Как разделить большую модель в Cura и напечатать её по частям

Изображение: Визуализация нарезки 3D-модели в Cura с добавлением опор — вид рабочего стола с моделью и поддержками

Почему разделять модель нужно и когда это важно

Разделение модели перед печатью — не просто способ «обойти» малый объём рабочего поля принтера. Это метод, который даёт контроль над качеством, экономит материал и позволяет комбинировать цвета и материалы. Основные сценарии, когда стоит разделять модель:

• модель физически больше платформы принтера;
• частые или глубокие нависания, которые требуют большого количества опор;
• необходимость печати отдельных участков разными материалами или цветами;
• сложная орфография деталей, когда лучше печатать их отдельно для точности и надёжности сборки.

Важно: разделение добавляет стадию последующей подгонки и соединения — учтите дополнительные операции после печати (шлифовка, склейка, механическое крепление).

Основная концепция: что делает Cura и какие инструменты использовать

Cura — бесплатный слайсер (конвертор STL в G-code) с набором инструментов для подготовки модели: масштабирование, перемещение, поворот, проверка на пересечения, плагины для работы с мешами. Для нашей задачи полезны два подхода:

• Mesh Tools (плагин) — автоматически разделяет объекты, которые изначально были отдельными частями в CAD и экспортированы как единый меш.
• Scale + Move + Rotate — ручной метод для цельных мешей: сдвигаем часть модели ниже плоскости печати, тем самым «обрезая» видимую часть и получая отдельные фрагменты при слайсе.

Определения:

• STL — формат 3D-модели; хранит треугольные меши.
• G-code — набор команд принтеру: позиционирование, температура, подача.

Подготовка: установка Cura и плагина Mesh Tools

1. Перейдите на сайт Ultimaker Cura и скачайте версию для вашей ОС (Windows, macOS, Linux). Установите и запустите.
2. В Marketplace найдите Mesh Tools и нажмите Install.

3. Соглашайтесь с лицензией и перезапустите Cura.
4. Импортируйте модель: File > Open File(s) и выберите STL/OBJ.

После загрузки перейдите к анализу: отдельные части меша или единый цельный объект?

Метод A — автоматическое разделение плагином Mesh Tools

Когда применять: если модель в CAD действительно состоит из нескольких тел, но при экспорте они были объединены в один файл.

1. Правая кнопка на объекте > Mesh Tools > Split model into parts.
2. Подождите несколько секунд — Cura выделит и разнесёт части по отдельности.
3. Для каждой части настройте ориентацию, поддержки и параметры печати.
4. Сохраните каждую часть через Save to Disk или отправьте напрямую на SD/USB.

Совет: после разделения убедитесь, что части не пересекаются и имеют минимальный выступ — это поможет избежать столкновений по материалу при печати.

Метод B — ручное «разрезание» с помощью Scale / Move / Rotate

Когда применять: модель — единый меш без внутренних границ. Мы имитируем «плоскость реза», сдвигая кусок за пределы плоскости и получая в результате две отдельные печатные конфигурации.

Пример пошагово (на основе трофея):

1. Импортируйте модель в Cura.
2. Выберите инструмент Scale, посмотрите текущие размеры: X, Y, Z (в Cura по умолчанию миллиметры).

3. В примере Z = 364.916 mm. Разделим пополам: 364.916 / 2 = 182.458 mm.
4. Выберите Move (T) и установите Z = -182.458 — верхняя часть опустится ниже плоскости печати и станет «невидимой» для текущего слайса.

5. Теперь нажмите Slice — Cura обработает видимую часть без ошибки «вне поля печати».

6. Сохраните файл для верхней половины (Save to Disk).
7. Чтобы подготовить нижнюю часть, используйте Rotate (R) — поверните модель на 180° так, чтобы ранее скрытая часть оказалась над столом, затем снова Slice и Save.

Преимущество этого метода — универсальность: он работает для любых мешей, но требует аккуратной подгонки стыков.

Предпросмотр и экспорт

• Вкладка Preview покажет траекторию печати, время и расход материала.
• Проверьте слои вблизи разреза: нужны ли дополнительные периметры или заполнение для прочности стыка.
• Сохраните файл на диск и повторите процедуру для оставшейся части.

Фото автора: Sammy Ekaran

Как правильно соединять распечатанные части — обзор методов и рекомендации

Выбор метода соединения зависит от размеров, нагрузки, эстетики и материалов. Вот обзор наиболее используемых способов:

1. Клеи и смолы

• Цианакрилат (суперклей): быстро, хорошо для малых деталей и гладких поверхностей; не даёт сильного зазора для выравнивания.
• Эпоксидные смолы: прочные швы, можно заполнить зазоры, подходят для конструкционных соединений.
• ПВА/Клей на водной основе: для декоративных или не нагруженных швов.

2. Механические крепления

• Штифты/шканты (dowel pins): сверлите отверстия в обеих частях и вставляйте металлические или пластиковые штифты для выравнивания и прочного соединения.
• Винты и резьбовые вставки: используют для разборных конструкций.

3. Взаимозамки и зубчатые кромки

• Проектируйте замки, шпунты, «паз-гребень» в CAD перед экспортом. Это упрощает сборку и даёт большую прочность без клея.

4. Локальная сварка пластиком

• Использование паяльника для пластика или растворителей (например, ацетон для ABS) позволяет «сплавить» шов в монолит. Требует осторожности и вентиляции.

Рекомендации по зазорам и допускам:

• Для плотной сборки используйте допуск 0.2–0.5 мм в зависимости от масштаба и точности принтера.
• Для пресс-фита стартуйте с 0.25 mm и подгоняйте экспериментально.

Критерии прочного соединения: совпадение формы кромок, шероховатость для адгезии (немного шлифовки), и достаточная площадь склеивания.

Практический SOP: быстрый рабочий процесс (Playbook)

1. Анализ модели: открываем в Cura и определяем, цельный меш или набор тел.
2. Если Mesh Tools может разделить — используем плагин и проверяем части.
3. Для цельного меша — применяем Scale/Move/Rotate:
   • вычисляем плоскость разреза;
   • сдвигаем половину ниже плоскости печати (Move Z = -half);
   • Slice и Save;
   • поворачиваем модель для последующей части и повторяем.
4. Для каждой части подбираем ориентацию, поддержки, плотность заполнения и толщину периметра.
5. Печать первой части → постобработка шва (шлифовка/подгонка) → печать второй части.
6. Соединяем части выбранным методом. Проверяем посадку и при необходимости корректируем в CAD/пере-печати.

Чек-лист перед печатью:

• Модель не пересекает границы стола.
• Шов распологается на удобном для склейки месте.
• Есть метки выравнивания (штифты или насечки).
• Параметры печати согласованы для обоих частей (температура, слой).

Шаблон для проектирования стыков (таблица-напоминание)

Частые проблемы и способы их решения

• Ошибка «модель не помещается» даже после сдвига: проверьте, не осталась ли часть меша за пределами осей X/Y. Иногда Rotate приводит к выходу по ширине.
• Неровный шов после склейки: шлифуйте кромки наждачкой, применяйте шпатлёвку и затем грунт/краску.
• Несовпадение размеров при пресс-фите: уменьшите диаметр штифта или увеличьте отверстие; варьируйте сырые параметры в нескольких тестах.
• Структурная слабость шва: увеличьте площадь склеивания, добавьте внутренние распорки или ребра жёсткости.

Когда разделение не лучший вариант (контрпримеры)

• Микроскопические детали, где швы будут визуально непривлекательны и создадут видимые границы.
• Модели, требующие полностью бесшовной поверхности (например, детали под оптическую обработку), где шов не поддаётся маскировке.
• Когда структура должна быть газонепроницаемой или жидкостойкой — в этих случаях швы создают риски протечек.

В таких ситуациях лучше переработать модель в CAD или использовать принтер с большим объёмом печати.

Альтернативные подходы вместо ручного разрезания

• Печатать на принтере с большим объёмом — прямой, но дорогой путь.
• Переработка модели в CAD: добавить встроенные замки и посадочные места перед экспортом.
• Использование служб печати (3D-печатные бюро) с промышленными машинами.

Мини-методология: как выбирать место разреза

1. Выбирайте незаметные плоскости (нижняя сторона, внутренние полости).
2. Ставьте шов там, где площадь склеивания максимальна.
3. Избегайте пересечения сложных декоративных элементов.
4. Если возможен, проектируйте замковые элементы заранее.

Критерии приёмки

• Две части совмещаются с отклонением не более допустимого зазора (например, 0.5 мм для визуальных моделей).
• Шов выдерживает заданную эксплуатационную нагрузку (ручное усилие, статическая нагрузка).
• Поверхность после финишной обработки соответствует визуальным требованиям.

Технические советы и настройки Cura для качественного шва

• Периметр: 2–3 периметра для прочности краёв.
• Заполнение: 15–30% для декоративных моделей; 40–100% если шов несёт нагрузку.
• Температура и адгезия: печатайте обе части на одинаковых настройках, чтобы избежать различий в размерах из-за усадки.
• Support Blocker: используйте для локального удаления опор рядом со стыком.

Проверка и верификация (тесты)

1. Печатайте тестовую полоску с тем же зазором 20–30 мм длиной, чтобы проверить посадку.
2. Тест на изгиб: соедините две тестовые пластины и приложите нагрузку вручную.
3. Визуальный контроль шва под увеличением.

flowchart TD
  A[Начало: импорт модели] --> B{Модель состоит из нескольких тел?}
  B -- Да --> C[Mesh Tools: Split model into parts]
  B -- Нет --> D[Ручной метод: определить плоскость разреза]
  D --> E[Scale/Move: скрыть половину]
  E --> F[Slice и Save верхней части]
  F --> G[Rotate и Slice нижней части]
  C --> H[Проверить ориентацию и параметры]
  G --> H
  H --> I[Печать и постобработка]
  I --> J[Сборка и контроль качества]
  J --> K[Готово]

Риски и меры предосторожности

• Механическая прочность шва — ограничивающий фактор; проектируйте крепления.
• Точность печати может различаться между партиями — печатайте обе части на одном принтере с теми же настройками.
• Работа с растворителями/ацетоном и эпоксидом требует вентиляции и средств защиты.

Локальные рекомендации для русскоязычных пользователей

• Единицы измерения: Cura использует mm; при необходимости указывайте эквивалент в дюймах (1 in = 25.4 mm) в заметках проекта.
• Клей и расходники: в магазинах доступны цианакрилат, эпоксиды и PVA; выбирайте клей по типу пластика (PLA, PETG, ABS).

Заключение

Cura даёт два простых и надёжных пути разделения моделей: автоматический плагин и ручной приём через масштабирование и сдвиг. Выбор зависит от структуры меша и финального требования к шву. Всегда планируйте место разреза заранее, добавляйте выравнивающие элементы и проверяйте посадку с небольшими тестовыми печатями перед финальной сборкой.

Ключевые действия: импорт → анализ меша → Mesh Tools или ручной разрез → настройка каждого фрагмента → печать → постобработка → соединение.

Фото автора: Sammy Ekaran