Creare modelli 3D per la stampa 3D può essere un'attività complessa. Eppure ci sono alcune semplici regole da tenere sempre in considerazione che ti risolveranno quasi tutti problemi di modellazione. Vediamole insieme!
Il processo di fabbricazione di un oggetto tramite stampa 3D è suddivisibile in tre fasi:
- modellazione 3D dell'oggetto da realizzare;
- slicing del modello digitale realizzato;
- stampa 3D.
La fase di modellazione 3D dell'oggetto rappresenta il primo step da eseguire e, senza dubbio, è la fase in cui vengono decise la maggior parte delle caratteristiche che avrà l'oggetto finito.
Non ci credi? Pensaci... nella fase di modellazione 3D non si definiscono soltanto le forme dell'oggetto da stampare, ma anche le dimensioni dei dettagli, gli spessori delle pareti, i riempimenti e molto altro. Tutte queste caratteristiche fisiche incideranno sulle operazioni che verranno eseguite dalla stampante 3D.
Ci sono però alcune regole fondamentali di modellazione 3D che dovresti tenere sempre in considerazione. Queste regole riguardano proprio la fisicità del modello, il quale dovrà in qualche modo rispondere alle caratteristiche del mondo in cui viviamo tutti i giorni.
Ad esempio: lo sapevi che qualsiasi foglio, anche quello più sottile che riesci a immaginare, in realtà ha uno spessore? 😮
Questa è solo una delle regole del mondo fisico che devi sempre considerare prima di stampare in 3D.
Ora che ho scaldato la tua curiosità, è il momento di entrare nel dettaglio di questa guida e di scoprire quali sono le 3 regole fondamentali di modellazione 3D per la stampa 3D. Avanti tutta!
In questa guida:
> Software di modellazione 3D: quale usare?
> Caratteristiche base di un modello 3D digitale
> Regola n.1: concetto di "watertight"
> Regola n.2: realizzare modelli 3D "manifold"
> Regola n.3: realizzare modelli 3D nella scala corretta
> Scaricare modelli 3D pronti all'uso
Software di modellazione 3D, quale usare?
La scelta del software di modellazione 3D da usare dipende molto spesso dall’oggetto che si vuole realizzare e dalle particolari abilità dell’utente nell’ambito della modellazione.
Attualmente sul mercato ci sono molti programmi di modellazione, alcuni a pagamento, altri gratuiti ed open source. Scegliere quello da usare può risultare difficile.
In generale, chi ha competenze nell’ambito dell’architettura e del design, tende ad usare software come AutoCAD, Rhinoceros, 3D Studio Max. Solid Edge e SolidWorks, invece, sono usati prevalentemente nell’ingegneria meccanica. Chi si occupa di modellazione 3D orientata alle animazioni conoscerà sicuramente Blender e Maya.
I software elencati fin ora consentono di realizzare modelli 3D elaborati e, per questo motivo, non sempre risultano immediati e facili da usare se è la prima volta che ci si avvicina alla modellazione 3D.
Se dovessi consigliare dei software a chi parte da zero, segnalerei Tinkercad o SketchUp. Questi, oltre ad essere gratuiti, sono anche abbastanza intuitivi e consentono di ottenere modelli 3D di discreta qualità.
Se ti serve qualche consiglio in più, questa è la mia guida ai software per la stampa 3D. All'interno trovi anche una descrizione dei software di modellazione più usati:
Caratteristiche base di un modello 3D digitale
Per realizzare correttamente i tuoi modelli digitali non ti servono molte informazioni tecniche. I software di oggi sono molto avanzati e spesso effettuano tutta una serie di operazioni in autonomia, correggendo piccoli errori senza il tuo intervento.
Ci sono però alcuni concetti di base che che dovresti conoscere, soprattutto se vuoi migliorare le tue capacità in ambito di modellazione 3D.
Partiamo dai termini fondamentali della modellazione 3D:
- Vertice: un singolo punto dislocato nello spazio, è il componente più piccolo di un modello 3D;
- Bordo: una linea retta che collega due vertici. I bordi definiscono la forma di un modello 3D;
- Poligono: qualsiasi forma composta da un insieme di linee rette;
- Faccia: elemento di base di una mesh poligonale. Riempie lo spazio tra i bordi;
- Mesh: è una raccolta di poligoni collegati delle loro facce, bordi e vertici.
Un modello 3D digitale è costituito da una o più mesh 3D.
Se il modello 3D ben realizzato è composto da una mesh pulita, ben distribuita, composta da un numero di facce adeguata rispetto alle dimensioni fisiche dell'oggetto e alle reali necessità di precisione.
La mesh è l'elemento più importante del modello 3D da realizzare. Se la mesh presenta dei problemi, allora è molto probabile che anche in fase di slicing e di stampa qualcosa andrà storto.
Evitiamo però di perderci in tecnicismi approfonditi: vediamo ora quali sono le regole fondamentali per realizzare correttamente un modello 3D per la stampa 3D.
Regola n.1: il concetto di "watertight"
La prima regola in assoluto: gli oggetti realizzati tramite stampa 3D sono pieni di materia. Per questo motivo, per rendere stampabile un modello è bene tenere in considerazione parametri come spessori minimi realizzabili, comportamento del materiale utilizzato, tolleranze di stampa, precisione di fabbricazione, ecc.
I modelli 3D digitali devono essere concepiti come pieni di materia, proprio come accade nel mondo fisico reale.
Per chiarire questo concetto ti faccio un esempio. Guardati intorno e prendi in mano un oggetto qualsiasi. Che tu abbia scelto il mouse del tuo computer o un foglio di carta, l'oggetto che hai sotto gli occhi è composto da un volume di materia. Per le leggi della fisica, ogni oggetto, anche quello più sottile, è caratterizzato da un suo spessore composto da materia.
Le stampanti 3D realizzano oggetti che sono composti - indovina... 😆 - da materia. Ne consegue che, in fase di modellazione 3D, è sempre bene fare attenzione che il modello sia caratterizzato da spessori definiti e non da semplici superfici dislocate nello spazio.
Una semplice superficie digitale, infatti, non è composta da materia ed è rappresentabile solamente tramite un software di modellazione 3D. Ne consegue che una superficie non può esistere nel mondo fisico. Per capirci: un foglio di carta non è una semplice superficie, ma è caratterizzato da un suo spessore composto da materia!
Questo concetto può essere rafforzato dalla caratteristica di essere "watertight", molto utile in ambito stampa 3D.
Immagina di aver disegnato un modello 3D. Un modello 3D watertight è un modello che, se lo immagini pieno d'acqua, non permette all'acqua di uscire dal suo volume.
Esempio: abbiamo modellato un cubo. Se il cubo è composto da tutte le sue facce e dentro è pieno d'acqua, l'acqua non può uscire e il modello è considerato watertight.
Se il cubo è stato modellato male e manca di una faccia, l'acqua può uscire dal suo volume, ne consegue che il modello non è watertight e, di conseguenza, non è stampabile in 3D perché il suo volume non è definito.
Regola n.2: realizzare modelli 3D "manifold"
La seconda caratteristica a cui un modello 3D per la stampa 3D deve rispondere, è quella di essere "manifold".
I modelli tridimensionali digitali possono essere manifold e non-manifold. Questa caratteristica riguarda in modo specifico gli spigoli di cui è composto il modello 3D digitale.
Uno spigolo manifold è composto solamente da due facce che si toccano e che lo definiscono, proprio come qualsiasi oggetto fisico reale. Inoltre, le facce si toccano sempre su tutti gli spigoli con altre facce, definendo di conseguenza un volume chiuso.
Uno spigolo non-manifold, invece, è composto da meno o più di due facce che si incontrano nella stessa posizione, condizione impossibile da trovare nel mondo fisico.
Questa regola è essenzialmente in un punto chiave di corretta modellazione 3D e, solitamente, chi cade in questo errore è chi utilizza una modellazione tramite superfici.
Regola n.3: realizzare modelli 3D nella scala corretta
Sembrerà ovvio, ma così non è. Realizzare un modello 3D nella giusta scala è spesso una dimenticanza di tanti progettisti.
Modellare fuori scala significa non tenere in conto spessori di realizzazione e tolleranze. Oggettivamente, non ha alcun senso realizzare fuori scala un modello 3D che deve essere prodotto.
Una buona pratica di modellazione prevede il fatto di progettare l'oggetto tenendo direttamente in considerazione le dimensioni fisiche che dovrà avere e le caratteristiche della macchina che verrà usata per realizzarlo. Così facendo, il pezzo sarà ottimizzato sotto qualsiasi aspetto.
Inoltre, una volta terminata la fase di modellazione 3D dovrai esportare il modello in formato .stl o .obj. Il modello sarà discretizzato in tante piccole facce che ne caratterizzeranno il dettaglio superficiale. Se il modello esportato non è nella scala giusta, ossia la scala di fabbricazione, questo dovrà essere ridimensionato perdendo qualità.
Ricordati quindi di impostare correttamente l'unità di misura del tuo software e di realizzare i modelli 3D nel modo più ragionato possibile.
Scaricare modelli 3D pronti all'uso
Se sei alle prime armi coi software di modellazione 3D ma hai già voglia di stampare, non preoccuparti! Mentre impari ad applicare le regole che ti ho mostrato, puoi scaricare modelli 3D già pronti da internet e iniziare a produrli.
Nella nostra community è presente una sezione di Download dove puoi caricare e scaricare gratuitamente modelli 3D e profili di stampa. Dovresti darci un'occhio, troverai diversi modelli interessanti da realizzare.
Qui ti lascio il link a un modello di test per gli sbalzi: hai mai messo alla prova la tua stampante realizzando dei ponti senza attivare i supporti? Un test divertente, ma anche utile per capire come gestire al meglio i parametri di stampa!
Esistono poi vari siti, come per esempio Thingiverse, dove puoi scaricare modelli 3D in formato .stl. Solitamente l'uso di questi modelli non è ammesso a livello commerciale, ma si tratta di un'ottima occasione per iniziare a fare esperienza risparmiando tempo, soprattutto per chi non è ancora in grado di modellare in 3D.
Ora non ti resta che scegliere il software di modellazione 3D che si avvicina di più alle tue necessità e fare tanta, tanta pratica. Buone stampe!
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