3D печать крепления к стандартному штативу камеры GoPro

Тут некоторые думают  об Open Source и о том, как бы на нем заработать. И чему их в школе учили. При коммунизме заработки отменяются: каждому по потребностям и от каждого по способностям. Свои потребности в программах я полностью удовлетворил и собрался отдавать долги. Ведь если каждый пользователь свободного программного обеспечения напишет хотя бы строку кода, то сей коллективный вклад многократно превысит имеющееся богатство. Проблема, однако, что не каждое лыко в строку, т.е. выполняющаяся у вас строка может быть бесполезной или вредной на другом оборудовании. Напечатал я крепление к стандартному штативу для GoPro -  прекрасно получилось, и решил поделиться STL (аббревиатура от stereolithography) файлом с обществом. Но, оказалось, что файл,  скомбинированный из частей полученных во FreeCAD и Blender,  может быть нормально отпечатан только при редком везении и выборе правильной программы раскладки нити по слоям (слайсера), который проигнорирует нужным образом лишние внутренние плоскости. О программах, необходимых для 3D печати, я уже писал в статье 3D печать на принтере Creality 3D. Эта же статья о конкретной модели и маленьких хитростях ее подготовки к печати.

Камера GoPro комплектуется множеством самых разных креплений собственной разработки. Многие из них могут быть заменены струбциной со стандартным штативным креплением в виде винта с дюймовой резьбой 3/8" или 1/4". Но переходник надо покупать отдельно или изготовить самостоятельно. С помощью токарного станка и напильника я сделал для себя несколько таких креплений и вообще говоря больше в них не нуждался. Однако когда у меня появился 3D принтер мне показалось, что можно легко сделать более красивое крепление, которое может быть легко растиражировано и повторено другими владельцами подобных принтеров. Если у вас есть соответствующий дюймовый метчик, то деталь получается достаточно простой и не требующей плясок с бубном и отдельной статьи для описания ее создания. Я же решил попытаться напечатать не отверстие под метчик, а сразу резьбу. Возможно не идеальную, но такую, чтобы ее можно было довести до ума без использования метчиков. Например, просто завинтив с усилием и, возможно, небольшим разогревом штативный винт.

Поскольку я знал, что Blender  умеет рисовать гайки с резьбой, то решил, что это и будет самым простым решением моей задачи. Правда среди предлагаемых вариантов присутствовали только метрические гайки, но опыт нарезания дюймовой резьбы с метрическим ходовым винтом показал, что с достаточной точностью эта задача решается задачей близкого метрического шага резьбы. Я даже написал программу расчета этого шага для смартфона.

Создание дюймовой гайки в Blender

Сперва ставим галочку в меню User Preferences Addons напротив Add Mesh BoltFactory

Через меню Add/Mesh/Bolt открываем меню с настройками. Выбираем гайку (Nut) с метрической резьбой М10 и правим шаг (Pitch) на 1,59 и максимальный и минимальный диаметры на 9,5 и 8,8 мм. Последние размеры зависят от конкретного материала и параметров плотности укладки, поэтому, возможно, если нет метчика для чистовой обработки, то стоит задать чуть большие величины и напечатать гайку для пробы отдельно. В меню Units ставим Metric  и множитель 10. При редактировании параметров гайки у меня множитель сбрасывался на 1. 

Экспортируем гайку в формате STL.

Создание вилки крепления к GoPro  во FreeCAD

Рисуем чертеж, выдавливаем фигуру, следим чтобы не было внутренних плоскостей объединяя отдельные объекты с использованием булевых операций. Если этого не сделать на этом этапе, то будут трудности с печатью. Их, возможно, и удастся преодолеть, подбором слайсера, а вот потом их убрать, для получения безукоризненной модели будет очень сложно. Экспортируем на будущее деталь в STL.  Импортируем STL файл гайки, полученный в Blender.

Выделяем методом выделения области и экспортируем. Загружаем в программу печати и внимательно рассматриваем раскладку нити. Если использовать Slic3r , то программа внутренние плоскости, образованные поверхностью гайки, игнорирует и деталь получается достаточно монолитной и, соответственно, прочной даже при 30%  заполнении.

Программа KISSlicer просто отказывается печатать детали с ошибками, но зато она очень наглядно выделяет проблемные места и поэтому тоже может быть полезна.

Объединение моделей и проблемы трассировки

Для получения правильной детали внутренние плоскости надо удалить. Это можно сделать разными более или менее трудоемкими способами. Во FreeCAD булевы операции с импортированной гайкой не проходят, поэтому попробуем в Blender. В нем в крайнем случае можно будет просто вручную удалить лишние ребра.
Загружаем два STL файла гайки, сделанной в Blender,  и вилки, сделанной во FreeCAD, добавляем модификатор (Add Modifier / Boolean / Union) и внутренняя перегородка между деталями исчезает.

Экспортируем и смотрим за раскладкой нитей. Теперь плоскости разрыва нет и при использовании MatterSlice или Cura. В Blender можно и легко скосить нависающие плоскости, которые трудно качественно напечатать. В этом случае можно обойтись без пост-обработки напильником. Ниже приведены две отпечатанные детали. Правая без удаления внутренних плоскостей, обработанная в Slic3r с последующей обработкой напильником и полировкой, левая с удаленными плоскостями и сглаженными углами, но без финишной обработки.

На следующем снимке левая деталь с закрепленной  камерой, а вид в сборе правой детали в заголовке статьи.

В заключение, привожу ссылки на файлы детали, обещанные в начале статьи: