Как выбрать 3D-принтер?
3D-принтеры создают впечатление машин будущего. В то же время их историю начали писать в конце 19 века, когда по аналогичной технологии создавались типографские 3D-карты. Спустя сто лет появились первые патенты и начались масштабные разработки.
Сегодня технология трехмерной печати постепенно проникает во все сферы человеческой деятельности. Будь то производство строительных материалов, компьютерных компонентов или даже замены суставов, возможностей просто нет. Кроме того, из-за улучшения производственных процессов цена на принтеры упала настолько, что даже небольшие компании или обычные пользователи могут позволить себе их покупать.
Поскольку количество разнообразных моделей постоянно увеличивается, мы подготовили для вас наш материал — Как выбрать 3D-принтер. Мы объясним вам, как на самом деле работают эти машины, и познакомим с основными параметрами для их правильного выбора.
Как работает 3D-принтер?
Мир 3D-принтеров сложен, поэтому первую часть статьи мы посвящаем описанию принципов работы. Считаем очень важным продумать выбор оптимального типа устройства в зависимости от используемой технологии печати.
Обязательно выберите подходящее техническое решение, так как оно дает дополнительные возможности печати. Ключевым критерием является также материал, из которого «пишет» принтер. Можно использовать несколько видов пластика. Не забывайте размер области печати, который является пределом размера получаемых продуктов.
Наиболее важные параметры включают уровень печати и используемую систему координат. Относительное перемещение двух или трех осей определяет эффективность и скорость работы. Не пренебрегайте дополнительным оборудованием и другими параметрами печати при покупке.
Принцип работы 3D-принтера
Вы когда-нибудь задумывались, как напечатать что-нибудь трехмерное? Принцип работы классических принтеров понятен, по сути это автоматическая простая печать. Но как возможно, имея простой компьютер, на котором вы задаете несколько команд и через несколько десятков минут вы держите в руках физический объект?
Когда 3D-печать только зарождалась, все изобретатели строго хранили свои технологии. Это привело к развитию целого ряда различных технологий. Основной принцип прост: вы предоставляете принтеру цифровую модель необходимого объекта и производственный материал.
Технологии различаются в зависимости от того, какой процесс использует принтер. Также существуют разные типы подходящих материалов.
Тип технологии
Результат 3D-печати всегда выглядит одинаково, но путь, ведущий к нему, — может быть разный. К сожалению, в статье нет места, чтобы рассмотреть все возможности. Итак, опишем хотя бы самые распространенные технологии. Они называются FDM, SLA и SLS.
- FDM (Fusion Deposition Modeling) — тонкая полоска материала плавится при температуре 200 °C в видимых слоях, качество зависит от материала и уровня принтера. Обычно отличается более низкой ценой.
- SLA (стереолитография) — постепенное отверждение материала с использованием света разных длин волн, высокое разрешение, чистота получаемого объекта, высокая стоимость оборудования и материала. Эта технология самая старая.
- SLS (Selective Laser Sintering) — как вы уже догадались по названию, эта технология использует лазер для спекания материала. В данном случае материал имеет форму порошка, поэтому эти принтеры иногда называют «пылью».
Многие индивидуальные параметры являются производными от этих технологий. Однако, как отдельные лица, так и небольшие компании, вы почти всегда будете сталкиваться с первой системой. Причина в том, что цена его приобретения и эксплуатации в несколько раз ниже. Поэтому мы сосредоточимся исключительно на технологии FDM.
Технологические решения
Это еще один важный вопрос, на который следует ответить перед покупкой. Существует два различных варианта — с открытым исходным кодом и проприетарный дизайн.
Открытый исходный код, то есть открытое решение, облегчает работу мастерам и школам. Вся документация и принцип работы находятся в свободном доступе, и каждый может модифицировать и улучшать свое устройство по своему желанию. Вы можете купить запчасти у нескольких разных компаний, что положительно сказывается на их доступности и более низкой цене.
Закрытое решение дадут вам уверенность в том, что вы точно знаете, что покупаете. Производитель гарантирует адекватный уровень печати и используемых материалов. С лицензией с открытым исходным кодом вы можете приобрести устройство, носящее имя известной компании, но никогда нельзя быть уверенным, что оно не подвергалось модификации перед продажей, которая снизила уровень.
Закрытое решение работает как классическая бизнес-модель — все технические характеристики лицензированы производителем, без ведома которого они не могут быть изменены.
Поэтому понятно, что более крупные компании или медицинские учреждения стремятся к закрытому решению. Частные лица и ИТ-любители, предпочитают Open Source, что дает им больше возможностей для самореализации.
Материалы для 3D-принтера
При покупке обратите внимание на различные типы поддерживаемых пластиков. 3D-принтеры работают исключительно с ними. Однако существует ряд видов пластмасс с разными свойствами и сферами применения:
- АБС — низкая цена, высокая термическая и механическая стойкость, низкое водопоглощение, при плавлении образуются вредные пары, из-за плохой адгезии необходима грелка, для производства функциональных вещей
- PLA — биоразлагаемый, дешевый, плавкий при низких температурах, пригоден для визуализации, не очень устойчив к механическим и термическим повреждениям, засорению форсунок
- ПЭТ — более высокая цена, прочность, стабильность, низкое тепловое расширение, оптимальное сочетание положительных свойств обоих более дешевых материалов.
- Laywood — PLA с добавлением древесины, высокая цена, более роскошный внешний вид продукции, цвет зависит от способа печати.
- Нейлон — высокая цена, плавкий при очень высоких температурах, прочный и гибкий.
- ABS и PLA наиболее широко используются в мастерских, а PET занимает прочное место в более роскошных операциях. Это связано с сбалансированным соотношением цены и качества, а также функциональностью всех моделей принтеров.
Обращайте внимание на отрицательные свойства отдельных веществ и всегда выбирайте их с учетом формы и назначения продуктов.
Как и в случае с обычными принтерами, производители часто поддерживают только оригинальные картриджи. Их качество точно такое же, как и у небрендовых вариантов, но надбавка к цене часто увеличивает цену до трех раз.
Последнее, что нужно учитывать при использовании картриджей, — это их относительно низкая долговечность. Некоторые материалы со временем разбухают и разрушаются. Поэтому, если вы печатаете только от случая к случаю, постарайтесь приобрести нужное количество носителя, чтобы потом не выбрасывать его.
Размер области печати 3D-принтера
Размер области печати также играет роль. Планируете ли вы, чтобы можно было печатать большие объекты? Вам лучше обратить внимание на эти характеристики, поскольку принтеры меньшей площади работают значительно лучше, чем «гиганты».
Существенные ограничения исходя из свойств самих пластмасс. Из-за высоких температур и последующего охлаждения они склонны скручиваться и деформироваться, поэтому слишком большой кусок необратимо деформирует всю работу. Хотя грелка помогает поддерживать стабильную температуру, она также не гарантирует стопроцентного результата.
Как правило, мы рекомендуем покупать больше устройств меньшего размера, чем одно большое. С одной стороны, вы сэкономите немалую сумму денег, а с другой стороны, вы будете печатать намного эффективнее.
Одновременно несколько принтеров могут обрабатывать детали, которые затем склеиваются. Такая процедура намного лучше, чем ждать десятки часов изготовления огромной коробки, чтобы впоследствии вы обнаружили, что результат совершенно бесполезен из-за деформации материала.
Качество и скорость печати 3D-принтера
Под качеством печати мы понимаем точность, которая указывается в микронах. Микрон равен 0,001 мм, поэтому, если производитель заявляет точность до 20 микрон, вы легко можете преобразовать ее в 0,02 мм. По сути, это высота одного слоя, который должен быть как можно меньше.
Рассчитывайте на то, что наш мозг способен точно различать слои высотой до 0,05 мм. Выше этого предела предметы выглядят для нас идеально, при условии, что принтер работает с достаточным качеством.
Однозначно не пренебрегайте скоростью работы. Обычно это около 100 мм/с, что является действительно надежным числом. Однако будьте осторожны, чтобы высокие скорости не достигались в ущерб качеству. Что толку от мгновенно сделанного объекта с большим количеством неровностей и плохо напечатанными краями?
Всегда запрашивайте тестовую распечатку при покупке! Если продавец этого не предоставляет, вероятно, он пытается что-то скрыть. Как минимум, у него должен быть образец результата работы той или иной модели, чтобы можно было составить соответствующее представление.
Диаметр сопла
Еще один качественный критерий — диаметр сопла, которым слои наносятся друг на друга. Стандартный диаметр начального сопла почти всех принтеров составляет 0,4 мм. Однако на рынке вы найдете сопла меньшего и большего размера, и их замена займет всего несколько минут.
Основное правило — высота слоя не должна превышать 80% диаметра сопла. Таким образом, если вы используете обычную насадку 0,4 мм, высота слоя должна составлять максимум 0,32 мм. Однако чем больше размер используемой насадки, тем выше можно наносить слои, что может значительно ускорить вашу работу.
Но мы должны предостеречь вас от печати на наклонных поверхностях. Из-за высоких слоев на вашем творении могут появиться неровности и другие неточности.
Напротив, для лучшего разрешения вы будете использовать сопла меньшего размера. Их преимущества очевидны при использовании битых предметов и, например, при печати текста.
Так что, если вы хотите напечатать визитку, сопло диаметром 0,25 мм подойдет вам лучше. Это также избавит от морщин, если вам нужно распечатать опоры для печати сложного объекта, который вы удалите позже. Это связано с тем, что с помощью этой форсунки легко снять опоры и значительно меньше повредить распечатку.
С другой стороны, мы должны предупредить вас о повышенном риске засорения форсунки. Поскольку из-за засорения сопла на отпечатке остается зазор, вам необходимо его очистить. При печати более простых, например квадратных объектов, точность более или менее одинакова, поэтому меньший диаметр сопла является рискованным и ненужным.
Диаметр сопла (0,6 мм, 1 мм) и (0,25 мм)
Преимущества
- Более быстрая печать
- Меньше засорения
- Большая точность
- Подходит для печати текста
- Легко снимаемые опоры
Недостатки
- Сложнее убрать остатки
- Более медленная печать
- Проще засоряются
Система координат 3D-принтеров
Печать требует взаимодействия трех печатающих головок, которые своим движением участвуют в производстве. Для их движения используются четыре разные системы, различающиеся принципом действия, но и эффективностью:
Декартовая — аналогично 2D-принтерам, оси X, Y, Z, головка движется вверх и вниз, прокладка вперед и назад, подходит для печати небольших объектов
Дельта — оси X, Y, Z, экструдер (сопло), подвешенный на 3-х рычагах, печать узких и высоких объектов, более высокая цена
Полярная — две оси для движения головы и омывателя, простой в сборке, сложный в эксплуатации, подходит для форм ваз.
Scara — два робота или одна шарнирно-сочлененная рука для управления экструдером, простота сборки, значительный потенциал на будущее, высокая цена.
Дополнительные параметры 3D-принтера
В самой печати играет роль не только форма окончательной модели, но и ряд дополнительных параметров. Однозначно не стоит пренебрегать ими при покупке, так как они значительно расширяют ваши возможности или способствуют успешному ходу работы. Стоит упомянуть несколько из них:
- Беспроводная работа — хранение информации во внутренней памяти, возможность выключения ПК после печати, подключение через Wi-Fi или LAN
- Камера с подогревом или подушечка — ограничивает охлаждение пластика во время печати, предотвращает его растрескивание
- Одновременная печать нескольких материалов или цветов — два и более сопел с отдельными настройками
- Программное обеспечение для управления принтером.
Где можно применять 3D-печать?
Пищевая печать — в этом случае у вас есть начинки в виде теста, шоколада или сыра в отдельных форсунках. Это может показаться безумным, но НАСА, например, разрабатывает идею снабжения астронавтов в дальних путешествиях.
Еще одно интересное применение — производство такой же, но более мягкой пищи для людей. В мире есть даже несколько ресторанов, где подают печатные блюда.
Художественная печать — она появилась в конце прошлого века, но пережила бум только в настоящее время. В 2012, 2013 и 2014 годах проводилась выставка 3D Printshow, на которой были представлены не только достижения прессы в области здравоохранения, транспорта и других серьезных областях, но и в скульптуре, дизайне или индустрии моды.
Сегодня мы уже можем выделить несколько художественных жанров, от стремления максимально точно передать реальность через трепет эмоций до целенаправленной деформации.
Где взять модели для 3D-печати?
Как мы уже упоминали в начале статьи, принтеру нужна цифровая модель, по которой он создает реальный предмет. Найти модели можно несколькими способами.
Скачать из интернета. Вариант, который больше понравится новичкам. Вы можете скачать целые базы данных моделей. Самый крупный из них, Thingiverze, также бесплатен.
Читайте: Creality Ender 3 Pro 3D принтер для дома
Еще одно преимущество — это сообщество, созданное вокруг баз данных. Тем более, что вы найдете перед собой человека, который уже скачивал какую то модель и будет готов дать вам совет.
Смоделируйте сами. Со временем вам нужно будет создать что-то очень конкретное. В этом случае вам доступны различные программы. Опять же — многие из них бесплатны. Примеры: FreeCAD, SketchUp Free или 3D Paint.
Сканируйте с помощью 3D-сканера. Периферийный вариант, для которого необходимо дополнительное оборудование. К тому же 3D-сканер не из самых дешевых устройств, его цена может исчисляться десятками тысяч рублей. Однако не исключено, что он найдет своих пользователей среди любителей 3D-печати.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
