Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр 3d печать
processing, 3d-печать, носимая электроника, умные устройства

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток )

Привет всем! Развивайтесь с умом. пайетки ‘- Электромеханический проигрыватель цветов для дизайнерской одежды. С результатами предыдущих этапов нашей работы можно ознакомиться здесь, здесь и здесь.

Завершив кампанию по сбору средств, мы продолжили работу.

Сегодня мы расскажем о том, как напечатали наше первое платье. 3D принтере !

Что это такое?

Начитавшись научной фантастики, мы решили, что сможем создать платье, которое сможет по желанию менять свой цвет и текстуру!

Для этого мы придумали маленькие электромеханические устройства, которые можно разместить на ткани, и назвали их «умными» (по аналогии со знаменитой «умной одеждой»). пайетки ‘ (по аналогии со всеми этими сверкающими пластиковыми хлопьями).

В результате их объединения получается что-то вроде монохромного светодиодного экрана. Разница в том, что каждый пиксель работает с отраженным светом. Этот принцип позволяет максимально снизить энергопотребление матки при доступе к статичным изображениям. Действия затрачиваются только при чередовании пайеток .

что мы уже получили:

Обзор существующих решений

Индустрия моды — одна из самых динамично развивающихся отраслей. На каждом очередном показе дизайнеры представляют свои уникальные творения. Некоторые из моделей имеют мало общего с реальностью… Однако дизайн одежды — это своего рода искусство, которое не должно характеризоваться утилитарностью.

Неудивительно, что нам никогда не приходило в голову использовать 3D-печать для пошива одежды. Приведенный ниже список не совсем полный, но эти примеры показывают хорошее представление о концепции и технологии, лежащей в основе 3D-печати предметов гардероба.

  1. В 2014 году компания Nervous System представила миру платье, напечатанное с помощью SLS 3D принтера . Главная особенность изделия заключается в том, что платье состоит из множества треугольных элементов, соединенных шарнирами. Все платье было сложено и напечатано как единое целое. А затем «развернуто». На сайте компании также есть небольшой трехмерный процессор, позволяющий пользователям создавать свои собственные платья и аксессуары.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

  1. В 2016 году израильская студентка Данит Пелег создала целую коллекцию одежды с печатью 3D принтере . Важной особенностью является печать шин для создания гибкой организации, которая может справиться с зазорами в ткани и т.д. Каждая ткань состоит из отдельных частей, которые вручную соединяются (ограниченные областью печати. принтера ), которые соединяются друг с другом вручную. Это менее технически совершенный, но более дешевый способ!

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

  1. В 2015 году компания 3D-печати Airwolf 3D представила довольно интересное платье. Выполненное из. FDM принтере ABS-пластика, оно состоит из множества жестких шестиугольных «чешуек», соединенных шарнирами. Как и в предыдущем проекте, отдельные части платья печатаются по отдельности и соединяются вместе.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

  1. Еще одна интересная идея от Shorey Designs. Платья сделаны из напечатанного материала, наряду с обычной FDM принтером печати на сетчатой ткани. Затем они перешли к «запечатыванию» небольших пластиковых колец, чтобы создать шарнирное соединение между частями платья.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

  1. Отрадно видеть в этом списке отечественных разработчиков. Команда из Московского института аэронавтики сконструировала платье, представленное на Otaku Picnic 2019. Сложно определить, какая технология стоит за этим изделием.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Кстати, вы заметили, что большинство людей печатают специальные платья? Интересно, почему так происходит…

После изучения всех доступных технологий производства одежды 3D принтере альтернативные варианты предпочли формирование структуры на резиновой подложке.

Печать на плетеной ткани

Мы уже рассказывали о методе 3D-печати на плетеной ткани для создания отдельных зазоров в элементах одежды. Этот метод лег в основу производства наших платьев. Почему мы выбрали именно его?

Во-первых, доступность 3D-печати FDM. Большой выбор материалов с различными свойствами.

Во-вторых, возможность предварительной переработки нитей в материал пост для последующего соединения отдельных материалов. пайеток между собой.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Все платье невозможно напечатать за один прием, так как материал подложки имеет критические поверхности при развертывании. Если только нет смежного помещения. принтера Рабочий стол превышает 1 квадратный метр.

Существует возможность разделить модель на разные части, напечатать отдельные секции и затем соединить их друг с другом. Однако этот процесс очень трудоемок.

Было решено совместить два подхода. Печать осуществлялась отдельными секциями, но материал подложки не был предварительно разрезан. Это означало, что после формирования секций их перемещали к краю и печатали следующую секцию. Когда все секции заканчивали печать, они становились частью целой ткани.

Когда технологии производства были определены, пришло время поговорить о дизайне.

Выбор стиля

Нет необходимости говорить о том, что выбор типов платьев огромен. Они различаются по длине, фасону и конструкции.

При выборе фасона руководствуются двумя позициями: концепцией и дизайном.

Концептуальная: одежда не должна в точности повторять форму тела, а является другой формой, гармонирующей с человеческим обликом.

Конструктивная: одежда не существует в отрыве от человека, а прилегает к телу в различных важных аспектах.

Платья из пластика с электронными элементами внутри имеют большую массу, чем традиционные тканевые изделия (не все), поэтому обязательно предусмотрите широкие бретели, а также фиксацию изделия на талии.

Традиционные замки для платьев здесь не подходят, поэтому шнуры крепятся вдоль заднего шва, подобно корсету.

Хитрость заключается вот в чем: …..

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Разработка инструмента поддержки дизайна

После того как фасон определен, необходимо определить форму будущих элементов, из которых будет состоять стол. Панели должны быть гибкими, чтобы можно было повторить изгибы, изображенные на рисунке. Экспериментальным путем было установлено, что наиболее гибкими являются формы с круглыми элементами. Однако в них также минимальны «прокладки» (зазоры между элементами). Поэтому наилучшим форматом для элементов массива является правильный шестиугольник (соты).

Необходимо выполнить следующие действия

  • Возьмите базовую форму выкройки платья, «покройте» ее шестиугольными элементами и обратите внимание на промежутки между ними.
  • Разделите полученную таблицу на фрагменты в соответствии с размером области печати. принтера ;
  • Преобразуйте каждый фрагмент в STL-файл и передайте его в слайсер, чтобы получить G-код. для принтера ;
  • Измените G-код таким образом, чтобы он приостанавливал процесс печати. принтер Он прерывается для того, чтобы между слоями можно было поместить тканевую подкладку.

Хотя первые два пункта можно выполнить в выбранной вами системе автоматизированного проектирования, ручная реконструкция таблиц — очень трудоемкий процесс. Кроме того, с увеличением количества элементов таблицы возрастает и нагрузка на вычислительные мощности компьютера. Поэтому мы разработали утилиту, которая рисует таблицы и может значительно упростить этот процесс.

Matrix Creator.

Эта программа представляет собой графический редактор, который создает серию STL-файлов, содержащих печатные детали для области печати наших продуктов. принтера Программа была создана в среде Processing. Программа была создана в среде Processing.

Краткий экскурс в программные межсетевые соединения. Рабочая область представляет собой поле с сеткой. Каждая клетка может быть оставлена пустой или «окрашена» одним из четырех различных цветов. пайеток .

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Как это работает: система сложна и может быть использована для раскрашивания цветов. Создаются различные трехмерные модели отдельных элементов будущей сетки и конвертируются в формат STL нужного размера (с помощью Kompas3d). Полученная STL-модель является базовой.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Габаритные размеры пайеток В нее входят следующие элементы. Диаметр регистрируемого шестиугольного цикла составляет 10 мм, общая высота. пайетки 3 мм. Обратите внимание, что принцип координат находится на нижней грани и в центре шестиугольника (это важно!). Проверьте полученный STL-файл из Cura Shredder, и вы увидите, что все напечатано правильно.

Далее нарисуйте конфигурацию стола в графическом процессоре программы (разные цвета обозначают разные типы элементов). При необходимости разработанную деталь можно сохранить в текстовый файл через «Сохранить деталь» для использования в новом проекте.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Затем определите размеры области печати «Размер фрагмента» (количество элементов, которые могут быть напечатаны за одно движение). Программа автоматически разделит сетку на фрагменты для печати после нажатия кнопки «Разделить». В рабочей области выделяются полученные фрагменты и их серийные номера.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Далее, при нажатии на кнопку «Создать STL», программа создает набор STL-файлов с фрагментами для печати. При этом базовая модель копируется в координаты центра клеток матки и создается новый STL-файл. В данном случае автоматически создается четыре файла. Давайте посмотрим, как выглядят результирующие файлы в cura.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Мозаика выглядит собранной. Основное поле заполнено базовой моделью фигуры. А по краям (там, где вы их спроектировали) находится базовая модель с отверстиями: если открыть один из фрагментов Kompas и измерить зазор между ловушками, то он окажется около 1 мм (погрешность в несколько сантиметров не вызывает опасений).

Подготовьте и измените G-код.

Работа с редактированием STL-файлов

Наибольший интерес представляет работа с файлами STL.

Немного теории: STL — это форма хранения трехмерных объектов предметов. Его особенность в том, что модель хранится в виде поверхности, структурированной по принципу триангулированной поверхности (фасета).

Откройте один из файлов с помощью «Блокнота» и посмотрите на его содержимое. Файл должен быть в текстовом формате (ASCII).

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Он начинается с ключевого слова «solid» и заканчивается ключевым словом «endolid». Все, что находится между этими ключевыми словами, является моделью.

Затем описываются координаты вершин и векторов нормалей каждой модели по очереди.

‘Facet normal’ — координаты вектора нормали текущей грани.

Между ключевыми словами ‘outer loop’ и ‘end loop’ находится вершина вершины (Vertx) с координатами x Y z.

Достаточно прочитать этот файл и разместить треугольные уровни в заданных координатах, чтобы отобразить 3D-модель. По сути, вам даже не нужны обычные цены. Однако, поскольку кура очень избирательна, если нет ни одного вектора, то возникает ошибка чтения файла. То же самое происходит, если потерян хотя бы один вид.

Координаты пиков даны в миллиметрах (указываются при экспорте). Координаты измеряются по центру модели (необходимо выяснить, где лежит принцип координат при построении модели).

Чтобы сместить STL-модель относительно этих координат, к соответствующим координатам каждой точки нужно добавить значение смещения. Сдвиги в пространстве не меняют направления и поэтому не затрагивают нормальные векторы.

Координаты центров таблиц внутри таблицы предварительно вычисляются.

GCODECORRECTOR.

Несколько слов об изменениях в коде G. Весь процесс был подробно описан здесь, поэтому повторяться не будем.

Следует лишь отметить, что для размещения тканевой подложки между слоями при печати в код G перед его отправкой необходимо ввести команду паузы (M25). на принтер Для этого также была написана небольшая утилита, позволяющая просматривать маршрут. В этом случае вы можете указать паузу перед слоем, который хотите ввести, и сохранить измененный файл.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Готово, готово к печати!

Результат.

Печать длилась около 6 часов (по 1,5 часа на каждый из четырех фрагментов). Печать осуществлялась на стекле. Нагревательный стол. Температура стола 60sc, температура сопла 220°C, релаксация. Материал для печати — пластик. Высота матраса 0,2 мм.

Для того чтобы выявить все возможные проблемы, не тратя много времени на печать, было решено обработать все оттенки в миниатюре. Модель была разработана специально для кукол масштаба 1:4.

Платье на 3D принтере (из НЕумных пайеток ) / Хабр

Благодаря зазорам между блестками и эластичным свойствам основной ткани, платье хорошо село на фигуру куклы. Во впалых местах расстояние между выступами уменьшалось, а в выпуклом состоянии увеличивалось. Небольшой пояс, проходящий через верхнюю часть платья, используется для его «подгонки».

Не все вышло идеально. Некоторые дефекты печати видны на спине… Но мы довольны результатом… Теперь мы можем перейти к полноразмерной модели!

Ссылка на исходный код. Также на диске с релизом.

  • Обработка
  • 3D-печать
  • Портативная электроника
  • Умные устройства
Оцените статью