Чтобы отправить файл на принтер, уже не обязательно иметь строчку “уверенный пользователь ПК” в резюме. С 3D-печатью пока что все иначе – она остается гиковской темой, неподъемной для простого юзера. На самом деле, сегодня специальные программы позволяют подготовить модель и напечатать ее на 3D-принтере даже неопытному пользователю. Доказано участниками воркшопа «Печатаем город», который прошел в цифровой лаборатории FabLab Fabricator в инновационном парке UNIT.City. На этот раз здесь воссоздали кварталы Нью-Йорка.

Что такое FabLab?

Fab Lab – производственная лаборатория с доступом к множеству современных цифровых технологий производства. Такие места существуют, чтобы вдохновлять людей превращать свои идеи в новые продукты и прототипы. Первая фабрика-лаборатория была создана профессором Массачусетского технологического института Нилом Гершенфельдом в 2001 году, и с тех пор инновационные лаборатории стремительными темпами распространялись по разным странам и континентам. Тренд усилился в последние годы: если в начале 2014-го в мире насчитывалось всего 186 фабрик-лабораторий, то сегодня, по данным fablabs.io, их уже 1215. Частью международной сети Fab Lab являются и несколько украинских инновационных студий, в числе которых FabLab Fabricator, которая открылась в Киеве в октябре 2016 года.

«Fab Lab – это место, где можно заниматься прототипированием. Здесь можно работать с разными материалами, разным софтом, можно создавать разные инструменты, и даже запускать мелкосерийное производство», – говорит один из менеджеров FabLab Fabricator Александр Манукьянс.

Напечатанная на 3D-принтере армия “ждунов”, ставших одним из главных интернет-мемов 2017 года

Печать для всех

Согласно исследованию Marketsandmarkets, в ближайшие шесть лет рынок 3D-печати будет ежегодно расти более чем на 25% и к 2023 году превысит $32 млрд. Технологии 3D-печати стремительно развиваются, проникая в новые сферы – медицину, авиацию, аэрокосмическую индустрию, автопром и так далее. Вырос и перечень материалов, которые сейчас используются для 3D-печати – пластик, металл, древесина, воск, бумага.

Зона 3D-печати в FabLab Fabricator

Создание 3D-моделей особенно помогает в работе дизайнерам и архитекторам, которым стало гораздо легче презентовать свои идеи заказчикам. Но самое замечательное то, что с помощью специальных программ и 3D-принтера почувствовать себя создателем может даже человек без профильного образования. Сделать это он может в фабриках-лабораториях. Например, участники воркшопа под руководством менеджеров FabLab Fabricator Александра Манукьянса и Павла Никитюка работали над созданием кварталов города Нью-Йорка при помощи инструмента Cad Mapper, программ для моделирования SketchUp, Cura и 3D-принтера Ultimaker 2+.

В поисках Манхэттена

В 2014 году в Америке была представлена очень сложная интерактивная модель города Сан-Франциско, напечатанная на 3D-принтере. Моделирование такого проекта заняло целых шесть лет. Идея воркшопа в Fabricator заключалась в том, чтобы каждый из участников за два часа смоделировал определенное здание или квартал «Большого яблока» и отправил его в печать.

На первом этапе участники воркшопа знакомились с Cad Mapper – сервисом, который помогает урбанистам и архитекторам избавиться от сотни часов рутинного рисования. На сайте Cad Mapper можно найти бесплатные подробные карты 241 города мира, в том числе нескольких украинских – Киева, Одессы и Львова.

Первый шаг к тому, чтобы напечатать дом или квартал Нью-Йорка, заключался в том, чтобы найти и выделить соответствующее место на карте Cad Mapper. «Вы можете выбрать на карте целый район – скажем, Манхэттен, но выбирая большой участок города, довольно сложно будет найти нужный дом или квартал на распечатанной 3D-модели. Поэтому в Cad Mapper лучше максимально приблизить интересующие вас объекты», – отмечает Александр Манукьянс.

Далее необходимо выбрать программу, в которой вы планируете моделировать объект и указать значения базовых параметров, по которым нет точных данных (например, ширина дорог или условная высота зданий) – и сохранить файл.

Трёхмерные объекты

Вторая часть воркшопа – работа в программе для моделирования относительно простых трехмерных объектов. В нашем случае это была программа SketchUp. Для начала участникам события необходимо было зарегистрироваться на сайте и скачать подходящую версию софта. «Обычно я выбираю версию 2012 года SketchUp8 – она самая стабильная», – делится опытом Александр Манукьянс. В SketchUp созданная с помощью Cad Mapper модель обязательно масштабируется. «В SketchUp неудобно реализована функция масштаба – она указывается не процентами, а коэффициентами. Более того, вам нужно ввести два коэффициента, так как в программе есть ограничения для количества цифр после запятой. Необходимые вам коэффициенты – 0,001, а потом 0,5», – объяснил менеджер Fabricator.

Потом модель объекта с помощью инструментария программы очищают от ненужных линий, объединяют в единую плоскость и придают объем. Созданную модель необходимо сохранить в формате STL. «Это переходной универсальный файл, который из любых 3D моделей, из любых программ, можно перевести в формат, который необходимый для печати», – объясняет Манукьянс.

3D-модели – в G-код

На третьем этапе участники воркшопа освоили программу Cura, которая предназначена для перевода 3D-модели в G-код и печати на 3D-принтере. При начальной установке Cura необходимо выбрать принтер, на котором будет печататься объект, в конкретном случае это принтер Ultimaker 2+.

В правом окне программы можно увидеть 3D-вид модели, информацию о времени, которое понадобится для печати, а также вес распечатанного объекта. В левом окне задаются непосредственно параметры печати, от которых зависит время и количество материалов.

«В нашем случае используется технология 3D-печати FDM. Это значит, что модель будет создаваться за счет нанесения последовательных слоев материала», – уточняет Павел Никитюк. Среди параметров, которые необходимо указать в Cura, – высота слоя, толщина стенки (сколько раз принтер проходит по первому слою), плотность заполнения, скорость печати и другие.

«В разделе программы Layers (Слои) можно увидеть, как именно принтер по слоям будет печатать ваш объект – с первого по последний слой. Здесь важно наличие первого слоя: если вы в программе неправильно положите модель на подложку, первый слой не напечатается», – подчеркивает Никитюк. После внесения всех необходимых параметров G-код сохраняется, и файл отправляется на печать.

Печать каждого квартала “Большого яблока” заняла от одного до двух часов. После этого осталось обработать напечатанные здания города шлифовальной губкой и установить их на специальную карту.

Нью-Йорк готов.