Как разрезать модель для 3D-печати и собрать без видимых швов

Коротко: модель, которая не помещается на стол или требует слишком много поддержек, разрезают на части. Удобнее всего — прямо в слайсере: инструмент «Разрезать» в Orca Slicer, Bambu Studio и PrusaSlicer умеет добавлять шипы-коннекторы. Режут по естественным линиям (шов одежды, край брони), так, чтобы каждая часть ложилась на стол плоской стороной. Части соединяют клеем и штифтами или магнитами (для разборных), шов заполняют шпатлёвкой и шлифуют — после грунта и покраски его не видно. Ниже — подробно: где резать, какие зазоры ставить, чем клеить, как спрятать шов, пример шлема, тестовые модели и видео.

Зачем резать модель

Причин четыре, и только первая — размер:

• Модель больше стола. Шлем для косплея, ростовая статуя или длинный корпус не помещаются на 220×220 мм, а часто и на 350×350 мм.
• Меньше поддержек. Фигурка с вытянутыми руками и оружием в цельном виде требует «леса» поддержек; разрезанная — ложится частями плоской стороной на стол.
• Прочность. Слои — самое слабое направление. Длинную деталь лучше напечатать двумя частями «лёжа», чем одной «стоя».
• Покраска и цвет. Голову, броню и плащ проще красить отдельно, а на однозонном принтере — печатать разными пластиками.

Чем больше частей, тем больше швов, которые придётся прятать. Поэтому правило одно: резать столько, сколько нужно, а не столько, сколько можно. Если вы часто печатаете крупное, возможно, выгоднее принтер побольше: большой принтер или печать частями.

Где резать

Лучшее место для шва — там, где линия и так есть: край брони, манжета, пояс, стык головы и шеи под воротником, граница двух цветов. Такой шов не нужно прятать — его маскирует сама форма. Худшее место — середина ровной гладкой поверхности и тонкие элементы (пальцы, клинок, рог): шов там и заметен, и непрочен.

Второе правило — каждая часть должна лечь на стол плоскостью разреза. Тогда торец печатается первым слоем и получается идеально ровным, а поддержки почти не нужны. Если плоскость разреза оказывается сверху, торец выйдет хуже, и подгонка займёт больше времени.

Как резать

• Orca Slicer, Bambu Studio — выделить модель, «Разрезать» (клавиша C): задать плоскость реза, на вкладке «Коннекторы» выбрать тип (шип, штифт, ласточкин хвост), форму, размер и зазор. После реза части можно сразу развернуть торцом на стол. Orca, Bambu Studio.
• PrusaSlicer — инструмент «Разрезать» с коннекторами (шипы и штифты-дюбели, которые печатаются отдельно). PrusaSlicer.
• CAD и Blender — для сложных разрезов по кривой линии, «ласточкиных хвостов», пазов под магниты и винты. В Blender режут булевой операцией с кубом или инструментом Bisect. Blender, Fusion.
• Meshmixer — Plane Cut: быстрый плоский рез без коннекторов. Meshmixer.

Для очень больших моделей (ростовые статуи, реквизит) есть программы, которые автоматически делят модель на части под размер стола, но для большинства домашних задач хватает инструмента слайсера.

Соединения

Шипы — самый простой вариант: на одной части выступ, на другой гнездо. Они точно совмещают части при склейке, но сами по себе слабые — нагрузку держит клей. Штифты надёжнее: в обеих частях отверстия, в них вклеивается отрезок пластиковой нити 1,75 мм, деревянная шпажка или металлический пруток. Отверстия печатаются лучше выступов, а металлический штифт держит намного больше.

Зазор для шипов и штифтов — 0,1–0,2 мм на сторону, но точное значение зависит от принтера и пластика, поэтому сначала напечатайте тест (ссылки ниже). Для магнитов делают карманы на 0,1–0,2 мм больше магнита, магнит вклеивают суперклеем и проверяют полярность до вклейки — это самая частая ошибка. Резьбовые вставки и винты — для функциональных деталей, которые нужно разбирать: резьба и вставки.

Склейка

Перед склейкой зашкурьте торцы наждачкой P120–P180 — шероховатая поверхность держит клей лучше. Обезжирьте спиртом. Наносите клей тонким слоем, оставляя небольшой избыток: выдавленный из шва клей потом сошлифуется, а пустоты в шве придётся шпатлевать. Длинные части фиксируйте малярным скотчем или струбцинами до полного схватывания. Подробно — чем склеить 3D-печать.

Как спрятать шов

1. Подгоните части насухо, снимите «слоновью ногу» на торцах напильником или ножом. Слоновья нога.
2. Склейте с небольшим избытком клея.
3. Заполните шов шпатлёвкой: модельной для фигурок, автомобильной двухкомпонентной — для крупных моделей. Наносите с небольшим «горбом».
4. После высыхания шлифуйте P240–P400 до ровной поверхности. Двигайтесь вдоль шва, не продавливая его.
5. Нанесите грунт-наполнитель — он покажет оставшиеся дефекты. Подправьте их и загрунтуйте снова. Грунт, шлифовка.

Как усилить шов

Клеевой шов на торцах держит хорошо на сжатие, но плохо на изгиб: у шлема, меча или длинной рамы он может лопнуть при первом падении. Способы усиления, от простого к сложному:

• Больше площадь склейки. Делайте разрез не строго поперёк, а со ступенькой или «замком» — площадь клея растёт в разы.
• Штифты вместо шипов. Металлический пруток 3–5 мм, вклеенный на глубину 15–20 мм в каждую часть, держит изгиб гораздо лучше любого пластикового шипа.
• Внутренняя накладка. С обратной стороны шов проклеивают полоской стеклоткани на эпоксидке или вклеивают напечатанную пластину-накладку. Для косплея это стандарт.
• Сварка пластиком. PLA и PETG можно «сварить» паяльником с насадкой или 3D-ручкой, вплавляя в шов нить того же пластика. Шов получается монолитным, но требует аккуратности и последующей шлифовки.
• Больше периметров у торцов. Печатайте части с 3–4 периметрами: тонкая стенка у торца ломается рядом со швом, даже если сам клей выдержал.

Размеры частей и ориентация

Перед разрезом прикиньте, как каждая часть ляжет на стол. Оставляйте запас 10–15 мм от краёв стола: у многих принтеров по краям хуже прогрев и ровность. Длинные части выгодно ставить по диагонали — на столе 256×256 мм диагональ около 360 мм. Помните, что при печати «лёжа» слои идут вдоль детали и она прочнее, чем при печати «стоя». Если часть всё равно требует поддержек, ориентируйте её так, чтобы поддержки касались внутренней, невидимой стороны.

Пример: шлем для косплея

Шлем 260×300×290 мм, принтер со столом 256×256 мм, PLA. Модель разрезали в Orca Slicer на 6 частей по линиям рельефа: забрало, две боковины, затылок, макушка, гребень. Каждую часть положили плоскостью разреза на стол, коннекторы — штифты 4 мм с зазором 0,15 мм (подобран по тесту). Печать: около 38 часов, 0,9 кг пластика при слое 0,2 мм и трёх периметрах. Склейка — гель-суперклей с активатором на штифтах и эпоксидка по длинным швам, изнутри швы проклеены полосками стеклоткани. Снаружи — две итерации автомобильной шпатлёвки, шлифовка P240 и P400, грунт-наполнитель. После покраски швы не видны даже вблизи. Материал по теме — косплей на 3D-принтере.

Другие примеры

• Фигурка — голова, руки, оружие, подставка отдельно: меньше поддержек и проще красить. Фигурки.
• Длинная деталь — части со штифтами или винтами, шов там, где нагрузка минимальна.
• Модель из смолы — части под размер ванны, полые, со штифтами. Крупные модели из смолы.

Что понадобится

• Нож для моделирования и надфили — снять слоновью ногу и подогнать торцы.
• Наждачная бумага P120–P180 для торцов и P240–P400 для шва; шлифовальный брусок или бормашина для крупных моделей.
• Клей по материалу (таблица выше), малярный скотч, струбцины или резинки для фиксации.
• Штифты: пластиковая нить, шпажки или металлический пруток; при необходимости — неодимовые магниты и резьбовые вставки.
• Шпатлёвка (модельная или автомобильная), грунт-наполнитель в баллоне.
• Респиратор и перчатки — при шлифовке и работе с эпоксидкой и автомобильной шпатлёвкой.

Перед тем как резать модель самостоятельно, поищите версию «split» или «for small printers» на сайте, где вы её скачали: многие авторы косплея и статуй выкладывают уже разрезанные файлы с продуманными стыками.

Тестовые модели для подбора зазоров

• Clearance Tolerance Test — тест зазоров от 3DMakerNoob, почти 1000 отпечатков (CC BY-NC-SA).
• Press-fit tolerance test — пять отверстий и штифт для подбора посадки (автор Steckwerk, CC BY-NC-ND).
• Magnet Fit Gauge — калибр отверстий под магниты 6, 8 и 10 мм (автор Dorian, CC BY-NC-ND).
• Dovetail Tests — тест посадки «ласточкина хвоста» (автор kyleboze, CC BY-NC-SA).

Типичные ошибки

• Резать по ровной лицевой поверхности. Такой шов придётся прятать дольше всего.
• Не проверить зазор. Шипы с нулевым зазором не входят, а с большим — болтаются, и части склеиваются со смещением.
• Перепутать полярность магнитов. Вклеенный «не той стороной» магнит отталкивает пару — проверяйте до вклейки и помечайте маркером.
• Склеивать без шлифовки торцов. На гладком первом слое клей держит хуже.
• Шпатлевать толстым слоем за раз. Толстая шпатлёвка проседает и трескается; лучше два-три тонких слоя.
• Слишком много частей. Каждый лишний шов — час работы шпатлёвкой и наждачкой.

Видео по теме

• Как разрезать модель на несколько частей в Bambu Studio — канал AXmetshiN.
• Orca Slicer: соединения шип-паз и клипса при резке — канал INNOKENTY PRO.
• Как разделить 3D-модель для печати в Blender — канал TOOFEZ.
• Шпатлевание и обработка напечатанных изделий — канал 3DIY.
• Шлифование напечатанных деталей — канал 3DIY.

Нужна большая модель без возни со швами? Мы можем подготовить модель под печать — 3D-моделирование — и покрасить готовую сборку: покраска модели художником.

Частые вопросы

Как напечатать модель больше стола?

Разрезать её на части в слайсере с коннекторами, напечатать каждую часть плоскостью разреза на стол и склеить после печати.

Где в слайсере разрезать модель?

Инструмент «Разрезать» (клавиша C) в Orca Slicer, Bambu Studio и PrusaSlicer. В Cura без плагинов такого инструмента нет — режьте в другом слайсере или в Meshmixer.

Какой зазор для шипов?

0,1–0,2 мм на сторону. Точное значение подберите тестом на своём принтере и пластике.

Чем склеить части из PLA?

Суперклеем-гелем с активатором или эпоксидкой. Для больших площадей эпоксидка надёжнее.

Как сделать шов незаметным?

Шпатлёвка, шлифовка P240–P400 и грунт-наполнитель, затем покраска.

Можно ли сделать разборное соединение?

Да, магнитами, «ласточкиным хвостом» или винтами с резьбовыми вставками.

Что использовать как штифт?

Отрезок пластиковой нити 1,75 мм, деревянную шпажку, гвоздь без шляпки или стальной пруток. Для нагруженных соединений — металл.