В данном обзоре я продемонстрирую, как при помощи 3D печати можно изготовить качественную модульную систему ножен, имея базовые навыки моделирования, немного пластика PETG и принтер XYZprinting da Vinci Super

Содержание статьи:
1. Вводная
2. Постановка проблемы и варианты её решения
3. Моделирование
4. Процесс печати
5. Результат
6. Заключение


1. Вводная
Всем доброго времени суток. Сразу оговорюсь, что я ни в коем случае не поощряю использование оружия в каком-либо виде. Ваш докладчик занимается тактико-спортивной подготовкой в условиях максимально приближенных к реальным боевым и регулярно сталкивается с необходимостью модификации и подгонки собственного снаряжения с целью обеспечения его максимальной эффективности и собственной безопасности.

Зачастую самое простое решение проблемы может оказаться далеко не классическим и не общепринятым.

2. Постановка проблемы и варианты её решения:
Меня абсолютно не устраивают стандартные ножны из базовой комплектации ножа Tanto Lite от Cold Steel, так как:
а. Они сделаны из плотной ткани, а это значит сильный износ в короткий промежуток времени;
б. Нож никак не фиксируется и при перевороте ножен гарантированно выпадает (совсем не горю желанием при занятии позиции лёжа наделать в себе новых дырок)
в. Нож в стандартных ножнах посажен очень глубоко (в том числе большая часть рукояти ножа находится внутри ножен), и, как следствие, его невозможно оперативно достать в стрессовой ситуации;
г. Возможности модификации ножен крайне ограничены.

Вариантов решения проблемы несколько:
1. Приобретение другого ножа с другими ножнами - сразу отметаю, т.к. текущее железо меня более чем устраивает;
2. Для ножа стоимостью до 5т.р. будет как минимум странным и экономически нецелесообразным изготовление ножен на заказ, которые примерно вдвое увеличат его стоимость;
3. Изготовление ножен самостоятельно:
3.1. Классическим способом
3.2. С использованием 3D печати

Рассмотрим более подробно изготовление ножен классическим способом:
а. Для этого необходимо два куска дерева
б. Выточить в них нишу под клинок
в. Собрать воедино
г. Затянуть изделие в кожу

Изготовление ножен при помощи3D печати:
а. Создание 3D модели клинка;
б. Создание 3D модели ножен;
в. 3D печать;
г. Сборка;
д. Тюнинг.

Мой выбор остановился на 3D печати, так как:
а. У меня нет никакого инструмента для работы с деревом;
б. Необходимо найти кожу и уметь с ней работать, а так же доработать фиксаторы ножа и т.п.
в. Ножны спроектированные самостоятельно можно сделать модульными с возможностью легкой замены креплений под различные нужды (повседневное ношение на ремне или скрытое под верхней одеждой по аналогии с кобурой пистолета, специальный крепеж на разгрузочный жилет или бронежилет, фиксация на ноге).

3. Моделирование:
Никогда прежде не занимался моделированием, поэтому задача была найти простенькую понятную программу требующую минимум опыта. Конечно, можно было потратить несколько дней/недель, чтобы изучить такой софт как AutoCad, Компас, Blender и тому подобное, но всё-таки хотелось "быстро и сейчас". Выбор пал на онлайн 3D редактор начального уровня (для детей и учителей) TinkerCAD. Четырех первых видео уроков с Youtube от компании АМ-КОР хватило более чем.

Сначала я изготовил прототип самого клинка, сразу добавил допуски по ширине обуха в 600мкм, длине в 5мм, и ширине клинка в 1мм

Затем откопировал эту модель, увеличил её и расположив одно в другом вырезал. Сразу учитывая, что конструкция будет модульная подумал об отверстиях для крепежа (М4, с возможностью установки в эти же пазы М3) и углублениях посадки под головки крепежа, дабы собранный образец не цеплял одежду. Разрезал модель пополам с шагом 0,4мм (под сопло экструдера используемого принтера).

Добавил отверстия под модуль крепления и сам модуль крепления.

Учитывая, что это моя первая 3D модель - 5 часов потраченного времени, с учётом видео-уроков, - не так уж много.


4. Процесс печати

Итак, теперь мы можем приступить непосредственно к печати на 3D принтере. В моем распоряжении был 3D принтер Da Vinci Super от XYZPrinting (Тайвань). Данную модель можно распечатать на любом 3D принтере с областью печати от 200*200*200 (см. размеры модели) и кушающим PET-G (у ABS очень большая усадка и играться с допусками неделю не очень хотелось, с учётом того, что PET-G не уступает ABS'у в прочности и другим параметрах).

а. Печатаем первый прототип, расположение ножен вертикальное. Печать сразу 2-х половинок. Запускали 2 раза, но т.к. конструкция достаточно высокая (160мм) и имеет очень маленькое основание - её отрывало от стола.

Такое расположение было выбрано, т.к. принтер имеет отличное позиционирование по XY осям и может максимально точно воспроизвести все линии и плавный переходы под клинок. Проверяем не накосячили ли с допусками - всё ок. В собранную часть нож входит, правда немного с трудом под конец.

Ок. Попробуем распечатать разъединив половинки и положив их плашмя:

Печать была успешно завершена. Т.к. это тестовая модель - печать ведется на PLA при слое 0,3мм. Качество внутренней части под клинок нам явно не подходит, не хватает точности по высоте. Что делать?

Попробуем расположить модель так же, как она была расположена в программе на стадии проектирования?

Белиссимо! Теперь внутренняя поверхность получилась "на ура".

И с отверстиями всё в порядке. Собираем, тестируем - клинок входит полностью, но не фиксируется внутри, слегка выпадает. Ничего страшного у PET-G усадка чуть побольше чем у PLA.

Пускаем на печать предфинальную модель уже на PET-G пластике, со слоем 0,2мм:

Внутренняя поверхность просто превосходна. А вот сами половинки повело. Клинок конечно входит, но с таким не походишь. У оружия всё должно быть идеально подогнано, чревато знаете ли.

Выход был найден легко. Печатаем половинки по отдельности:

Собираем, просто Бомба! Нож не выпадает, но и уже не застревает в модели. Сразу собираем элемент крепежа и подготовленную лямку.

Время печати всего изделия по отдельности - 8 часов на слое 0,2мм.

Видео с тестов прилагаю:
https://youtu.be/w6NYkTHrTc4

Ножны получились отличные и полностью меня устраивают, но к сожалению у них есть один существенный минус – они напечатаны из ярко-синего пластика PET-G от XYZprinting – это красиво, но сильно привлекает внимание.

Дальнейших путей развития события я вижу несколько:

а. Обработка и покраска имеющегося образца (и наверное я так и поступлю – интересно, что получится)

б. Печать из черного материала (но болты у меня серебристые, или красить их по месту или покупать воронёные).

в. Обшить уже имеющийся образец кожей, на которую нанести оригинальный рисунок с помощью лазерного гравера который можно установить вместе экструдера на имеющийся 3D принтер.


P.S. Автор доработал модель и теперь она толщиной 11мм. Новость будет дополнена с фотографиями итоговой печати, а так же устроим стресс тест.


Автор: Беляев В.В.