Jak przekształcić swoją wizję w rzeczywistość za pomocą drukarki 3D? W jaki sposób przygotować model 3D do druku? Jak w prosty sposób  przekonwertować grafikę 2D (na przykład logo szkoły) na model trójwymiarowy? Czas przystąpić do pracy i zanurzyć się w fascynującym świecie druku 3D!

Podstawy pracy w środowisku Tinkercad, proces edycji i tworzenia modeli 3D zostały opisane TUTAJ.

Filament – co to takiego?

Filament to surowiec w formie szpuli, z którego drukarka 3D wytwarza fizyczny model na podstawie projektu wykonanego w środowisku do projektowania lub pobranego z biblioteki. Najpopularniejszym rodzajem tego materiału jest PLA (polilaktyd), który jest stosowany w większości drukarek 3D, w tym tych używanych w szkołach. Filament występuje w różnych kolorach, co pozwala na tworzenie modeli o różnorodnej estetyce. Istnieją również odmiany specjalne, takie jak imitacje drewna, stali czy fluorescencyjne, które pozwalają na uzyskanie bardziej unikalnych efektów w drukowaniu.

Istnieje wiele rodzajów filamentów różniących się swoimi właściwościami. Najważniejsze z nich to:

• PLA (polilaktyd),
• ABS (akrylonitryl-butadien-styren),
• PETG (polietyleno tereftalan glikolu),
• Nylon PC (polikarbonat),
• TPU (termoplastyczny poliuretan),
• PVA (poliwinylowy alkohol).

W szkołach najczęściej stosowany jest właśnie filament PLA ze względu na swoją bezwonność, biodegradowalność oraz łatwość drukowania.

Jeśli chodzi o właściwości – PLA to materiał, który może być produkowany z różnych źródeł, takich jak skrobia kukurydziana lub ziemniaczana, trzcina cukrowa itp. Jest to jeden z najłatwiejszych do drukowania filamentów, co czyni go idealnym dla początkujących. Ponadto PLA ma wysoką wytrzymałość na rozciąganie, niską kurczliwość i dobry połysk.

Wilgotność jest czynnikiem, który może negatywnie wpłynąć na jakość wydruków wykonanych z filamentu PLA. Dlatego ważne jest, aby przechowywać go w suchym miejscu i unikać narażenia na wilgoć. W skrajnych przypadkach wilgoć może spowodować pękanie filamentu w trakcie drukowania, co uniemożliwi wytworzenie modelu.

Załadunek filamentu w drukarce 3D jest jednym z pierwszych kroków, które należy wykonać przed przystąpieniem do drukowania. Szpulę filamentu należy umieścić w specjalnym miejscu w obrębie drukarki i poprowadzić go do głowicy drukującej. Aby rozpocząć proces załadunku filamentu, należy wybrać opcję „Załaduj filament" w menu drukarki. Po wybraniu tej funkcji, drukarka zacznie podgrzewać dyszę i kanał załadunkowy, aby umożliwić wprowadzenie materiału. Podobnie jak załadunek, rozładunek filamentu jest również ważnym krokiem podczas korzystania z drukarki 3D. Aby rozładować wykorzystywany plastik, należy wybrać odpowiednią opcję w menu drukarki. Gdy zostanie ona wskazana, urządzenie rozpocznie proces wycofywania filamentu z kanału drukującego. Po zakończeniu procesu materiał drukarski zostanie zwolniony z drukarki, co umożliwi usunięcie szpuli.
 

Kalibracja stołu drukarki 3D

Czym jest kalibracja stołu?

Kalibracja stołu drukarki 3D polega na dokładnym ustawieniu poziomu stołu oraz odległości między blatem, a głowicą drukującą. Jest to bardzo ważny proces, który ma wpływ na jakość wydruku i umożliwia uzyskanie poprawnych wymiarów i szczegółów na wydrukowanym modelu.  

Jakie są konsekwencje niewłaściwej kalibracji stołu?

Nieprawidłowo wykonana kalibracja stołu drukarki 3D może prowadzić do różnych problemów, które znacznie wpłyną na jakość wydruku. Przede wszystkim niewłaściwa odległość między stołem a głowicą może prowadzić do zbyt małej przyczepności modelu do stołu, co z kolei może spowodować jego przesuwania się lub wyginania w trakcie drukowania. Innym problemem, który może pojawić się przy nieprawidłowej kalibracji, są odkształcenia i zdeformowane części wydruków, co może wpłynąć na ich funkcjonalność lub estetykę. Niewłaściwie skalibrowany stół może również prowadzić do problemów z warstwami, co może wpłynąć na jakość wydruku i jego dokładność. W skrajnych przypadkach nieprawidłowo skalibrowany stół może doprowadzić do uszkodzenia drukarki 3D, co z kolei może wymagać kosztownych napraw lub nawet wymiany sprzętu. Dlatego ważne jest, aby regularnie wykonywać kalibrację stołu i upewnić się, że jest ona wykonana prawidłowo, aby uniknąć tych problemów.  

Jak często należy kalibrować stół drukarki 3D?

Kalibracja stołu drukarki 3D powinna być wykonywana regularnie, szczególnie w przypadku przewożenia lub przenoszenia drukarki oraz gdy pojawiają się problemy z wydrukiem. Systematyczna kalibracja pozwala uniknąć problemów związanych z nieprawidłowym ustawieniem stołu. Jak przeprowadzić kalibrację stołu drukarki 3D? Proces kalibracji stołu drukarki 3D różni się w zależności od modelu drukarki, ale w większości przypadków przebiega on w podobny sposób. Aby przystąpić do kalibracji, należy wybrać odpowiednią opcję w menu drukarki. Następnie drukarka automatycznie przemieszcza głowicę nad stół w kilku wyznaczonych punktach. W każdym z tych punktów należy użyć specjalnej karty kalibracyjnej lub papieru i przy pomocy śrub lub pokręteł ustawić głowicę tak, aby odległość między nią a stołem pozwoliła na przemieszczanie się karty lub kawałka papieru z małym oporem. Najczęściej stół kalibruje się w 5-9 punktach.

Slicery – programy do przygotowywania wydruków 3D

Slicery to programy służące do przygotowywania plików drukowanych w trójwymiarze. Przetwarzają one plik z projektem 3D na fomat G-code, który steruje drukarką 3D podczas pracy.

Przy wyborze odpowiedniego slicera warto zwrócić uwagę na kilka czynników, takich jak:

• obsługa drukarki 3D – niektóre slicery są dostosowane do konkretnych modeli, inne natomiast obsługują wiele różnych drukarek,
• złożoność projektu – niektóre programy tego typu oferują bardziej rozbudowane funkcje, które umożliwiają dokładne ustawienie parametrów drukowania, co jest szczególnie ważne przy bardziej skomplikowanych projektach,
• wsparcie społeczności – niektóre slicery mają większą społeczność użytkowników, co oznacza więcej dostępnych wskazówek, tutoriali i ulepszeń.

Każdy z tych programów oferuje różne funkcje i poziomy zaawansowania, dlatego warto przetestować kilka różnych slicerów, aby wybrać ten, który najlepiej odpowiada Twoim potrzebom.

Podczas przygotowywania pliku do druku w slicerze można określić ustawienia, takie jak wysokość warstwy, temperatura druku, prędkość drukowania, wypełnienie czy wsparcia. Każdy z tych parametrów ma wpływ na jakość wydruku, dlatego warto poświęcić czas na ich dokładne ustawienie. Slicery są niezbędnym narzędziem do przygotowania projektów do druku w trójwymiarze. Dają one możliwość uzyskania wydruków o wysokiej jakości i dokładności.
 

Grafika 2D jako model 3D

Aby przekształcić obraz 2D, na przykład logo szkoły, w trójwymiarowy model, należy najpierw uzyskać plik SVG (Scalable Vector Graphics). SVG to wektorowe pliki graficzne, które można skalować bez utraty jakości obrazu. Istnieje wiele programów, a także stron internetowych, które pozwalają na konwersję plików PNG, JPG lub innych formatów obrazów 2D na SVG. Po uzyskaniu takiego pliku można go zaimportować przykładowo do środowiska Tinkercad, a następnie modyfikować w trzech wymiarach i dostosować do konkretnych potrzeb. Proces przerabiania grafiki 2D na model 3D może wymagać pewnej wprawy i cierpliwości, szczególnie jeśli jest to pierwszy raz. Jednak z czasem, z doświadczeniem i wiedzą zdobytą z praktyki, uzyskiwanie trójwymiarowych modeli stanie się łatwiejsze i bardziej satysfakcjonujące.

Dobre rady

• Wykorzystaj drukarkę 3D do tworzenia modeli do nauki – jest to świetne narzędzie do nauki i eksperymentowania, dlatego warto wykorzystać ją do tworzenia modeli edukacyjnych, które pomogą uczniom lepiej zrozumieć różne pojęcia.
• Bądź cierpliwy – drukowanie 3D może być czasochłonne, więc warto być cierpliwym i nie przerywać procesu drukowania zbyt wcześnie.
• Wybierz właściwe ustawienia drukowania – wiele czynników wpływa na jakość i trwałość drukowanych przedmiotów, w tym ustawienia drukowania. Ważne jest, aby dostosować ustawienia do konkretnego projektu.
• Zapoznaj się z trendami – technologia druku 3D rozwija się bardzo szybko, dlatego warto śledzić trendy i nowości na rynku, aby być na bieżąco z najnowszymi możliwościami i pomysłami.
• Bądź kreatywny – drukowanie 3D daje nieograniczone możliwości kreatywnego wyrażania siebie. Nie bój się improwizować i tworzyć własne projekty.
• Nie zapomnij o konserwacji drukarki – aby drukarka 3D działała sprawnie i bezawaryjnie, ważne jest regularne czyszczenie i konserwacja. Zadbaj o swoją drukarkę, aby cieszyć się nią przez długi czas.

Bartłomiej Krowiak
Nauczyciel informatyki i języka angielskiego w szkole podstawowej oraz specjalista ds. merytorycznych w Ośrodku Edukacji Informatycznej i Zastosowań Komputerów w Warszawie. Koordynator wielu przedsięwzięć szkolnych, opiekun finalistów konkursów i olimpiad informatycznych, pasjonat nowych technologii oraz możliwości wykorzystywania ich w edukacji. W swojej pracy z uczniami często nawiązuje do popularnych elementów popkultury, aby lepiej dotrzeć do swoich podopiecznych. Autor artykułów dotyczących pracy edukatora oraz prelegent na licznych konferencjach odbywających się na terenie Mazowsza i całego kraju. Prowadzi warsztaty i szkolenia dla nauczycieli między innymi z zakresu modelowania i druku 3D, programowania, pracy ze sztuczną inteligencją oraz tworzenia aplikacji mobilnych.