё ещё
дороговата и сложна в применении; она пока не для всех. Мы даже не успели
сообразить, каким будет приложение, которое всё перевернёт. Так что первые
пользователи технологии чувствуют себя немного потерянными.
Когда настольное издательство только было представлено широкому кругу
потребителей, десятки тысяч людей обнаружили, что совершенно ничего не
знают о шрифтах, кернинге, выключке и всяком таком.
С распространением настольных инструментов частного производства
нынешнее поколение энтузиастов сталкивается с озадачивающей
терминологией и технологиями профессионального промышленного дизайна —
точно так же, как их предшественники 30 лет назад в раннюю эпоху настольного
издательства.
Разумеется, у технологии уже есть немало серьёзных применений — например,
быстрое прототипирование. Focusrite, известный производитель профессиональных
звуковых интерфейсов, последний год активно использует Rapman 3.2 3D
printerkit для прототипирования новой линейки своих внешних звуковых карт.
Два прототипа FocusriteRed 1 500, неокрашенный напечатан Rapman
Бен Саппер, руководитель отдела по разработке аппаратного обеспечения в
Focusrite, написал несколько месяцев назад в блоге компании следующее:
[Rapman 3.2] уже неплохо подходит для экспериментов с разными вариациями
управляющей панели: хорошо ли подогнаны друг к другу элементы управления, не
допущены ли дурацкие ошибки. Словом, мы можем сделать всё, чтобы получить
первый рабочий прототип устройства. Мы даже используем этот принтер для
доработки офисной мебели. Но точности Rapman всё же не хватает для более
продвинутого применения.
Ещё один интересный пример использования трёхмерной печати буквально на
прошлой неделе продемонстрировали создатели Makerbot:
В медицине, впрочем, протезы хоть и важны, но не так интересны, как печать
клеток организма. А исследования и даже тестирования в этом направлении
уже вовсю ведутся.
Продолжать список можно бесконечно. Любой свежий аналитический отчёт о
3D-печати перечисляет десятки отраслей, где технология аддитивного производства
желанна. Но не везде она эффективна: мешает недостаточная точность печати, не
хватает простоты использования и удобной калибровки. И это характеристика
отрасли в целом, которая свидетельствует о том, что недоработанность технологии
всё ещё мешает нам сделать качественный прорыв. Что неизменно сказывается на
характере инструментов, которые мы создаём.
Решение проблем технологии — вне компетенции разработчиков Blender. Зато
они в силах сделать так, чтобы пользователи могли создавать заведомо печатаемые
модели. Ровно это и случилось с выпуском Blender 2.67.
Инструментарий подготовки к 3D-печати в Blender
Небольшие скромные инструменты для проверки моделей и подсчёта их
объёма и стоимости производства пишутся для Blender уже несколько лет. Но это
как раз типичные инструменты для любителей поковыряться на досуге.
Документация по использованию Blender для 3D-печати при этом разбросана по
многочисленных сайтам.
Словом, Фонд Blender нанял Дольфа Веенвлиета (DolfVeenvliet) для
создания учебного DVD дал ему в помощь уникальный человеческий ресурс по
имени Кэмбелл Бартон, который написал вспомогательные инструменты для
программы.
Дольф уже работал с Кэмпбеллом над мультфильмом Sintel. Вот что он сказал
нам о впечатлениях от сотрудничества:
Работа в паре с программистом, который может реализовывать твои идеи
— просто сказка. Программа на глазах превращается в инструмент, с которым
удобно работать художнику!
Помимо DVD конечным результатом совместной работы стал набор
инструментов, помогающих создавать модели, которые обязательно напечатаются
в пределах возможностей технологии.
Инструмент измерения (ruler/protractortool) помогает мерить расстояния, углы и
толщину объектов, а также полезен и для решения задач, выходящих за рамки 3Dпечати. В ролике ниже показано его применение в архитектурном проектировании.
Набор плагинов Print3D включает инструменты оценки объёма и площади
объекта, инструменты проверки меша на различные ошибки (нависание, искажения,
пересечения), а также пару инструментов подчистки меша. Там же находится
быстрый доступ к экспорту в STL, PLY и ещё несколько популярных в производстве
форматов.
Инструменты анализа меша визуализуют различные допущенные ошибки,
делая их более наглядными:
Но давайте не будем считать имеющуюся реализацию законченной. Дольф, к
примеру, полагает, что дальнейшее совершенствование и дописывание новых
функций более чем вероятно:
«KnifeProject» мне кажется несколько недоработанным, и в курсе я его
упоминаю очень редко. Но буквально пара патчей могла бы сделать его
невероятно полезным. Кроме того, пригодился бы простой способ нанесения
надписей на поверхности. В общем, не хватает инструментария для вещей,
которыми занимается каждый, кто пользуется 3D-печатью.
Думаю, добавленные нами инструменты в ближайшие пару месяцев будут
как следует протестированы сообществом. Уверен, что пользователи
придумают разные полезные дополнения и модификации далеко за гранью моей
фантазии.
Барт Вельдхуизен (BartVeldhuizen) из компании Shapeways добавляет к этому:
Blender по-прежнему не хватает некоторых инструментов САПР, которые
здорово помогли бы в промышленном дизайне. Нужны хорошие инструменты
скругления (fillet) и нанесения фасок (chamfer), более качественные булевы
операции, палитра с историей изменений. Ещё было бы неплохо заполучить
инструмент для расчёта прочности материала.
Обратите внимание, что практически все эти инструменты достаточно
низкоуровневы. Дольф считает, что можно пойти намного дальше:
Нам нужен софт, который поможет людям взять готовую 3D-модель и
персонализировать её. А конструкторам при этом нужен софт, который
позволит легко делать модели персонализуемыми. Над этим я работал на
экспериментальном сайте shapewright.com. Помогать другим включиться в
процесс — увлекательное занятие.
Дольф также считает, что массовая персонализация и «ремиксы» — одно из
направлений, которые определённо стоит развивать:
Как могут не слишком владеющие технологиями пользователи применять
что-то вроде 3D-принтера? У них уже есть струйный или лазерный принтер,
либо они пользуются услугами типографических компаний. Давайте дадим им
простой доступ к трёхмерной печати. Возможно, IKEA перестанет заставлять
нас самим собирать мебель и вместо этого начнёт печатать слегка
персонализованную мебель под заказ. Уверен, что рано или поздно это
произойдёт. И мы даже можем этому поспособствовать.
Любопытно, что некоторые компании, работающие с сообществом создателей
(makerscommunity) имеют впечатляющий опыт применения Blender.
Барт Вельдхуизен, руководящий проектом Blendernation.com с 2006 года, в 2008
году начал работать в Shapeways. Два года спустя компания начала использовать
Blender на сервере для рендеринга предпросмотра в онлайновом сервисе. С тех пор
они добавили функцию рендеринга на 360° с помощью скрипта 3DNP. , который
генерирует около 180 изображений одной модели перед выкладыванием её в
каталог Shapeways.
Ювелирные изделия, миниатюры и разные приспособления для дома и
гаджетов — лидеры продаж на Shapeways
А вот использовать свежий инструментарий Blender в Shapeways пока не
намерены. Во-первых, в технологической цепочке он занимает совсем другое
положение. Во-вторых, на сервере до сих пор используется версия 2.49. Но это не
проблема. «Наша собственная команда разработчиков сейчас трудится над
потрясающими онлайновыми инструментами, которые помогут автоматизировать
тестирование моделей» — говорит Барт.
Ponoko, известные своей любовью к свободному софту и регулярно
организующие вебинары по использованию Inkscape, сейчас готовят вебинар по
Blender и 3D-печати, а также начали обновлять свой пакет новичка (starterkit) для
пользователей Blender. Вот что говорит Рич Борретт, менеджер по работе с
сообществом:
Я давний поклонник Blender, так что внимательно слежу за разработкой
проекта. Новые инструменты просто потрясающие, мне в особенности
нравится возможность подсветить определённую толщину стенок. Я очень рад,
что всё это наконец появилось в стабильной версии!
Чего ждать от 3D-печати в будущем
Беседуя с Дольфом, Бартом, Ричем и другими специалистами, занимающимися
3D-печатью, мы не могли не заметить, что одно только разнообразие точек зрения
по ключевым вопросам вроде перспектив технологии свидетельствует о том, как
много нам ещё предстоит изучить и освоить.
Рич Борретт:
Лично мне интересно развитие технологий помимо FDM. Местами прогресс
просто потрясающий. Печать несколькими материалами — отменно! Ну а более
качественная обработка поверхности, я думаю, по-прежнему на первом месте в
списке пожеланий у большинства, включая меня самого. Очень интересные
результаты сейчас можно увидеть у создателей принтеров, которые печатают
смолой — эта технология, я думаю, будет отлажена к третьему или
четвёртому поколению.
Дольф Веенвлиет считает, что у технологий два главных препятствия, которые
надо преодолеть. Первое касается перехода от кулибинства к серьёзному
проектированию:
Компания, которая понимает, что надо делать — это Makerbot. Они,
конечно, получают немало нелестных отзывов от своего сообщества, которое
преимущественно состоит из самоделкиных, но их продукты максимально
приближены к тому, что нужно проектировщику.
Ещё одно препятствие, по мнению Дольфа, состоит в том, чтобы вытащить
принтер из коробки и начать печатать большие модели:
Почти все производители сейчас вставляют принтер в ограничительную
коробку, которая делает его похожим на микроволновку. Мне бы хотелось, чтобы
вместо этого предметы печатались рукой робота с полной свободой
перемещения. Мне кажется, что компания, которая это сделает, перевернёт
отрасль.
Как художник, изучавший монументальное искусство, я всегда хотел
печатать крупные объекты. Мне бы хотелось напечатать пару моделей
высотой в метр. Недавно мне посчастливилось напечатать одну мою модель на
увеличенном ultimaker в лаборатории protospace. И это только раздразнило мой
аппетит.
Кстати, примерно так работает свежеанонсированный Mataerial.
Итак, инструменты подготовки моделей к 3D-печати есть в стабильной версии
Blender. DVD-курс уже доступен для скачивания и на следующей неделе будет готов
к отправке на физических носителях. Что дальше?
Как удачно выразился Крис Андерсон, мы все теперь конструкторы и
проектировщики. Пора научиться делать это как следует.
…………………………………………………………………………………………………
…..
Распространенные ошибки при моделировании
для 3D печати
Источник: can-touch
Когда вы разрабатываете 3D-модели для печати на бумаге или для
видеороликов, нет никакой нужды обращать внимание на реальность. В
большинстве сцен у объектов будут видны только сетки, объекты не обязательно
соединять на самом деле и т.д. Вы можете полностью игнорировать физический
мир!
Как только вы начинаете работать с 3D-принтерами, вы понимаете - подход
совершенно другой. Эта небольшая статья описывает несколько распространенных
ошибок, с которыми может столкнуться 3D-моделер в начале своего пути.
1. Объекты должны быть закрыты
3D-печатники любят называть это "герметичностью", некоторые используют
термин "водонепроницаемость". Иногда бывает очень сложно определить, где в
вашей модели возникает проблема, что какой-то элемент не закрыт. Если вы не
можете найти ее, попробуйте AccuTrans - он покажет проблемную область.
2. Объекты должны быть многообразны
Полное определение многообразия довольно математично. Для наших целей
сетка будет не-многообразной, если она имеет ребра, которые являются общими
между более чем двумя сторонами. Вот пример:
Два кубика в этом примере имеют одно общее ребро, принадлежащее четырем
граням.
Blender имеет функцию, которая поможет вам определить не-многообразные
области - давайте попробуем это на наших не-многообразных кубиках:
И вуаля!
Если вы знаете, как это сделать в других программах, пожалуйста, напишите
нам, и мы добавим эту информацию на наш сайт.
3. Соблюдайте толщину стен
Минимальная толщина стен объекта зависит от технологии печати, которую вы
планируете использовать для материализации вашего объекта.
4. Проверьте нормали
Каждая поверхность вашей модели имеет свою нормаль и ее корректное
направление. Если поверхность имеет развернутую нормаль, наши принтеры не
смогут определить внутреннюю и наружнюю стороны вашей модели.
Заключение
Моделирование для 3Д печати сильно отличается от "традиционного", но это не
сложно, если вы будете помнить о некоторых ограничениях с самого начала.
Надеюсь, эта информация была для вас полезной. Если остались вопросы,
пишите их в комментарии, благодаря им мы сможем сделать наиболее полную
инструкцию.