3d печать - это аддитивная технология. То есть послойное добавление пластика. А значит для печати требуется файл, в котором указано в какое точке сколько пластика нужно добавить.
Для получения такого файла используется программа слайсер. Эта программа берёт модель, описывающую поверхности детали и с учётом поверхностей составляет gcode, который описывает геометрию каждого слоя. Как правило в FDM технологиях высота слоя стсавляет от 0.1 до 0.3 мм. А значит, для изготовления кубика сторонами 1х1 см будет сделан gcode в котором описано от 30 до 100 слоёв. Каждый из слоёв будет представлять из себя квадрат со сторонами 10*10 мм. При этом слайсер понимает, что совершенно не обязательно делать вещь монолитной, а значит в зависимости от требований к прочности, на разных слоях внутри может быть разная плотность заполнения.
Однако прежде чем слайсер сможет рассчитать траекторию движения сопла и степень заполнения внутренних объёмов, ему нужно передать саму геометрию. Эту геометрию он получает из файла, который обычно содержит полигональную сетку, чаще всего в формате STL или 3MF. Фактически, на этом этапе мы имеем дело уже не с твёрдым телом в математическом понимании, а с оболочкой, состоящей из тысяч мельчайших треугольников, которая лишь аппроксимирует поверхности будущей детали. От того, насколько качественно и «чисто» построена эта сетка — нет ли в ней разрывов, самопересечений или «дырок», — напрямую зависит, сможет ли слайсер корректно интерпретировать модель и не внесёт ли он в неё собственные искажения на этапе нарезки.
А эта сетка, в свою очередь, появляется в результате длительного пути, который начинается задолго до нажатия кнопки «Печать». В моём случае отправной точкой почти всегда служит система трёхмерного проектирования, а именно Компас-3D. Именно здесь, в среде твердотельного моделирования, деталь обретает свои истинные размеры, допуски и форму. Я работаю с эскизами, вытягиваю, вращаю и строю массивы, оперируя точными числовыми значениями, потому что на этом этапе закладывается фундаментальная геометрия, которая в конечном итоге определит, как деталь сядет на вал или войдёт в паз. Когда твердотельная модель готова, я экспортирую её в упомянутый выше формат полигональной сетки, жертвуя математической точностью поверхностей ради того, чтобы файл стал понятен широкому кругу программ, включая слайсер.
Но далеко не всегда проектирование начинается с чистого листа в Компасе. Часто исходных чертежей просто не существует, а деталь существует лишь в виде физического объекта, который нужно воспроизвести, модернизировать или адаптировать. В этом случае на помощь приходит обратный инжиниринг, или реверс-инжиниринг. Процесс здесь выстраивается в обратном порядке: вместо того чтобы создавать модель по чертежу, я получаю геометрию с готового изделия. Для этого используется 3D-сканирование, которое, подобно слайсеру, только наоборот, снимает миллионы точек с поверхности реального объекта, превращая его в облако точек, а затем в ту же самую полигональную сетку. После этого сетка импортируется обратно в Компас, где на её основе методом «обратного хода» создаётся точная твердотельная модель, которую уже можно корректировать, дорабатывать и готовить к печати. Таким образом, путь от идеи до готового пластикового изделия может начинаться как с экрана монитора, так и с поверхности существующей детали, но в любом случае он неизбежно проходит через все эти этапы: от твердотельной геометрии к полигональной сетке, затем к управляющему коду принтера и, наконец, к материализации в пластике.