Rad s 3D CAD modelima i STL datotekama

Od volumena do mreže

U CAD programu predmet je opisan matematički: ploha je valjak zadanog polumjera, brid je kružnica, a tijelo je jednoznačno određeno. Takav se zapis naziva volumnim modelom i može se izmijeniti promjenom mjere. Programi za pripremu ispisa taj zapis ne koriste; njima je potreban oblik koji se lako presijeca ravninama, a to je mreža trokuta.

Pri izvozu u STL program pokriva svaku plohu trokutima. Ravne plohe prelaze u nekoliko trokuta bez ikakve pogreške. Zaobljene plohe ne mogu se opisati točno, pa se zamjenjuju nizom ravnih ploština koje od stvarne plohe odstupaju za najviše zadanu vrijednost. Ta se vrijednost naziva tolerancijom tetive i glavna je postavka izvoza.

Zbog toga je STL uvijek približan zapis. Iz njega se više ne može doznati da je ploha bila valjak niti kojeg je promjera bila; poznat je samo skup trokuta. Zato se za izmjene uvijek čuva izvorni CAD model, a STL se smatra izlaznom datotekom koja se po potrebi izvozi iznova.

Tolerancija mreže

Tolerancija tetive zadaje najveću dopuštenu udaljenost između stvarne plohe i trokuta koji je zamjenjuje. Manja vrijednost daje više trokuta i vjerniji oblik, veća vrijednost daje manju datoteku i vidljive bridove na zaobljenjima. Razumna polazna vrijednost za ispis je oko 0,01 do 0,02 mm, jer je to znatno ispod onoga što se na ispisu može razlučiti.

Pretjerivanje u drugom smjeru također ima cijenu. Tolerancija od 0,001 mm daje datoteku s milijunima trokuta koja usporava svaki sljedeći korak, a na ispisu se ne vidi nikakva razlika jer je promjer mlaznice četrdeset puta veći. Pravilo je jednostavno: tolerancija se bira prema onome što postupak može prikazati, a ne prema najmanjoj vrijednosti koju program dopušta.

Zatvorenost i normale

Da bi se mreža mogla ispuniti materijalom, mora biti zatvorena: svaki brid mora pripadati točno dvama trokutima. Ako negdje nedostaje trokut, u plohi ostaje rupa i program ne može odlučiti je li neka točka unutar predmeta ili izvan njega. Takva se mreža naziva neispravnom, a slicer je ili odbija ili je pokušava popraviti uz nepredvidljiv ishod.

Uz zatvorenost, svaki trokut nosi i normalu — smjer koji pokazuje gdje je vanjska strana. Ako je kod pojedinih trokuta normala okrenuta prema unutra, program pogrešno tumači što je materijal. Posljedica su šupljine u ispisu ili stijenke koje se pojavljuju ondje gdje ih ne bi trebalo biti. Većina programa takve trokute prikazuje drugom bojom, pa se pogreška lako uočava.

Česte pogreške i popravak

Pogreške u mreži nastaju najčešće pri izvozu iz programa koji rade s plohama, pri preuzimanju modela nepoznatog podrijetla i pri automatskoj pretvorbi iz snimke predmeta. Popravak se obavlja namjenskim alatima koji rupe zatvaraju, preokrenute normale ispravljaju i preklopljene trokute uklanjaju. Kod jednostavnih pogrešaka popravak je pouzdan; kod složenih je brže model premodelirati.

Redoslijed je uvijek isti: najprije se provjeri je li mreža zatvorena, zatim jesu li normale ispravne, pa tek onda je li mreža dovoljno fina. Popravljanje finoće nema smisla dok mreža nije ispravna.

STL i 3MF

STL je najstariji i najrašireniji format za ispis. Njegova je prednost jednostavnost: opisuje samo trokute i njihove normale, pa ga podržava svaki program. Nedostaci su brojni. Ne pamti mjerne jedinice, ne poznaje boje ni materijale, ne sadrži podatke o mjerilu, a svaki vrh zapisuje više puta pa su datoteke veće nego što je nužno. Postoji u tekstnom i binarnom obliku; binarni je znatno manji i uobičajen.

3MF je noviji format razvijen upravo za aditivnu proizvodnju. Uz mrežu prenosi mjerne jedinice, boje, podatke o materijalima, više tijela u jednoj datoteci i, kod nekih programa, cijelu postavljenu scenu s postavkama ispisa. Datoteka je manja jer je komprimirana. Preporuka je koristiti 3MF gdje god ga oba programa podržavaju, a STL zadržati kao zajednički nazivnik.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.