Советы по выбору 3D-принтера
В обзоре 3D-принтеров обозначены основные технические характеристики моделей, которые надо учесть при выборе. Чтобы не прогадать, надо заранее определиться с оптимальными параметрами устройства, отталкиваясь от назначения принтера и масштабов его применения.
#1. Технология печати
Большинство моделей любительского уровня используют технологию FDM (FFF или PJP). На втором месте по популярности – SLA (лазерная стереолитография).
Технология FDM
Принцип работы заключается в расплавлении пластиковой нити и ее послойной укладки.
Слои пластика накладываются послойно, формируя смоделированную ранее фигуру. По сути, изделие состоит из горизонтальных сечений
Достоинства FDM принтеров:
- невысокая стоимость;
- доступность расходников;
- разнообразие подходящих термопластиков;
- хорошая скорость печати.
Недостаток – меньшая точность по сравнению с фотополимерными принтерами.
Технология CJP
Цветная струйная печать. Это разработка компании 3D Systems, позволяющая создавать многоцветные изделия.
Порошкообразный материал тонким слоем (0.1 мм) наносится на рабочую платформу. Через сопло подается жидкий связующий состав. После – платформа опускается, формируя первый слой. Цикл повторяется, пока изделие не будет готово.
В таких принтерах установлены головки с несколькими соплами для подачи разноцветных связующих материалов
Особенности CJP принтеров: высокоточная, многоцветная печать и высокая стоимость – дороговизна самих принтеров и их обслуживания.
Технология SLA
Лазерная стереолитография основана на применении фотополимерных смол. В емкости с фотополимером расположена двигающаяся платформа.
Рабочий лазерный луч буквально вычерчивает на поверхности жидкой смолы контуры слоя – материал твердеет, а платформа постепенно погружается. Процесс повторяется слой за слоем.
Основной плюс технологии – высокая точность. SLA принтеры востребованы в ювелирном и стоматологическом деле
Минусы: высокая стоимость, низкая скорость печати.
#2. Кинематическая схема
Кинематика говорит о том, как устроен принтер, как осуществляется перемещение печатающей головки. Кинематическая схема определяет точность печати и надежность конструкции в целом.
XY-Head Z-Bed
Экструдер движется по осям XY, рабочая поверхность по вертикали – оси Z. Это самая распространенная схема для 3D принтеров.
В этой кинематике достигается высокий показатель точности позиционирования, а значит, и качества печати.
Схема XY-Head Z-Bed компактна. На ее основе часто производят агрегаты с закрытым корпусом
XZ-Head Y-Bed
Перемещение экструдера по осям XZ, движение стола – по оси Y. Популярная реализация схемы – конструкция Prusa. Вертикальная жесткая рама с экструдером, приводом оси Z с двумя двигателями.
Минусы XZ-Head Y-Bed:
- невозможность использования закрытого корпуса;
- замедление процесса печати из-за громоздкости конструкции;
- вероятность смещения слоев относительно друг друга – явление Z-wobbing.
Этот вариант печати используется в бюджетных объемных принтерах. Он популярен благодаря простоте технологии и доступности ее реализации. Однако из-за недостатков преимущественно востребован начинающими.
Delta
У delta-принтеров три направляющих на линейных приводах. Каждой «руке» задается определенное значение подъема по оси. Для расчета команд применяется тригонометрическая функция. Такой подход позволяет точно позиционировать экструдер.
Для изготовления delta-принтеров требуется небольшое количество деталей, поэтому их себестоимость невысока, а рыночная стоимость доступна
Преимущества Delta схемы:
- хорошая скорость печати;
- компактность;
- удобство печати вертикальных изделий;
- низкая вероятность искажений.
Использование сложных вычислений для определения траектории головки требует подключения для работы более мощных процессоров. Для печати двумя экструдерами необходим переход на электронику с 32-битными процессорами.
Дополнительная сложность заключается в калибровке. Из-за неподвижной платформы она затруднена. В дорогих моделях проблема решается использованием системы автокалибровки.
#3. Габариты камеры
Размеры камеры определяют максимальные габариты печатного изделия. Домашние 3D-принтеры настольного типа с областью печати от 10-15 см по каждой оси.
Малогабаритная печать отличается высокой точностью и детализацией. Время изготовления такой поделки тоже выше
Чтобы достичь нужного качества на габаритных агрегатах, придется пожертвовать скоростью печати.
#4. Материал для печати
Выбор материала ограничивается реализованной технологией, а также возможностями конкретного принтера. Многие принтеры поддерживают работу более чем с одним материалом.
Распространенные варианты:
- ABS. Недорогой материал с широким температурным диапазоном эксплуатации (-40°С…+90°С), устойчивостью к деформациям, влаге, агрессивным жидкостям. Минусы: токсичность при нагреве, чувствительность к солнцу, шершавая поверхность готовых изделий.
- PLA. Экологически безопасный, биоразлагаемый материал. Имеет низкую температуру нагрева, не липнет к столу. Минусы: хрупкость и высокая стоимость.
- Фотополимерная смола. Характеристики зависят от состава – есть широкое разнообразие фотополимеров, которые отличаются скоростью застывания, чувствительностью к свету и вязкостью.
- Нейлон. Требует высоких температур для плавления, при нагреве выделяет вредные вещества. Склонен накапливать влагу с последующей потерей прочности. Плюс – «мягкость» изделия, легкость и прочность. Применим для печати шин и протезов.
- Flex. Основа термопластика – полиуретан. Плюсы: гибкость, эластичность, устойчивость к ударам, агрессивным жидкостям, долговечность, износостойкость. Использование для FDM-печати требует специальных настроек.
Менее популярные материалы: Wood с мелкой древесной пылью, прочный и надежный поликарбонат, композитный Carbon из углеродных волокон.
#5. Количество экструдеров
Бытовые модели оснащены одним экструдером. В более продвинутых агрегатах – два и больше. Наличие нескольких сопел расширяет возможности печати, но ведет к увеличению ценника на принтер.
Два экструдера позволяют печать разноцветные фигурки, создавать опоры под детали. Функционал зависит от степени технической сложности объемного принтера
#6. Функциональные возможности
Наиболее популярные практичные дополнительные функции 3D-принтеров:
- Подогрев стола. Функция актуальная для FDM/FFF принтеров. Подогреваемая платформа обеспечивает равномерное, плавное остывание материала – риск деформации готового изделия снижается.
- Сканирование. Трехмерный сканер, встроенный в принтер, создает «цифровые слепки». На их основе 3D принтер может воссоздать копию. Не надо выстраивать модель в программе, достаточно иметь образец для копирования.
- Встроенная камера. Возможность отслеживания рабочего процесса. Может быть, как фото, так и видеосъемка.
- Дисплей. На экране отображаются данные о ходе работы, состоянии принтера, выводится дополнительная служебная информация.
- Сенсорный экран. Делает управление прибором максимально удобным.
Хорошо, если предусмотрено возобновление прерванной печати. Особенно актуально, если принтер работает только в строго отведенное время. Пригодится такая функция и при отключении электроэнергии.
Выводы по теме
Чтобы понять, какой из 3D-принтеров лучше купить, необходимо проанализировать технические характеристики, оценить конструктивные особенности и учесть функциональные возможности агрегата.
Не стоит спешить с приобретением, если есть сомнения по поводу какого-либо параметра. Лучше заранее взвесить все за и против, продумать, для каких целей будет использоваться принтер, сопоставить стоимость и расходы на обслуживание с отведенным на покупку бюджетом.
Есть опыт применения принтера из нашего рейтинга? Пожалуйста, поделитесь с читателями вашими аргументами выбора и нюансами использования печатного оборудования. Оставлять комментарии и вопросы к статье можно в форме, расположенной ниже.
