Jak vymodelovat a vytisknout tělo bojového robota

Existuje mnoho programů, od jednoduchých po profesionální. Pro začátek jsou skvělé:

• Autodesk Fusion 360: Velmi populární v komunitě stavitelů robotů. Pro hobby použití a startupy je zdarma. Je extrémně výkonný, ale zároveň má přívětivou křivku učení. Nabízí skvělé nástroje pro přesné modelování.
• Tinkercad: Zcela bezplatný a webový program, ideální pro úplné začátečníky. Pracuje se v něm skládáním a odebíráním základních tvarů (krychle, válce). Pro jednoduché šasi může stačit.
• Onshape: Další profesionální webový CAD s bezplatnou verzí pro veřejné projekty.

Nikdy nezačínejte modelovat „naslepo“. Nejprve musíte vědět, co všechno se do robota musí vejít.

1. Změřte si všechny komponenty: Vezměte posuvné měřítko a přesně změřte všechny díly, které půjdou dovnitř: motory, kola, regulátory otáček (ESC), přijímač signálu, baterii a hlavně váš zbraňový systém.
2. Vytvořte si „zástupné modely“: V CAD programu si vytvořte jednoduché kvádry a válce, které přesně odpovídají rozměrům vašich komponent. Pomůže vám to vizualizovat, kolik místa zaberou.
3. Rozmyslete si strategii: Bude to klín (wedge) určený k najíždění pod soupeře? Bude mít vertikální nebo horizontální rotační zbraň (spinner)? Tvar těla musí podporovat funkci robota.

S připraveným plánem je modelování mnohem snazší.

1. Začněte základnou: Vytvořte spodní desku robota.
2. Umístěte komponenty: Na základnu si vložte vaše „zástupné modely“ komponent. Uspořádejte je tak, aby byl robot dobře vyvážený a vše se vešlo. Nezapomeňte na místo pro vedení kabelů.
3. Vytvořte stěny: Kolem komponent postavte vnější stěny robota. Myslete na tloušťku – stěny musí něco vydržet. Pro antweight robota je dobrý začátek tloušťka stěny 3-4 mm.
4. Integrujte úchyty: Přidejte otvory pro šrouby, kterými přichytíte motory, a držáky pro baterii nebo elektroniku. Je dobré myslet na to, jak robota snadno rozebrat a opravit.
5. Navrhněte vrchní kryt: Tělo se často skládá ze spodní vany a vrchního krytu. Vymyslete, jak bude kryt držet – nejčastěji pomocí šroubů zapuštěných do těla.

Model musí být nejen funkční, ale i dobře tisknutelný.

• Vyhněte se velkým převisům: 3D tiskárna tiskne po vrstvách. Pokud vrstva přesahuje tu pod ní o více než 45-60 stupňů, bude potřebovat dočasné podpory, které se po tisku musí odstranit. Snažte se model navrhnout tak, aby podpor bylo co nejméně.
• Používejte zaoblení (fillets): Ostré vnitřní rohy jsou slabá místa. Jejich zaoblením výrazně zvýšíte pevnost dílu.
• Správná orientace: Už při modelování přemýšlejte, jak budete díl tisknout. 3D tištěné díly jsou nejslabší ve spoji mezi jednotlivými vrstvami. Díl by měl být orientován tak, aby očekávaná síla nárazu nešla ve směru, který by mohl vrstvy od sebe odtrhnout.
• Export do STL nebo 3MF: Až budete s modelem spokojeni, exportujte ho do formátu STL nebo 3MF. To jsou standardní formáty, kterým rozumí software pro přípravu tisku.

Materiál je naprosto klíčový pro odolnost robota.

• PLA/PLA+: Skvělé pro tisk prvních prototypů. Snadno se tiskne, je levné, ale poměrně křehké. Pro boj není ideální.
• PETG: Velmi populární volba. Je pevnější a pružnější než PLA, takže lépe snáší nárazy. Je to skvělý kompromis mezi cenou, snadností tisku a odolností.
• TPU (flexibilní filament): Extrémně odolný a pružný materiál. Dokáže pohltit obrovské množství energie z nárazu. Některé špičkové roboty mají celé šasi z TPU. Tisk je ale pomalejší a náročnější na správné nastavení tiskárny.
• Nylon nebo Nylon plněný karbonovými vlákny (CF-Nylon): Absolutní špička v odolnosti. Je extrémně houževnatý a pevný. Jeho tisk je ale náročný – vyžaduje vysoké teploty a často i speciální tvrzenou trysku.

Doporučení pro začátek: Začněte s PETG. Až získáte zkušenosti, můžete experimentovat s TPU nebo Nylonem.

Software zvaný „slicer“ (např. PrusaSlicer, Cura) převede váš STL model na instrukce pro tiskárnu (G-code). Zde nastavujete klíčové parametry pro pevnost:

• Výška vrstvy: Nižší vrstva (např. 0.2 mm) znamená pevnější spojení, ale delší tisk.
• Počet perimetrů (stěn): Toto je nejdůležitější nastavení pro pevnost! Místo standardních 2 stěn nastavte alespoň 4-6. Většina pevnosti dílu je ve vnějších stěnách, ne ve výplni.
• Výplň (Infill): Nastavte vysokou hustotu, ideálně 50-100 %. Jako vzor výplně je skvělý „Gyroid“, protože je pevný ve všech směrech.
• Orientace dílu: Jak jsme zmínili výše, položte díl na virtuální podložku tak, aby vrstvy ležely kolmo na směr očekávaných nárazů. Například klín (wedge) se tiskne „na stojato“, ne naplocho.

1. Připravte tiskárnu: Ujistěte se, že máte čistou a dobře přilnavou tiskovou podložku.
2. Spusťte tisk: Tisk pevného šasi může trvat i mnoho hodin. Buďte trpěliví.
3. Dokončení: Po vytištění nechte díl vychladnout, opatrně ho odstraňte z podložky, odstraňte případné podpory a začistěte hrany.
4. Sestavení: Namontujte všechny komponenty. Je možné, že budete muset některé otvory pro šrouby lehce protáhnout vrtákem, což je zcela normální.

Klíčová rada na závěr: Váš první návrh téměř jistě nebude dokonalý. Nebojte se iterovat! Postavte robota, jděte bojovat, zjistěte, co se zlomilo, a na základě toho vylepšete model a vytiskněte novou, odolnější verzi. Právě v tom je krása 3D tisku.