Надруковані на 3D-принтері кольчуги та тканини: гнучкі структури з нейлону SLS

Як працюють надруковані тканини

Надрукована тканина — це мережа невеликих жорстких елементів, з'єднаних так, що кожен з них може рухатися відносно сусідніх. Самому матеріалу не обов'язково згинатися; тканина отримує свою гнучкість завдяки люфту в з'єднаннях. Поширені дизайни:

• Кільцева кольчуга: кожне кільце проходить через кілька сусідніх, як у традиційній кольчузі.
• Плиткові тканини: плоскі плитки, з'єднані невеликими петлями або шарнірами знизу, із закритою поверхнею зверху.
• Ланцюги: одна лінія ланок, для ремінців, стрічок та декоративних ланцюжків.
• Кінематичні структури: трикутні плитки, які складаються вздовж будь-якої кривої, часто використовуються для ювелірних виробів та дизайнерських об'єктів.

Чому SLS є найкращим процесом для надрукованих тканин

У процесі SLS деталі виростають у шарі порошку PA 12. Нерозплавлений порошок залишається сипучим і підтримує кожну ланку, тому закриті кільця, зчеплені петлі та щільні візерунки з плиток взагалі не потребують підтримуючих структур. При друці філаментом або смолою кожна ланка потребувала б підтримок, а видалити їх між кільцями практично неможливо. Цей самий принцип лежить в основі шарнірів і рухомих вузлів, що друкуються в зборі.

PA 12 також підходить для цього застосування: EOS вказує для PA 2200 щільність 0.93 g/cm³, тому навіть великий виріб залишається легким, а матеріал є достатньо міцним для ланок, які згинаються та розтягуються під час використання тканини.

Правила проєктування для надрукованої кольчуги

• Зазор не менше 0.5 mm. Між кожними двома ланками залишайте щонайменше 0.5 mm з усіх боків. Зерна порошку поруч із розплавленою поверхнею частково плавляться і прилипають до неї; ланки, розташовані надто близько, сплавляються разом.
• Ланки, достатньо міцні для використання. Калькулятор попереджає про стінки, тонші за 0.8 mm, а тонкі ланки можуть зламатися під час очищення від порошку та дробоструминної обробки. Робіть поперечні перерізи кілець і шарніри плиток значно товстішими за це значення.
• Шлях для виходу порошку. Після друку кожен зазор заповнений порошком. Відкриті форми ланок і короткі зазори легко очищаються; закриті кишені та довгі вузькі щілини затримують порошок.
• Достатній люфт. Чим більший зазор у кожному з'єднанні, тим м'якше драпірується тканина і тим легше її чистити. Дуже щільна тканина є жорсткішою, і її важче очистити від порошку.
• Протестуйте зразок. Спочатку надрукуйте невеликий квадрат, щоб перевірити гнучкість, зовнішній вигляд і легкість очищення. Зразок невеликий і коштує недорого.

Загальні правила наведено в посібнику з проєктування для SLS.

Розмір і складання

Наша камера має розміри 200 × 250 × 330 mm, і калькулятор перевіряє, чи поміщається завантажена форма, включаючи нахилені положення. Плоский шматок тканини більшого розміру все одно можна надрукувати, якщо він спроєктований у CAD складеним, згорнутим або ущільненим, щоб надрукована форма помістилася в камеру, а тканина розгорнулася після очищення від порошку. Слід пам'ятати дві речі: ущільнена тканина утримує більше порошку, тому очищення потребує більшої обережності, а ціна розраховується саме для складеної форми. Як альтернатива, надрукуйте тканину панелями та з'єднайте їх ланками згодом.

Як калькулятор обробляє файли кольчуги

Модель кольчуги — це файл із багатьма окремими твердими тілами. Калькулятор розділяє багатотільні файли на деталі, але тіла, чиї обмежувальні рамки торкаються або перекриваються, зберігаються разом як одна деталь. Зчеплені ланки перекриваються, тому вся тканина оцінюється як одна деталь, виходячи з її об'єму та розміру, як і будь-яка інша деталь. Окремі частини в одному файлі, наприклад, дві незв'язані панелі, розпізнаються як окремі деталі, а ідентичні окремі частини об'єднуються в кількість. Детальніше у розділі одиниці виміру, масштаб і багатотільні файли.

Перевірте одиниці виміру перед завантаженням: STL зчитується в міліметрах, з можливістю перемикання на дюйми в калькуляторі; файли STEP містять власні одиниці виміру.

Обробка та колір

Після очищення від порошку кожна деталь проходить дробоструминну обробку скляними кульками та полірується в DyeMansion Powershot DUAL. Дробоструминна обробка також видаляє порошок між ланками та згладжує контактні поверхні, завдяки чому тканина рухається вільніше. Фарбування рідкими барвниками TCN забарвлює поверхневий шар без утворення покриття, тому воно не закриває зазори. Чорний та помаранчевий є в наявності; інші 59 кольорів збільшують час доставки приблизно на один місяць (20 робочих днів) за тією ж ціною. Див. фарбування деталей SLS.

Типові сфери застосування

• Костюми, косплей та сценічний реквізит
• Модні аксесуари, ювелірні вироби та дизайнерські об'єкти
• Гнучкі чохли та декоративні панелі
• Демонстрації продуктів та зразки для виставок, які показують можливості SLS
• Ремінці, стрічки та ланцюжки для пристроїв

Надрукована нейлонова кольчуга — це гнучка декоративна структура. Вона не є захисним спорядженням, і ми не робимо жодних заяв щодо захисту від порізів, ударів чи інших небезпек.

Поширені запитання

Як виготовляється надрукована на 3D-принтері кольчуга?

Ланки моделюються вже зчепленими і друкуються як єдине ціле. У процесі SLS нерозплавлений порошок підтримує кожну ланку під час друку, тому немає підтримок, які потрібно видаляти. Після друку порошок видаляється з-поміж ланок, і тканина вільно рухається.

Чому SLS найкраще підходить для надрукованої на 3D-принтері тканини?

Друк філаментом та смолою потребує підтримок під нависаючими елементами, а підтримки між зчепленими ланками майже неможливо видалити. SLS не потребує підтримок, тому закриті кільця, шарнірні плитки та щільні візерунки ланок друкуються саме так, як спроєктовано.

Наскільки великою може бути надрукована тканина?

Надрукована форма повинна поміщатися в нашу камеру розміром 200 × 250 × 330 mm. Більші тканини можна спроєктувати складеними або ущільненими в CAD, щоб вони помістилися, і розгорнути після очищення від порошку; калькулятор перевіряє, чи поміщається завантажена вами форма.

Як розраховується ціна файлу кольчуги?

Калькулятор розділяє багатотільні файли на деталі, але тіла, чиї обмежувальні рамки торкаються або перекриваються, вважаються однією деталлю. Тому зчеплені ланки утворюють одну деталь, ціна якої розраховується як для будь-якої іншої деталі на основі її об'єму та розміру.

Чи можна пофарбувати надруковану на 3D-принтері кольчугу?

Так. Деталі можна пофарбувати в один із 61 кольорів; барвник проникає в поверхню, а не покриває її, тому він не закриває зазори між ланками. Чорний та помаранчевий є в наявності; інші кольори збільшують час виконання приблизно на один місяць.