Stroj ne može ispraviti ono što je u modelu krivo postavljeno. Ova jedinica prolazi odluke koje se donose prije izvoza — debljinu stijenke, granicu previsa, zaobljenja, zračnost u sklopu i smjer opterećenja — i pokazuje koliko se od njih razlikuje po postupku, a koliko vrijedi uvijek.
Model koji se glodanjem izrađuje bez ijedne primjedbe može biti neispisiv, i obratno. Razlog je u tome što svaki postupak izradbe ima svoja ograničenja, a oblikovanje ih mora poznavati. Kod glodanja ograničenje je pristup alata i njegov promjer; kod prešanja nagib stijenke i mjesto ubrizgavanja; kod aditivne izradbe ograničenje je sloj — njegova debljina, njegov oslonac i njegov spoj sa slojem ispod.
Za taj se pristup u struci ustalio naziv DfAM, od engleskoga Design for Additive Manufacturing — oblikovanje za aditivnu proizvodnju. Ne znači da model treba prilagoditi stroju; znači da oblikovatelj, znajući kako stroj gradi, može dobiti dio kakav drugim postupcima nije izvediv, i istodobno izbjeći ono što bi ispis pokvarilo.
| Odluka u modelu | Posljedica na dijelu | Može li stroj to popraviti |
|---|---|---|
| Debljina stijenke | hoće li stijenka uopće nastati i koliko nosi | ne — tanje od traga stroj ne može ispisati |
| Kut previsa | treba li potpora i kakva će ploha biti ispod | djelomično — potporom, uz oštećenu plohu |
| Smjer opterećenja | čvrstoća dijela u radu | ne — određena je orijentacijom pri ispisu |
| Zračnost u sklopu | hoće li se dijelovi sklopiti | samo naknadnom obradbom |
| Zaobljenje na dnu | kakvoća prvoga sloja i potreba za potporom | ne |
| Najmanja značajka | hoće li natpis ili utor biti vidljiv | ne — ispod veličine mlaznice ili piksela nestaje |
Ostaje jedno pravilo koje vrijedi prije svih ostalih: postupak se bira prije nego što oblikovanje počne. Dio oblikovan za taložno srašćivanje i dio oblikovan za srašćivanje praha ne izgledaju jednako, jer jedan mora izbjeći previse, a drugi ne mora; jedan traži zračnost od nekoliko desetinki, drugi od desetine milimetra.
Isti nosač oblikovan trima postupcima: za glodanje, za prešanje i za aditivnu izradbu, s označenim mjestima na kojima se oblik razlikuje i razlogom za svaku razliku.
Svaki postupak ima donju granicu ispod koje značajka jednostavno ne nastane. Kod postupaka s mlaznicom tu granicu postavlja širina traga, kod postupaka sa svjetlom veličina piksela ili promjer zrake, a kod praha zrno praha i područje koje se oko točke zagrije.
Najvažnije su četiri mjere. Najtanja stijenka govori koliko tanak zid stroj može postaviti da uopće nastane i da se ne raspadne pri rukovanju. Najmanji provrt govori ispod koje se mjere rupa zatvara ili postaje neupotrebljiva. Najsitniji detalj odnosi se na natpise, utore i izbočine. Zračnost govori koliko se dva dijela moraju razmaknuti da ne srastu i da se poslije mogu sklopiti.
Klikni postupak i usporedi mjere.
Vrijednosti vrijede za uobičajenu opremu i uobičajene postavke. Stvarna granica ovisi o promjeru mlaznice, o razlučivosti zaslona, o materijalu i o stanju stroja, pa se za dio koji mora uspjeti iz prve uvijek ispiše ispitni uzorak — pločica sa stijenkama i provrtima u nizu mjera, na kojoj se vidi gdje je granica toga stroja.
Kod postupaka s mlaznicom stijenka mora biti umnožak širine traga. Ako je trag širok 0,4 mm, stijenka od 0,8 mm ispisat će se kao dvije linije i biti puna; stijenka od 0,9 mm dat će dvije linije i prazninu od 0,1 mm koju program ne može ispuniti. Zato se debljine biraju kao 0,8, 1,2 ili 1,6 mm, a ne kao okrugao broj koji odgovara crtežu.
Svaki se novi sloj polaže na prethodni. Ako je pomaknut prema van, dio njegove širine ostaje u zraku. Koliko smije ostati u zraku, to je jedino pravilo iz kojega proizlaze gotovo sve odluke o obliku.
Pomak po sloju iznosi visina sloja pomnožena tangensom kuta od okomice. Pri sloju od 0,2 mm i kutu od 45° pomak je 0,2 mm, pa je pola traga oslonjeno na sloj ispod. To je razlog zbog kojega se 45° uzima kao granica: ondje je oslonjena točno polovica. Iznad toga kuta oslonjeni dio brzo pada, a s njim i kakvoća plohe.
Povuci klizač i prati koliko je traga oslonjeno.
Vodoravna ploha koja premošćuje prazninu poseban je slučaj previsa od 90°. Ako je razmak kratak, trag se rastegne s jedne strane na drugu i ostane visjeti — to se zove most i kod taložnoga srašćivanja radi do otprilike 20 mm, uz dobro hlađenje i više. Dulji mostovi provise, pa im treba potpora ili izmjena oblika.
Ispitna pločica s previsima od 0 do 75° u koracima od 5°, ispisana bez potpora, s vidljivim mjestom na kojem ploha prestaje biti upotrebljiva.
Zaobljenje i skošenje u klasičnome oblikovanju često se mogu zamijeniti; ovdje ne mogu. Razlika je u tome gdje stoje i kako ih sloj vidi.
Na okomitim bridovima zaobljenje je poželjno: smanjuje koncentraciju naprezanja, a stroj ga ispisuje bez ikakve teškoće jer se svaki sloj jednostavno malo skrati. Na vodoravnome dnu zaobljenje je problem: ono počinje vodoravno, dakle kao previs od 90°, pa prvi sloj visi u zraku. Ondje se stavlja skošenje pod 45°, koje istu zadaću obavlja bez potpore.
Suprotno vrijedi za prijelaz iz podloge u stijenku: ondje zaobljenje ili malo skošenje prema van rasterećuje spoj s podlogom i smanjuje sklonost odvajanju prvoga sloja.
Prvi sloj tlači se jače kako bi prionuo, pa se razlije prema van. Dio zato pri dnu izlazi nešto širi — pojava se zove slonovo stopalo. Na dijelu koji sjeda u provrt to je dovoljno da se sklop ne sastavi. Rješenje je u modelu jednostavno: skošenje od pola milimetra pod 45° po cijelome donjem obodu. Program za pripremu ispisa nudi i postavku koja prvi sloj sužava, ali skošenje u modelu radi na svakome stroju jednako.
Slova koja strše iz plohe ispisuju se bolje od slova urezanih u nju, jer urezani trag mora biti širi od mlaznice da bi uopće nastao. Preporuka je dubina ili visina najmanje dvije debljine sloja i širina najmanje jedna i pol širina traga. Natpis na gornjoj plohi izlazi čitko; natpis na bočnoj plohi razlomljen je slojevima, a natpis na donjoj plohi gotovo uvijek propada.
Dio je najslabiji u smjeru okomitom na slojeve, jer se ondje opterećenje prenosi spojem među slojevima, a ne samim materijalom. Kod taložnoga srašćivanja taj spoj drži pedeset do osamdeset posto čvrstoće u ravnini sloja; kod srašćivanja praha razlika je manja, a kod spajanja listova najveća.
Pravilo je jednostavno i vrijedi za svaki postupak: opterećenje se vodi uzduž slojeva. Vijak koji vuče, poluga koja savija i zub koji se zahvaća moraju biti postavljeni tako da naprezanje ne rastavlja slojeve.
Orijentacija, međutim, ne odlučuje samo o čvrstoći. Ona istodobno određuje trajanje ispisa, količinu potpora i to koja će ploha biti glatka. Te tri stvari gotovo se nikada ne poklapaju, pa je orijentacija uvijek odluka o tome što je važnije.
Odaberi postavljanje istoga nosača.
Kad se ni jedna orijentacija ne pokaže dobrom, znak je da dio treba promijeniti, a ne okretati. Rebro dodano uz opterećen presjek, provrt pomaknut za nekoliko milimetara ili podjela na dva komada često rješavaju ono što se orijentacijom ne da riješiti.
Dva dijela koja se u modelu dodiruju u stvarnosti se neće sklopiti. Stroj nanosi materijal širine traga, prvi sloj se razlije, a dio se pri hlađenju stegne — sve to zajedno znači da se spojne plohe moraju razmaknuti već u modelu.
| Vrsta spoja | Zračnost po strani | Napomena |
|---|---|---|
| Slobodan hod, dio se vrti ili klizi | 0,4 – 0,5 mm | kod postupaka s prahom i 0,3 mm |
| Klizni dosjed, sklapa se rukom | 0,2 – 0,3 mm | uobičajen izbor za kućišta i poklopce |
| Čvrst dosjed, utiskuje se | 0,1 – 0,15 mm | traži ravnu plohu i skošen ulaz |
| Navoj ispisan u dijelu | 0,25 – 0,4 mm | korak najmanje 1,5 mm; ispod toga navoj se gubi |
| Umetnuta matica | 0,1 – 0,2 mm | utor se oblikuje s ulaznim skošenjem |
| Sklop ispisan zajedno, bez sklapanja | 0,4 – 0,6 mm | samo kod postupaka gdje se potpora ukloni ispiranjem |
Ispisan navoj radi, ali ne trpi mnogo ciklusa. Za spoj koji se rastavlja bira se umetnuta matica ili toplinski utisnut umetak: u modelu se predvidi valjkast utor nešto uži od umetka, a umetak se zagrijanim vrhom utisne u plastiku. Takav spoj podnosi zatezanje i mnogostruko rastavljanje, što ispisan navoj ne podnosi.
Kvačica mora biti postavljena tako da se savija u ravnini slojeva; okomito na slojeve puca pri prvome zahvatu. Živi zglob — tanka savitljiva veza između dvaju krutih dijelova — kod taložnoga srašćivanja uspijeva samo ako je položen vodoravno, debljine oko 0,4 mm, i ako materijal to podnosi. Polipropilen i termoplastični poliuretan podnose; polilaktid gotovo nikada.
Ispitni sklop s nizom zračnosti od 0,1 do 0,6 mm, s oznakom koji se par spaja slobodno, koji klizi, a koji se ne da sastaviti.
Popis ispod prolazi se prije nego što model ode u izvoz. Nije zamjena za provjeru u programu za pripremu ispisa, nego ono što se u njemu više ne može ispraviti. Oznake ostaju zapamćene na ovome uređaju.
Ako neka stavka ne prolazi, ispravak se radi u modelu, ne u programu za rezanje. Postavke programa mogu ublažiti posljedicu, ali je ne uklanjaju — a idući put, s drugim strojem ili drugim programom, pogreška se vraća.
Sva pravila iz ove jedinice svode se na jedno: znati kako nastaje sloj. Iz toga slijedi zašto stijenka mora biti umnožak traga, zašto je 45° granica previsa, zašto zaobljenje na dnu smeta a skošenje ne, zašto se opterećenje vodi uzduž slojeva i zašto se spojne plohe moraju razmaknuti. Tko to razumije, ne treba pamtiti tablice — brojevi se mijenjaju s postupkom i strojem, a razlog ostaje isti.
Sljedeća jedinica bavi se onim što se dogodi kad pravila jesu poštovana, ali geometrija ipak nije ispravna: greškama u modelu koje program za pripremu ispisa ne može prešutjeti.
Odgovor se zaključava nakon prvoga klika, uz objašnjenje zašto je točan.