4 ноября 2013 г
Мини-фабрика вещей с Windows 8.1: как напечатать собственный чехол для телефона
Обновленная операционная система Microsoft предложила пользователям много новых функций, среди которых – возможность распечатать себе какой-то предмет. Это может быть любая вещь, например, чехол для собственного телефона. Получить его довольно просто: надо создать или загрузить его трехмерную виртуальную модель и отправить ее на печать в специальный принтер.
Простая печать любых вещей стала возможна благодаря поддержке в Windows 8.1 соответствующих 3D-принтеров. Они берут созданную или загруженную из интернета цифровую твердотельную модель предмета и слой за слоем наносят расплавленный пластик. По подобному принципу работают и обычные принтеры для бумаги, которые последовательно распыляют чернила, чтобы получить текст или изображение.
Цифровые твердотельные моделей объектов можно создавать во многих программах, относящихся к классу систем автоматизированного проектирования (CAD-системы). Одной из таких является SolidWorks, которая стала стандартом де-факто во многих областях благодаря своим богатым возможностям. Эта программа недавно обновилась до версии 2014, в которой добавилось много новых функций для легкой работы.
Разработка чехла в SolidWorks
Прежде чем приступать к разработке собственно твердотельной модели чехла, в SolidWorks необходимо создать цифровую копию корпуса собственного смартфона. Это позволит точнее учесть особенности его дизайна и убедиться, что в распечатанный чехол можно будет поместить реальный телефон.
Когда модель телефона будет готова, вокруг нее можно построить сам чехол. Сделать это в SolidWorks легко с помощью функции смещения поверхности «Surface offset».
Когда внешняя и внутренняя геометрия чехла готова, потом можно удалить корпус телефона с помощью команды вычитания поверхностей. В результате останется пустотелая оболочка, которая точно подходит по размерам к смартфону.
Подготовка к 3D-печати
Твердотельные настольные принтеры, такие как MakerBot Replicator 2, накладывают определенные ограничения на цифровые модели из-за того, что они создают вещи посредством нанесения слоев расплавленного пластика. Это требует некоторой оптимизации виртуального предмета, чтобы распечатанная затем вещь служила долгое время. Одним из таких улучшений является учет текстуры поверхности предмета: принтер не может сделать ее гладкой. Для этого нужно уменьшить толщину чехла на величину около 0,02-0,4 мм. Иначе чехол окажется слишком тесным для телефона.
В качестве промежуточного решения можно добавить еще одну поверхность между моделями телефона и чехла в SolidWorks. Она будет выполнять роль воздушного зазора, который затем займет созданная принтером текстура. Толщину этого промежутка можно сразу указать в SolidWorks или загрузить из внешнего файла, например, из книги Excel.
Кроме текстуры, которую создает принтер, нужно также помнить о следующем:
• Свесы и опоры: поскольку 3D-принтеры создают детали послойно, нужно подумать о том, как это будет происходить. Если предмет имеет выступающие части, они могут согнуться до тех пор, пока пластик остынет. В таком случае можно добавить к модели элементы поддержки. Для определения того, требуются ли дополнительные опоры в детали, можно воспользоваться «правилом 45 градусов»: когда свес выступает из детали больше чем на 45 градусов, он нуждается в дополнительной поддержке.
• Искривления и уменьшения: некоторые материалы, например ABS -пластик, могут варьироваться в объеме во время и после печати. Это может вызвать большие внутренние напряжения и появление трещин в напечатанном предмете. Этого можно избежать, если разумно выполнить внутреннюю структуру объекта и прочитать соответствующую техническую литературу.
• Свойства материалов: производители выпускают много типов пластиков для 3D-принтеров, имеющих различные физические свойства (прочность, коэффициент теплового расширения, эластичность, точка плавления и т. д.). Перед началом печати необходимо выбрать оптимальные настройки принтера, которые учтут эти особенности.
Постепенный подбор параметров
Создать такую цифровую модель, которая сразу после изготовления подойдет по всем параметрам можно, но это требует опыта. Поэтому начинающим проще совершенствовать свою разработку в несколько шагов. Для чехла телефона это будет три итерации:
1. Печать с базовыми настройками принтера. После изготовления надо замерить истинные размеры полученного предмета и соответствующим образом изменить цифровую модель.
2. Распечатать чехол с учетом предыдущих поправок. Повторно произвести замеры и внести их в модели.
3. Создать финальную версию чехла и попробовать ее в работе.
В случае чехла для Nokia 928 особого внимания требует гибкий угол, который позволяет снять его со смартфона. Чтобы эта часть не разрушалась из-за высокого уровня внутренних напряжений, может потребоваться внести некоторые изменения в цифровой модели.
Благодаря трехмерной печати и встроенной поддержке этой функции в Windows 8.1 можно значительно экономить на различных вещах. Так, чехол для Nokia 928 стоит всего $0,96: один килограмм пластика обойдется в $48, а его нужно лишь 0,02 кг.
Желающие могут скачать трехмерную модель чехла Nokia 928 по этой ссылке www.thingiverse.com/thing:165742 и распечатать его себе. Кроме этого предмета, пользователи могут создать множество других полезных вещей: подставки, док-станции, треноги и т. д.
Полную версию материала читайте на страницах Виртуального пресс-центра «Майкрософт Украина» www.microsoftblog.com.ua/2013/11/04/mini-fabrika-rechej-z-windows-8-1-yak-nadrukuvati-vlasnij-chohol-dlya-telefona/.