3D принтирането изисква изобретателност още от етапа на планиране. При повечето видове принтери екструдерите работят слой по слой отдолу нагоре, което означава, че слоят, разположен над празно пространство се нуждае от специална опора. Липсата на опора води до разтопяване, провисване или счупване на части, преди останалата част от модела да бъде завършена. Това е едно от няколкото правила при 3D принтирането, които всеки любител на „направи си сам“ трябва да знае и за които винаги трябва да е подготвен. Макар и полезни, допълнителните опорни елементи отнемат допълнително време за по-късното им отстраняване, като оставят следи или белези. Това изисква и допълнителен филамент, така че при голям проект може да се стигне до значителна загуба от него.
Ново проучване на изследователи от Университета в Твенте предлага уникална стратегия за планиране на траекторията за създаване на хоризонтални „надвеси“ без нужда от опори.Описан като „стратегия, базирана на разпространението на вълни“ или „вълнови надвисвания“, методът осигурява „непрекъснати траектории, които естествено преминават през сложна геометрия чрез поведение, подобно на дифракция“, което им позволява да преодолеят обичайните усложнения и ограничения като провисване. Те могат да се принтират и при ъгъл на надвисване от 90 градуса без опори. Обикновено ъглите над 45 градуса се нуждаят от тях. Статията, публикувана в списанието Additive Manufacturing Letters е достъпна за всеки, който проявява интерес към нея. Освен това можете да изпробвате метода при вашите собствени проекти. Според съавтора той вече може да се използва във форкове на PrusaSlicer и OrcaSlicer – WaveOverhangs е един от примерите.
Как работи и какво е необходимо?
Съгласно статията и описаните от изследователите методи, стратегията за разпространение на вълни може да се използва на стандартни 3-осови FDM принтери. Тя работи с форми или надвиснали части с „произволна геометрия“ и не изисква създаване, планиране или отпечатване на поддържащи структури или решетки. Вместо това тя разчита на физичния феномен на разпространението на вълните, описан в принципа на Хюйгенс, според който всички точки на вълновия фронт са нови източници на вълнички. При печатането това изглежда като печатащи траектории, рекурсивно проследени като вълнови фронтове – извити пръстени, които се разпространяват навън по същата равнина, създавайки по-добре подкрепен ръб във въздуха.
Представете си, че гледате отгоре надолу и хвърляте камъче в езеro, като наблюдавате как вълните се разпространяват навън една след друга, но остават напълно свързани. Тук идеята е същата. При правоъгълни или квадратни форми и ръбове вълновият модел продължава, докато слоят се запълни според нуждите.
Не се изисква нищо специално по отношение на материалите или типа на принтера. Можете да го направите още сега с подходящото оборудване. Всичко се свежда до използването на подходящ набор от инструменти за слайсинг, който да поддържа вълновите дизайни. Ако обмисляте да си купите 3D принтер, за да опитате всичко това, има няколко неща, които трябва да знаете предварително, но проучванията върху подобни техники намаляват бариерите за започване на сложни проекти. Методът „вълна“ изведнъж отвори вратата към много повече проекти, които иначе биха изисквали повече материал, повече време и повече последваща обработка. Друг трик, който позволява печат два пъти по-бързо, наречен „lightning infill“ би могъл да даде сходни резултати за много проекти.