Полые модели на фотополимерном принтере: толщина стенки и дренаж

Коротко: крупные модели на фотополимерном принтере делают полыми: это экономит смолу (иногда в разы), снижает нагрузку на плёнку и уменьшает риск срыва. Стандарт — стенка 2–3 мм и два дренажных отверстия 3–5 мм внизу модели, иначе внутри возникает вакуум («эффект присоски»), который рвёт модель и плёнку, а в полости остаётся жидкая смола. После печати полость промывают спиртом, сушат и засвечивают изнутри, отверстия закрывают пробками из смолы. Ниже — сколько смолы экономится, как выбрать толщину стенки и место для отверстий, настройки в слайсерах, обработка, пример и что делать с трещинами.

Зачем делать модель полой

• Экономия смолы. Объём сплошной модели растёт как куб размера, а объём оболочки — как квадрат. Чем крупнее модель, тем больше выгода: у шара 100 мм полая версия требует в 6–7 раз меньше смолы.
• Меньше сила отрыва. На каждом слое засвечивается только кольцо стенки, а не всё сечение. Плёнка меньше растягивается, модель реже отрывается от поддержек. Плёнка FEP.
• Меньше внутренних напряжений. Смола при отверждении сжимается; в толстых сплошных моделях напряжения больше, и трещины появляются чаще. Трещины в моделях из смолы.
• Меньше вес. Крупная статуэтка не продавливает полку и не ломает тонкие детали собственным весом.

Мелкие миниатюры (до 5–6 см) обычно печатают сплошными: экономия минимальна, а промывать крошечную полость сложно. Для оценки расхода — сколько смолы нужно.

Сколько смолы экономится

Расчёт для шара наглядно показывает принцип: объём сплошного шара диаметром 100 мм — около 525 мл, а оболочки толщиной 2,5 мм — около 79 мл. Для фигурок экономия меньше, потому что у них много тонких элементов (руки, оружие, плащ), которые и так почти целиком состоят из «стенки».

Правила

Толщина стенки

2–3 мм — стандарт для фигурок и бюстов 8–20 см из обычной смолы. Тоньше 1,5 мм стенка становится хрупкой и может треснуть при промывке или от внутреннего давления. Для крупных моделей (25 см и выше) и для хрупких стандартных смол берите 3–4 мм. Для ABS-подобных и «прочных» смол можно оставить 2 мм. ABS-подобная смола.

Эффект присоски

Полая модель без отверстий у платформы при каждом подъёме работает как присоска: в полости возникает разрежение, оно тянет плёнку и может оторвать модель или пробить плёнку. Поэтому хотя бы одно отверстие должно быть в самом нижнем слое полости со стороны платформы, второе — для притока воздуха и слива. Это правило относится и к сплошным моделям с чашеобразными формами — шлемам, чашам, вазам, открытым к плёнке. Детектор присосок в Lychee.

Где делать отверстия

• Ближе к платформе (по ориентации печати) — там, где полость начинается.
• В незаметном месте: под подставкой, на спине, под одеждой, в складках.
• Так, чтобы смола могла стечь и полость можно было промыть: отверстия на противоположных концах полости.
• Для моделей с несколькими отдельными полостями (руки, голова, туловище) — отверстия в каждой.

Решётка внутри

Некоторые слайсеры добавляют внутрь полости решётку (lattice). Она повышает прочность крупных моделей, но усложняет промывку: смола задерживается в ячейках. Для статуэток обычно хватает стенки без решётки.

В каких программах

• Chitubox — «Полость» (Hollow) и «Отверстие» (Dig Hole). Chitubox.
• Lychee Slicer — «Hollowing» и «Holes», есть детектор присосок. Lychee.
• Meshmixer — «Hollow» с отверстиями. Meshmixer.
• Фирменные слайсеры производителей принтеров.

Порядок в слайсере: сначала ориентация, затем полость, затем отверстия, затем поддержки. Если сделать отверстия до финальной ориентации, они могут оказаться не внизу.

Проверьте срезы перед печатью

После того как слайсер сделал полость и отверстия, пролистайте срезы снизу вверх. На каждом слое внутри стенки должна быть пустота, а в самых нижних слоях полости — видимое отверстие наружу. Если где-то полость «замкнулась» без выхода — это будущая присоска или ловушка для смолы. Заодно проверьте, что стенка нигде не стала тоньше заданной: на острых выступах (нос, пальцы, края плаща) слайсер может оставить их сплошными — это нормально, — а вот в местах резкого изгиба стенка иногда истончается. Проще всего исправить это небольшим увеличением толщины стенки.

Обработка полой модели

1. Слейте смолу. Сразу после печати, ещё на платформе, наклоните модель отверстиями вниз над ванной — смола из полости стечёт обратно.
2. Промойте полость. Шприцем с иглой без острия заливайте чистый изопропиловый спирт через одно отверстие, встряхивайте, сливайте через другое. 2–3 раза.
3. Высушите. Продуйте полость грушей или компрессором и дайте модели высохнуть 1–2 часа. Остатки спирта в полости мешают засветке.
4. Засветите изнутри. Маленький УФ-фонарик 405 нм через отверстия, 1–2 минуты на каждое.
5. Закройте отверстия. Капля той же смолы и засветка фонариком, или заранее напечатанные пробки, вклеенные смолой. Зашлифуйте.
6. Засветите снаружи как обычно, не пересвечивая.

Подробно о промывке и засветке — как мыть и засвечивать фотополимер, станция мойки и засветки.

Полость и ориентация

У полой модели ориентация влияет не только на поддержки, но и на то, как будет вести себя полость:

• Наклон 15–30° — стандарт для бюстов и статуй: площадь слоя меньше, а нижняя точка полости находится в одном месте, где удобно разместить отверстие.
• Купол полости вниз (к плёнке) — худший вариант: огромная «чаша», открытая к плёнке, и сильнейшая присоска. Если без этого не обойтись — отверстие обязательно в центре купола.
• Длинные полые элементы (руки, хвосты) — ориентируйте так, чтобы смола стекала из них к общей полости или к отдельному отверстию, а не застаивалась в «тупике».
• Внутренние поддержки: потолок полости тоже нависание. Слайсеры обычно учитывают это сами, но при стенке 2 мм и большом пролёте купол может провиснуть — проверьте срезы.

Чем закрыть отверстия

• Каплей смолы — для маленьких отверстий 2–3 мм. Подклейте изнутри кусочек скотча, залейте смолу, засветите, снимите скотч.
• Напечатанной пробкой — в некоторых слайсерах пробку можно напечатать вместе с моделью. Её вклеивают каплей смолы и засвечивают, затем зашлифовывают.
• Шпатлёвкой — если модель будут грунтовать и красить, отверстие можно закрыть модельной шпатлёвкой.
• Магнитом — отверстие в подошве удобно использовать как гнездо для магнита, если фигурка будет стоять на металлической подставке.

Безопасность при промывке полостей

Жидкая смола внутри полости — та же жидкая смола: она раздражает кожу и может вызвать аллергию. Работайте в нитриловых перчатках, сливайте смолу и спирт в отдельную ёмкость, не выливайте их в канализацию. Отработанный спирт со смолой засветите на солнце или УФ-лампой, чтобы смола затвердела, отфильтруйте осадок и только затем утилизируйте. Безопасность работы со смолой, утилизация смолы.

Нужно ли закрывать отверстия

Не обязательно. Если отверстия на подошве или под подставкой и полость хорошо промыта и засвечена, их можно оставить открытыми — так проще контролировать, что внутри не осталось жидкости. Закрывать стоит, если отверстия видны, если модель будут красить и мыть, или если её нельзя ставить на открытую сторону. Главное правило — никогда не закрывать полость, в которой осталась жидкая смола или спирт.

Пример: бюст 120 мм

Бюст высотой 120 мм из стандартной серой смолы. Сплошной вариант — 270 мл смолы и около 9 часов печати при слое 0,05 мм. В слайсере: наклон 20° назад, полость со стенкой 2,5 мм, два отверстия 4 мм — одно в основании плеча у платформы, второе в затылке под волосами. Расход упал до 82 мл, время — до 8 часов. После печати смолу слили, полость промыли спиртом шприцем трижды, сушили 2 часа, засветили изнутри фонариком по 90 секунд в каждое отверстие. Отверстие в затылке закрыли каплей смолы, отверстие снизу оставили. Через три месяца — без трещин.

Если модель треснула через время

Частая причина — жидкая смола в полости: она медленно полимеризуется, выделяет напряжения и разрывает модель через дни или недели. Другие причины — пересвет снаружи, долгое отмокание в спирте, слишком тонкая стенка и перепады температуры. Решение — тщательная промывка и засветка полости, умеренная засветка снаружи и ABS-подобные смолы для крупных моделей. Трещины в моделях из смолы.

Типичные ошибки

• Полость без отверстий. Присоска, отрыв модели, порванная плёнка и жидкая смола внутри.
• Отверстия сверху по ориентации печати. Вакуум всё равно возникает внизу полости.
• Одно маленькое отверстие. Смола и спирт не выходят: воздуху некуда заходить.
• Слишком тонкая стенка ради экономии. Модель трескается при промывке или через время.
• Закрыть отверстия, не просушив полость. Спирт внутри мешает засветке и разрушает модель изнутри.

Модели для пробы

Для первых экспериментов подходят крупные статуи и бюсты без тонких деталей, например Venus de Milo (автор Referentiel, CC BY) или Dragon bust (автор Onu_Heino, CC BY-NC-SA). Распечатайте одну и ту же модель сплошной и полой — и сравните расход и время. Ещё больше о крупных моделях — крупные модели из смолы.

Видео по теме

• Chitubox: всё о подготовке к печати и поддержках — канал VtM Art.
• How to Hollow Your 3D Model? Lychee Slicer Tutorial — официальный канал Lychee (англ.).
• Resin Printing Tips — Drainage Holes Explained — канал Mark Rhodes (англ.).
• Всё о токсичности фотополимерной печати — канал «Фигурошная».

Частые вопросы

Зачем делать модель полой?

Чтобы сэкономить смолу, уменьшить нагрузку на плёнку и риск срыва печати.

Какая толщина стенки у полой модели?

Обычно 2–3 мм, для крупных — до 3–4 мм.

Нужны ли дренажные отверстия?

Обязательно: без них возникает эффект присоски и в полости остаётся жидкая смола.

Какого размера дренажные отверстия?

3–5 мм, минимум два.

Как засветить полость изнутри?

Маленьким УФ-фонариком 405 нм через дренажные отверстия.

Почему полая модель треснула?

Чаще всего из-за неотмытой смолы внутри или пересвета.

С какого размера модель стоит делать полой?

Обычно с 6–8 см и для любых массивных моделей. Миниатюры 28–32 мм печатают сплошными.