תקלות נפוצות בקבצי STL ודרכים לתקן אותן

הפרק התשיעי מיועד עבור מי שיצר או מעוניין לייצר קובץ  STL עבור הדפסה תלת מימדית ונתקל בקושי בייצור הקובץ.

פרק זה יסקור את הסיבות לכך שקובץ STL יהיה בלתי ניתן להדפסה ואת הפתרונות האפשריים לכך.

הקדמה

STL (ראשי תיבות של: stereolithography או Standard Triangle Language) הוא הקובץ המקובל לשימוש לצרכי הדפסה תלת מימדית. קבצי STL משתמשים במשולשים (פוליגונים) על מנת לייצג את המשטחים המרכיבים את המודל. המשולשים יוצרים יחדיו רשת הקרויה MESH ממנה מורכב המודל. לאחר יצירות המודל בתוכנת CAD יש לייצא את הקובץ בפורמט STL, פורמט זה יועבר לתוכנה שתפרוס את המודל לשכבות אותן תיצור המדפסת בתהליך ההדפסה.

wireframe merundar תמונה

כאשר מעצבים מודל תלת מימדי המיועד להדפסה, יש לזכור שהמודל הממוחשב יהפך למודל פיזי. בעוד שבסביבה הדיגיטאלית לא מתקיימים חוקים פיזיקאליים ובעצם היא מאפשרת יצירה של כל דבר כמעט, חוקי הפיזיקה כן יכולו על המודל הפיזי ולכן לא כל דבר שעוצב בתוכנה ממוחשבת יהיה ניתן להדפסה.

לכן ישנם קבצי STL שניתן לראותם במחשב אך הם אינם ניתנים להדפסה.

פרק זה יציג את הכשלים הנפוצים הגורמים לקבצי STL להיות בלתי ניתנים להדפסה וכיצד להתמודד עם כשלים אלו.

קובץ STL שהוא בר הדפסה

כאשר כל קצה של פוליגון מחובר לשני פוליגונים נוספים.

poligonim תמונה

לעיתים בתהליך המידול נוצרים קבצי STL שהינם פגומים ואינם ברי הדפסה. במאמר זה נסקור את הסיבות לפגמים אלה וכיצד ניתן לפתור אותם.

עיקר הפגמים בקבצי STL נובעים משתי סיבות מרכזיות:

  1. פגמים בחלוקת רשת הפוליגונים (פוליגונים שמתנגשים אחד בשני, פוליגונים מנותקים שמרחפים במרחב, מחסור בפוליגון באזור מסוים שמתבטא כחור)
  2. פגמים מבניים במודל (חורים במודל, מספר אלמנטים במודל שמתנגשים, וכו)

ניתן לתקן את הפגמים בתוכנת הCAD בה נוצרו המודלים (בדרך כלל אפשרות זו מאפשרת לפתור את הבעיה מהשורש ולייצר את המודל לפי רצונות המתכנן)

בנוסף קיים מגוון של תוכנות המיועדות לתיקון והכנה של מודלים להדפסה ( Netfabb  Meshmixer 3D Builder)

בנוסף ניתן לשלוט באיכות קבצי הSTL בעזרת ייצוא נכון של הקובץ.

למאמר בנושא ייצוא קבצי STL 

חורים (Boundary edges)

חורים מתרחשים כאשר חלק מקודקודי הפוליגונים אינם מחוברים לשני פוליגונים נוספים. החורים יוצרים משטח פתוח שהוא איננו בר הדפסה.

ברוב תוכנות החיתוך אליהן מעלים את הקובץ לפני ההדפסה, קיים אלגוריטם לסגירת חורים. אך אין לדעת כיצד החורים ייסגרו ולעיתים נוצרים עיוותים במודל הממוחשב בתהליך זה.  

תמונה- דוגמה לסגירת חור לא טובה במאמר על ייצוא stl

פתרון:

מציאת איזור החור וסגירתו בצורה הרצויה. כאשר מדובר בחור גדול יחסית או חור בעל גאומטריית סגירה מורכבת ישנן מגוון תוכנות המאפשרות סגירה של חורים באמצעות יצירה של גשרים המכוונים את התוכנה לסגור את החור בצורה המועדפת.

בנוסף יש להחליט על אופן סגירת החור

שטוח (FLAT)-התוכנה תנסה להשלים את שטח הפנים החסר בעזרת משטח ישר ככל האפשר. מומלץ עבור מודלים הנדסיים בעלי משטחים ישרים.

ומעוקל (CURVATURE) -התוכנה תנסה לנתח את המבנה הגאומרי של האזור מסביב לחור ולעקוב אחר גאומטריה זו בעת השלמת החור. מומלץ עבור מודלים אמורפיים או בעלי שטח מעוקל.

משטחים או פוליגונים מתנגשים

משטחים במודל מתנגשים בדרך כלל כאשר קובץ הSTL מורכב ממספר חלקים של המודל בינהם אמור להיות מרווח אך מסיבה מסויימת הקבצים מתמקמים באיזור משותף ומתנגשים זה בזה. כך נוצר חלל פנימי בתוך המודלים ותוכנות החיתוך אינן יודעות כיצד להתייחס אליו. לעיתים ההתנגשות מתרחשת כאשר מייבאים מספר קבצי STL שונים לתוכנת החיתוך והיא ממקמת אותם בצורה שגורמת להתנגשות בינהם.

פתרון:

בעת המידול וודאו שאתם שומרים על המרווח הרצוי בין החלקים. אחדו את חלקי המודל הנפרדים, כאשר הם ממוקמים במרווח הרצוי לקובץ STL אחד.

 

פוליגונים מתנגשים הם תוצר של חלוקה פגומה של רשת הפוליגונים.

פתרון: מחיקה נקודתית של הפוליגון/ים המתנגש/ים. המחיקה בדרך כלל יוצרת חור וניתן לסגור אותו בשיטות שתוארו.

פגמי קצוות (Non-manifold edges)

פגם בחלוקת רשת הפוליגונים: כאשר צלע קצה אחת היא בעלת יותר משני פוליגונים שמחוברים אליה.

פתרון: מחיקת הפוליגון העודף המחובר לצלע.

פגם במבנה המודל: ניתן להבחין בתופעה זו כששני אלמנטים חולקים צלע קצה אחת: הסיבות הגורמות להיווצרות קבצים מסוג זה: אי הבנה שהחיבור בין שני האלמנטים אינו מספיק כדי להחזיק אותם מבנית (יש לבדוק בתרם הדפסה מהוא עובי הדופן המינימאלי המומלץ להדפסה, עובי זה משתנה בהתאם לטכנולוגיה). או טעות במידול כאשר המטרה הייתה לייצר שני אלמנטים נפרדים.

פתרון: במקרה והממדל מעוניין בחיבור שני האלמנטים-הגדלת עובי החיבור בין שני האלמנטים לעובי הדופן המומלץ בטכנולוגית ההדפסה הנבחרת.

במקרה והממדל איננו מעוניין לחבר בין שני האלמנטים יש להגדיל את המרחק בין שני האלמנטים. בנוסף מומלץ לשמור את שני האלמנטים בקובץ STL אחד כאשר הם ממוקמים לפי הצורך.

גלילה למעלה דילוג לתוכן