Source: http://blog.cubulo.com/preparacion-de-modelos-3d-para-la-impresion/
Timestamp: 2017-08-20 06:01:47+00:00

Document:
Preparación de modelos 3D para la impresión - Cubulo 3D
Daniel Cabezas López
Diseño Gráfico, Impresión 3D, Ingeniería, Producto, Software
En este artículo vamos a hablar de los conceptos generales que hay que tener en cuenta para la preparación de modelos 3D para la impresión cuando exportamos un objeto en “STL”. Nos vamos a centrar en las características generales con el fin de aportar un conocimiento que se pueda aplicar a cualquier impresora o para la creación de objetos susceptibles de ser impresos en 3D.
La impresión 3D es un tema que está en la vanguardia entre los diseñadores y los ingenieros. La gama de esta tecnología , cada vez mayor en el mercado, significa que la opción para la creación de prototipos y probar los diseños es cada vez más accesible. Así que una vez que se ha utilizado SOLIDWORKS para ultimar los detalles de diseño, ¿cómo podemos hacer con éxito la transición del 3D virtual a un modelo 3D impreso?
Los archivos STL (Stereo Lithography) son ampliamente aceptados como los estándares de la industria cuando se trata de prototipos rápidos. Es prácticamente el único formato que se puede utilizar para la producción en la mayoría de los programas CAD que pueden ser entendidas por la gran mayoría de los equipos de prototipado.
Entonces, ¿qué es un archivo STL?
STL o lenguaje teselación / triangulación estandard es un formato de archivo 3D que utiliza una serie de triángulos para describir las superficies exteriores de un modelo 3D. No hay color, ni textura o atributos adicionales.
¿Cómo puedo crear un archivo STL?
Esto es realmente fácil. La mayoría de los programas como Autodesk, Solidworks o Rhinoceros 3D, así como en las plataformas “online” como Tinkercad o aplicaciones para móvil como 123D Catch, entre otros, lo pueden hacer. Tan solo hay que hacer clic en “Archivo”> “Guardar” o “Guardar como” o “Exportar”. A continuación se abre la ventana correspondiente y utilizando el menú desplegable, seleccionar .stl de la lista. Este método de guardar un archivo .stl generará el archivo con la configuración de resolución predeterminada. Sin embargo, estos ajustes no tienen por qué ser los más adecuado para su impresora y podría tener un efecto negativo en la calidad de la impresión 3D, por lo que se debería considerar si necesita hacer algún cambio para asegurarse tener la configuración correcta.
¿Cuáles son estos valores y por qué tenemos que controlarlos?
Son dos los momentos en los que tenemos que prestar mucha atención, para tener un resultado óptimo con nuestro prototipo 3D.
El primero es tener en cuenta los espesores de pared en el momento en el que estamos diseñando el objeto en 3D. Éstos pueden contribuir de manera importante a los errores de impresión en 3D. Las paredes delgadas en los modelos CAD pueden hacer que las piezas sean muy frágiles y que se hagan agujeros durante la eliminación de material de apoyo. También en algunas ocasiones , los archivos no pueden ser procesados ​​por las impresoras si los espesores de pared son demasiado delgados, debido a que las boquillas tienen un mínimo de 0,3 milímetros de espesor en la extrusión.
Aquí os dejo una tabla para garantizar espesores de pared que cumplen con los requisitos mínimos. No obstante, no hay nada mejor que leer las características de cada máquina para saber las tolerancias y espesores mínimos de trabajo.
PolyJet (Flexible) PolyJet (Rigido) SLS.Laser Sinterizado FDM.Deposición Fundida CNC Inyección en Molde
1.2 mm 0.6 mm 0.8 mm 0.6mm 0.6 mm 0.6
En segundo lugar, es importante también pensar en la “resolución” del objeto. En términos simples, si se tiene en cuenta la idea de convertir una esfera perfectamente redonda a una construida por triángulos (su archivo .stl), cuanto más grandes son los triángulos menos definición tendrá la resolución del archivo .stl y viceversa. En la mayoría de los software tenemos la capacidad de controlar cómo se crean estos triángulos cuando se genera el archivo .stl o previamente durante el proceso de modelado y optimizado, así que podrá eligir cómo será de grueso o de fino el modelo. Pero ¿por qué?. Hay una razón principal por la que debemos pensar en el control de estos valores, y esto es debido a que puede tener un efecto directo en la calidad de su modelo 3D impreso. Si los ajustes son demasiado bajos comparados con la resolución de la impresora 3D, la impresora podrá imprimir la definición de los triángulos y el modelo aparecerá facetado, alejándose de la forma del diseño previsto. Por el contrario, si el modelo tiene una resolución muy alta, claro que evitaras sufrir con el miedo a que el modelo se haya quedado con poca resolución, aunque lo más probable es que vas a tener un archivo grande que tarda mucho tiempo para todos los procesos de impresión y puede ser más difícil de manejar.
Entonces, ¿cómo controlamos estos ajustes de exportación?
Hay diversas formas de controlar los ajustes y esto va a depender del software que utilices.
Por ejemplo en Solidworks lo puedes hacer de la siguiente forma: En la ventana “Guardar como”, una vez que hayas seleccionado .stl al guardar como tipo, un botón de opciones estará visible. Haga clic en Opciones para ajustar la configuración.
En 3D Max la optimización se realiza antes de exportar o guardar en STL, con la operación de “Optimize” que reduce polígonos. Lo que si que hay que tener en cuenta es que a veces esto puede causar problemas con las piezas, sobre todo si son curvas, por lo que comprobar como va aquedar puede ser una buena opción. Para esto utiliza STL Check en la lista de modificadores.
Otro ejemplo lo encontramos en el caso de Rhinoceros 3D, en el que las modificaciones se pueden hacer durante el proceso de construcción o durante el proceso de exportación a STL. Para la construcción, este ajuste se controla al hacer la división de los polígonos; en el caso de las curvas, como vemos en la siguiente imagen, los bordes con un valor menor dividen más los polígonos mejorando las superficies NURBS, aunque también crea un archivo de mayor tamaño.
Aquí os dejo ejemplos de las superficies con diferentes valores en la malla y su correspondiente tamaño de archivo.
SCII vs Binario
Ahora toca decidirse si guardar en formato binario o ASCII . Los archivos binarios son más pequeños (por un factor de 6), por lo que este formato es generalmente el preferido por todos los usuarios de impresoras 3D.
Pero, ¿cómo están compuestos estos archivos?
ASCII y binario, son protocolos de almacenaje. El código ASCII, es decir American Standard Code for Information Interchange o Código Estándar Americano para el Intercambio de Información, es un conjunto de 128 símbolos que cualquier ordenador del mundo puede mostrar. Éstos se almacenan como un código de 7 bits almacenado en un byte. Para ser más específicos, hay 128 códigos ASCII diferentes, lo que significa que sólo se necesitan 7 bits para representar un carácter ASCII; de ahí que sean más pesados.
Los archivos binarios, por otro lado, están estructurados de otra forma y por consiguiente requieren un estilo diferente de transferencia. En general no tiene tales restricciones. Cualquiera de los patrones de bits 256 se puede utilizar en cualquier byte de un archivo binario. Trabajamos con archivos binarios todo el tiempo. Ejecutables, archivos de objetos, archivos de imágenes, archivos de sonido, etcétera. Lo que los hace binario es simplemente el hecho de que cada byte de un archivo binario puede ser uno de 256 patrones de bits
Opciones de Exportación en Solidworks
Exportación en 3D Max
Exportación en Rhinoceros 3D
¿Como identificamos los parámetros de resolución?
Esto va a depender de la resolución de la impresora que se vaya a utilizar. Debido a que hay tantas impresoras para elegir, mi mejor consejo sería para echar un vistazo a la página web del fabricante en la que normalmente puedes encontrar asesoramiento sobre la mejor resolución para elegir .
Un ejemplo y con esto terminamos, viene de la mano de Solidwork, que ofrece dentro de los ajustes de resolución dos opciones por defecto (grueso y fino), así como una opción personalizada. Dependiendo de la resolución de la impresora, puede darse el caso de que el grueso y las opciones finas estén demasiado cerca de cualquier extremo de la escala para ser práctico. Elegir la opción personalizada permitirá controlar la resolución y hacer exactamente lo que necesitamos. Tiene la posibilidad de controlar tanto la desviación como el ángulo de los triángulos durante la conversión a STL. La desviación se expresa como una dimensión lineal y se refiere a la distancia máxima que tiene la faceta del archivo STL, ésta permite estar lejos de la geometría original. El ajuste del ángulo se refiere a la desviación angular permitida entre triángulos adyacentes.
La imagen de abajo muestra cómo diferentes ajustes de resolución pueden afectar el modelo convertido. Se toma el número 1 como el diseño deseado (modelo de Solidworks) y el número 3 como el mejor modelo posible en resolución para su impresión en 3D. El establecimiento de una baja resolución (número 2) significará que la impresora, que tiene una resolución más fina será capaz de imprimir físicamente las facetas, dejándolo con un modelo con facetas visibles. La elección de una muy buena resolución (número 4) significa que el archivo puede ser demasiado grande, difícil de manejar y es casi seguro que necesitará más tiempo para el procesamiento. Número 3 en este caso es la resolución óptima. Los ajustes realizados en Solidworks coincide con la de la impresora, lo que significa el mejor modelo posible 3D impreso y el más eficiente en términos de tamaño del archivo, manipulación y el procesamiento.
http://docs.autodesk.com/3DSMAX/15/ENU/3ds-Max-Help/index.html?url=files/GUID-683E0312-F28B-46E4-860E-BDFE92B6ABBE.htm,topicNumber=d30e517708
http://www.ponoko.com/starter-kits/threed-studio-max
http://blogs.solidworks.com/tech/2015/05/preparing-solidworks-models-3d-printing.html
http://isites.harvard.edu/fs/docs/icb.topic907832.files/preparing-3D-print-files.pdf
3D Maxdiseño de productoImpresión 3DprototipoRhino 3DRhinoceros 3DSolidworksSTL
Autor Daniel Cabezas López

References: resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución 
 resolución