3D-modellering

Det finns en uppsjö av kommersiella programvaror för att skapa 3D-modeller, alltifrån programvaror avsedda för tekniska ritningar (såsom AutoCad och Inventor) till de som är mer specialiserade för 3D-skapande (såsom t.ex. SolidWorks). Om ni skapar er makerspace inom ramen för en gymnasieskola, såsom vi gjort, har skolan säkert redan tillgång till någon typ av CAD-program som kan skapa 3D-modeller.

STL

De flesta 3D-skrivare använder sig av STL-formatet för de 3D-modeller som ska skrivas ut. Merparten av alla 3D-programvaror klarar av att producera denna typ av filer och om de inte gör det så brukar det finnas extraverktyg som kan konvertera till STL. Det kan dock vara bra att kontrollera att de programvaror ni ämnar använda er av verkligen kan producera STL-filer eller att de i alla fall kan skapa filer som går att konvertera med något annat verktyg.

Programvaror

Det finns som sagt en uppsjö av programvaror för 3D-modellering. Här tar vi upp några gratisalternativ.

TinkerCAD

Om man precis bestämt sig för att lära sig grunderna i 3D-modellering så är Tinkercad ett utmärkt verktyg att starta med. Det är ett online-program och körs helt och hållet i en webbläsare. Programmet är mycket enkelt att använda och det finns gott om hjälp för att komma igång. 3D-modeller skapas genom att sammanfoga olika typer av byggblock. Lite grann som när man bygger med LEGO-bitar eller hur man skapar i Minecraft. Ungdomar brukar ha mycket lätt att komma igång i med programmet och kan snabbt skapa intressanta modeller.

Programmet kan skapa modeller som går att använda i de flesta 3D-skrivare och kan även skapa SVG-filer avsedda för laserskärare.

Gå till TinkerCADs webbsajt för att komma igång med programmet. Det kräver att man skapar en användare för att kunna logga in, men det är gratis att använda sig av.

Blender

Blender är ett gratis verktyg som kan användas för 3D-modellering . Det är ett utmärkt verktyg för allehanda 3D-göromål. Dock är det kanske främst till för att skapa 3D-modeller för spel, film och liknande. Det går dock mycket bra att använda Blender för att skapa eller redigera STL-filer. Programmet har dock en viss tröskel innan man kan använda det fullt ut. Det är inte lämpat för nybörjare, i alla fall inte utan att dessa får mycket handledning. När man väl vant sig att jobba med Blender är det mycket kraftfullt!

Blender kan importera många typer av 3D-filer, dessa kan sedan sparas som STL-filer. Det är alltså ett utmärkt verktyg att ha till hands om man använder sig av något 3D-modelleringsprogram som inte stödjer STL rakt av. Likaså kan man använda Blenders konverteringsmöjligheter om man laddat ned en 3D-modell som inte är i STL.

På Blenders webbsajt hittar ni mer information samt att ni kan ladda ner programvaran där.

SketchUp

SketchUp finns i såväl gratis- som betalversioner. Det finns även en skolversion av SketchUp Pro som skolor kan få gratis. SketchUp är relativt enkelt att komma igång med och inlärningskurvan är relativt låg. Dock så är SketchUp i mångt och mycket avsedd för arkitektur och liknande, med det går utmärkt att göra andra typer av föremål i det.

Ni hittar mer information på SketchUps webbsajt. Där finns även information om villkoren för hur skolor kan erhålla studieversioner av SketchUp Pro.

Begränsningar

Det finns ofta begränsningar på hur stora och komplexa filer som en 3D-skrivare kan klara av. De flesta klarar inte av objekt som har över en miljon polygoner. Det kan även vara begränsningar på hur stor modellfilen får vara. Försök hålla dina modeller under en miljon polygoner och filstorleken under cirka 50 Mb.

Om din modell överstiger ovanstående, kan det vara en bra idé att dela upp modellen i flera modeller. Dessa kan sedan skrivas ut separat för att i efterhand sammanfogas.

Placering

Många programvaror placerar modellens nollpunkt mitt i modellen. Detta kan dock innebära en del krångligt när man ska positionera modellen på korrekt plats inför utskrift. Det är bättre att placera modellens nollpunkt i ett av dess hörn. Då kan man enkelt matcha hörnpositionen till en hörnposition på 3D-skrivarens utskriftsyta.

Det är viktigt att vända din modell på rätt vis. Det kan göra skillnaden mellan en lyckade och en misslyckad utskrift. Om du har mycket utskjutande detaljer på toppen av din modell, kanske det skulle vara bättre att vända den upp och ned. Det kan minimera behovet av stöd eller stödmaterial. Prova att rotera din modell på olika sätt och försök finna den bästa placeringen som undviker behovet av stöd/stödmaterial. Rätt positionerat kommer det att gå bättre att skriva ut din modell samt du minimerar svinnet när inte så mycket stödmaterial behövs.

Det tar extra tid för 3D-skrivaren att avsluta ett lager och gå till ett annat. Det går mycket snabbare om skrivaren kan jobba med en så stor yta som möjligt innan den går vidare till nästa lager. Försök därför att placera modellen så att det skrivaren kan köra så stora ytor som möjligt i varje svep, då minimeras utskriftstiden.

Modellegenskaper

Modellen du ska skriva ut bör vara sammanhängande och du bör undvika att ha primitiver som går i varandra eller som skapar dubbla ytor. Om din modell har dessa problem så kan oftast din programvara slå samman objekten till ett enda, sammanhängande objekt. Detta är något som du måste kontrollera själv, de flesta programvaror bryr sig inte om hur modellen är uppbyggd. De är enbart fokuserade på förenkla modelleringsarbetet och på att visa upp modellen på ett snyggt vis, snarare än att vara specialiserade för 3D-utskrifter.

Måttsättning och precision

Kontrollera att modellen använder rätt skala när du importerar den till 3D-skrivarprogrammet. I många fall kan måttenheten förändras och din modell kan få helt fel proportioner. I de flesta fall vill man använda sig av millimeter när man modellerar. Skulle då skrivarprogrammet tolka om din modell till tum, blir utskriften knappast så som du tänkt dig. Detta är ett rätt så vanligt problem, så ha det i åtanke.

När man ska skapa detaljer som ska passa in i varandra, måste man komma ihåg att det behövs ha ett visst spelrum för att de ska passa in. Ska man t.ex. göra kugghjul så vill man inte att modellen ska vara gjord för att passa på millimetern. Precisionsfel i utskriften kommer att göra det mycket svårt att få till perfekt passform. och chansen är stor att man måste göra flera utskrifter innan man får dem helt rätt. Om man däremot har delat upp en modell i flera delar som ska sättas samman, bör man förstås försöka göra delarna så precisa som möjligt. Men man måste fortfarande räkna med att precisionsfel kan medföra att passformen inte blir helt perfekt.

Alternativ till modellering

Om man inte är alltför duktig på att modellera eller om man vill ha en bra grund att utgå ifrån, kan 3D-skanning vara ett alternativ. Med en 3D-skanner kan du skanna in ett objekt och som resultat få en fil som går att importera i ett CAD- eller modelleringsprogram. Dessa modeller lider dock av att de brukar generera långt fler polygoner än vad som behövs. Trots att de har så många polygoner kanske inte alltid återger den inskannade detaljen alltför väl. Flera programvaror, t.ex. Blender, kan ta in en modell och reducera dess komplexitet. Det är ett steg som är i det närmaste nödvändigt för att kunna 3D-printa en inskanning. För riktigt bra skanningsresultat krävs relativt dyr utrustning, men de billigare varianterna blir allt bättre.