در این مقاله به شما یاد میدهم چطور روی قطعه حین پرینت سه بعدی نقش برجسته ای زیبا خالکوبی یا تتو یا نقاشی شود؛ در واقع میخواهم یکی از تکنیکهای جذاب چاپ سه بعدی FDM بنام Velocity Painting را بررسی کنم. این ترفند شیوۀ جالبی برای افزودن زیبایی چشمگیر بصری به مدل پرینت شده است؛ البته این تکنیک را با litophane یا عکس سه بعدی اشتباه نگیرید. تکنیک Velocity Painting یک فرایند نهایی جداگانه برای فایلهای جی‌کد شماست؛ این تکنیک به هیچ پولیش یا نقاشی پس از چاپ نیاز ندارد و حین فرایند 3D Print ، روی دیواره بیرونی قطعه، نقوش برجسته زیبایی در حالت خالکوبی یا تتو ایجاد خواهد شد.
این تکنیک را چه کسی ابداع کرده و چگونه کار می کند؟
برنامۀ Velocity Painting که نوعی نرم افزار مکمل برای اضافه کردن قابلیت چاپ عکس یا نقوش هندسی برجسته در پرینت سه بعدی به حساب می آید، توسط «مارک ویدون» ساخته شده است. این اپلیکیشن در ابتدا به عنوان یک سورس کد Perl Script منبع باز در وبسایت «گیت هاب» شروع به کار کرد و به تدریج توسط Guillaume به یک اپلیکیشن کاربرپسند همگانی تبدیل شد.
اساس کار Velocity Painting بر استفاده از تصویر یا الگوی سیاه و سفید با کنتراست بالا و انتقال آن به بخشهای بیرونی پرینت سه بعدی استوار است. این کار با کاهش یا افزایش سرعت در سطوح بیرونی دیواره ها امکان پذیر می شود (ترجمه لغوی Velocity نیز در دیکشنری به سرعت و سیر شتاب تفسیر شده است). تنظیمات پیش فرض معمولاً به شکل کاهش سرعت برای قسمتهای سیاه و افزایش سرعت برای قسمتهای سفید است.
برای این که کار به درستی انجام شود، باید سرعت برش خود را در تمام محیطها یکسان کنید و هرگونه کاهش سرعت برای خنک کنندگی لایه یا «quick Layers» را غیرفعال نمایید. تنظیم سرعت اهمیت بسیار زیادی دارد وگرنه Velocity Painting به درستی کار نخواهد کرد.
نکته: هنگام پرینت سه بعدی با این تکنیک، دقت چاپ را در بالاترین حد ممکن قرار دهید، چون در فرآیند چاپ ترموپلاستیک FDM، معمولا نوشتار یا نقوش روی سطح پرینت با کیفیت پایینی ساخته میشوند. پس هر چه الگویی که به کار میبرید، ظریفتر و با جزییات بیشتر باشد؛ احتمال خطا یا کاهش دقت چاپ نقوش نهایی افزایش میابد.
خب، برویم سراغ اصل ماجرا!
چاپ سه بعدی نقش برجسته را شروع کنید
اولین کاری که باید انجام دهید این است که به آدرس https://www.velocitypainting.xyz/gui/download.html بروید و آخرین نسخۀ (بجهت رفع باگها) را برای سیستم عامل خود پیدا کنید. برنامه نیاز به نصب ندارد و سریعا اجرا میشود.
اکنون وقتش رسیده تا یک تصویر یا الگوی هندسی خوب (کیفیت عالی) سیاه و سفید با کنتراست بالا انتخاب کنید تا روی پرینت نقاشی شود. من تصمیم گرفتم از لوگوی سیاه و سفید Invo3D استفاده کنم. در نهایت، باید مدلی سه بعدی را انتخاب کنید که این تصویر یا الگو روی آن قرار بگیرد (نقش ببندد). من یک مدل استوانه ای ساده انتخاب کردم که با نرم افزار TinkerCad طراحی شده است.
نکته: همیشه از جدیدترین نوع اسلایسر Cura یا Simplify3D یا هر اسلایسر دیگر استفاده کنید؛ مشکل Cura در ورژنهای قدیمی این است که فاقد قابلیت نشان دادن سرعت در فایلهای جی‌کد میباشد؛ اهمیت زیادی دارد که پروژۀ Velocity Painting خود را پیش از پرینت سه بعدی ببینید (یعنی بخش شبیه ساز چاپ سه بعدی در اسلایسرتان). چند روش برای انجام این کار وجود دارد. می توانید به انواع Online viewer رایگان اینترنتی بروید یا از نرم افزار Repetier Host یا اسلایسر Simplify3D استفاده کنید. من نتوانستم با Online viewerها کار کنم، بنابراین از Repetier Host استفاده کردم. البته کسانی که از نرم افزار اسلایسر Simplyfy3D استفاده میکنند، گزینۀ شبیه ساز مشاهدۀ سرعت در GCode را داراست.
مدل خود را برای Velocity Painting برش دهید
همانطور که اشاره کردم، بسیار مهم است که مدل را اسلایس کرده و Infill، Top/bottom و Perimeters را روی یک سرعت یکسان تنظیم کنید. “مثلا سرعت پایه متعادل 40 میلیمتر در ثانیه را انتخاب کنید”. مقدار این گزینه را می توانید نسبت به کیفیت دستگاه چاپگر سه بعدی خود آزادانه انتخاب نمایید. در مرحلۀ بعد، باید مطمئن شوید که مدل شما در مرکز بستر چاپ قرار دارد. این امر بسیار مهم است چون بعداً برای تنظیم برنامۀ Velocity Paint به مشخص کردن مرکز بستر نیاز خواهید داشت.
تنظیمات Velocity Painting را انجام دهید
پس از این که فایل مدل سه بعدی را در نرم افزار دلخواهتان اسلایس کردید، برنامۀ Velocity Paint را باز کنید. این جایی است که سحر و جادو اتفاق می افتد! در اینجا تصویری از تنظیمات من وجود دارد اما آن را با جزئیات شرح خواهم داد.
بارگذاری فایل G-Code، تصویر و تنظیمات
در اینجا توضیح مختصری دربارۀ هر یک از چهار دکمۀ بالای اپلیکیشن را می خوانید:
- Gcode: این دکمه برای بارگذاری جی‌کد اسلایس شده در اپلیکیشن استفاده می شود
- Image: این دکمه برای بارگذاری تصویر با کنتراست بالا در اپلیکیشن استفاده می شود
- Load: از این دکمه برای بارگذاری پروفایل تنظیمات ذخیره شده استفاده می شود
- Save: این دکمه برای ذخیره کردن تنظیمات پروفایل در اپلیکیشن استفاده می شود
تنظیم تصویر نقاشی شده
در زیر این چهار دکمه گزینه هایی برای پیکربندی برنامه جهت نقاشی تصویر روی مدل وجود دارد. در زیر «Image Setting» سه گزینه می بینید:
Width، Height و Z Offset.
با تنظیم Width و Height، می توانید اندازه و تناسب ابعادی (aspect ratio) تصویر را مشخص کنید. با تنظیم گزینۀ Z Offset می توانید نقطۀ شروع در محور Z را مشخص کنید. برای نگه داشتن تناسب ابعادی در تصویر اصلی، می توانید مقداری به محورهای X یا Y اضافه کنید و مقدار دیگر را در حالت پیش فرض ( – ) رها کنید.
تنظیم سرعت پرینت
در سمت راست Print Speed قرار دارد. شما باید سرعت گزینۀ Target را با سرعتی که قبلاً در اسلایس استفاده کردید یکسان کنید. سپس، باید سرعت های Low و High را تنظیم کنید. من برای گزینۀ High سرعت 40 میلیمتر در ثانیه و برای گزینۀ Low سرعت 15 میلیمتر در ثانیه در نظر گرفتم. به طور معمول، بین این دو مقدار باید تفاوت زیادی وجود داشته باشد.
منطقۀ چاپ را تنظیم کنید
گزینۀ «Printer Coordinates» جایی است که مقدار X و Y را برای مشخص کردن نقطۀ مرکزی بستر چاپ باید وارد کنید. اپلیکیشن Velocity Paint همین نقطه را به عنوان مرکز تصویر در نظر می گیرد. در پرینتر سه بعدی من، این نقطه روی 55 و 55 تنظیم شده است.
زمان چاپ فرا رسیده است!
گزینه های «Paint Type» به شما امکان می دهد که سبک انقال تصویر به مدل را تغییر دهید. اگر هر یک از سبک های Projection را انتخاب کنید، تصویر شما روی آن محور منقوش خواهد شد. گزینۀ Cylinder، تصویر را به دو مدل می پیچد، البته اگر اندازۀ تصویر درست باشد. گزینۀ Sphere تصویر را از نقطۀ مرکزی در محور X شروع می کند و آن را به دور مدل می پیچد. این گزینه شبیه به گزینۀ Cylinder است اما اعوجاجی در مرکز وجود دارد و تصویر کشیده می شود.
پس از انجام تنظیمات دلخواه، دکمۀ Generate را بزنید و جی‌کد نقاشی شدۀ جدید توسط Velocity Paint را ذخیره کنید.
آیا درست کار کرد؟
حالا وقت آن رسیده که ببینیم آیا جادو کار کرده است یا خیر! فایل جی‌کد خود را در Online viewer ها قرار دهید یا آنرا در نرم افزارهای Repetier Host یا Simplify3D باز کنید. اگر از Repetier Host استفاده می کنید، پس از بارگذاری جی‌کد باید گزینۀ Colors را از Extruder به Speed تغییر دهید.
تصویر نقاشی شدۀ شما باید اکنون روی مدل ظاهر شود. اگر خوب است، آن را در چاپگر خود بارگذاری کرده و چاپ کنید. در غیر اینصورت، می توانید تنظیمات Velocity Paint را کمی تغییر دهید و تنظیمات را بهبود ببخشید. به یاد داشته باشید که تنظیمات خود را ذخیره کنید زیرا در غیر اینصورت احتمال عدم موفقیت وجود دارد. تنظیم درست Image Setting سخت ترین بخش کار است. پس برای آن وقت بگذارید و صبور باشید!
جمع‌بندی تکنیک Velocity Painting
تکنیک Velocity Painting یک ترفند جالب برای افزودن زیبایی به مدل سه بعدی است. اگر خلاقیت و پشتکار داشته باشید میتوانید از همین تکنیک به عنوان اثری هنری درآمدزایی خوبی از چاپگرتان بدست آورید. از نظر من این تکنیک فوق‌العاده است. من برای رسیدن به نتیجۀ دلخواه به کمی آزمون و خطا نیاز داشتم. البته این هیچ ربطی به اپلیکیشن نداشت و بیشتر به عدم درک درست من از نسبت ابعاد تصویری بود که استفاده می کردم.
امیدواریم اکنون انگیزه لازم را پیدا کرده باشید تا این ترفند را یکبار هم که شده با پرینتر سه بعدی خود امتحان کنید. لطفا نظرات و پیشنهادات خود را در بخش کامنتیگ مطرح کنید.