Главные характеристики 3D-принтера

Начиная свой путь в 3D-печати, нужно знать, как правильно выбрать принтер. Чтобы не мучиться с выбором, стоит сначала изучить характеристики данного устройства. Углубиться в терминологию и методы печати, и только после этого думать над покупкой подходящей модели.

Знание параметров устройства позволит понять, какой тип принтера закроет ваши задачи. Насколько сложно или легко на нем работать, себестоимость изготовления конечного изделия. Все эти тонкости сузят круг моделей и брендов. Кроме этого, знание теории убережет от практических ошибок в будущем. Рассмотрим самые основные типы принтеров, их характеристики, а также сопроводительный софт.

Оглавление

• Технология печати
• Камера для печати
• Область печати
• Экструдер
• Точность позиционирования осей
• Диаметр нити
• Высота слоя
• Скорость печати
• Точность, разрешение и повторяемость печати
• Подогрев и температура платформы
• Печатающие головки
• Софт
• Интерфейсы
• Габариты
• Таблица с диапазонами хар-к современных популярных 3D-принтеров

Технология печати

В рамках данного материала мы рассмотрим две самые популярные технологии, которые применяют при проектировании и разработке 3D-принтеров. Каждая из них имеет свои плюсы и минусы.

Технологии:

1. FDM – метод многослойного наплавления пластика. Пожалуй, самая распространенная технология на сегодня. Трехмерные модели печатают методом подачи тонкой нити пластика (филамента) из бобины. Материал попадает в печатную головку (экструдер), где происходит нагревание филамента и его дальнейший перенос на рабочий стол. Так слой за слоем образуется будущая модель. Плюсы FDM: дешевые расходники, неприхотливая техника. Минусы: нужно много постобработки, частые дефекты печати.
2. SLA – метод лазерной стереолитографии. Более дорогая, но тоже распространенная технология. Модель получается в ходе обработки тонкого слоя фотополимера (смолы) лазером. После «схватывания» смолы происходит ее полное затвердевание при воздействии атмосферного воздуха. Плюсы SLA: достаточно высокая точность изготовления, минимум постобработки. Минусы: довольно дорогие расходники, регулярное обслуживание принтера.

В рамках данного материала мы будем рассматривать в основном характеристики FDM-устройств, так как они более распространены на рынке.

Принтеры типа FDM подходят для частного моделирования, изготовления простых деталей, которые не используют в сложных конструкциях. Чаще всего это домашние или офисные устройства. Аппараты типа SLA используют в более сложных и точных работах. Например, в стоматологии или ювелирном деле. Там, где нужна точность, а стоимость расходных материалов не играет большой роли.

Камера для печати

Пространство, где происходит построение модели. В некоторых принтерах камера печати отсутствует как таковая. В этом случае принято говорить об объеме рабочего пространства. По данному параметру можно различить два типа камер:

1. Открытого типа. Такое исполнение можно встретить на FDM-устройствах. По сути, это просто рабочее пространство. Когда печатная головка находится в свободном движении и ограничена только ходом осей.
2. Закрытого типа. Такое исполнение можно увидеть на SLA-принтерах. Печатная головка и ванночка с фотополимером находятся внутри пластикового или металлического кожуха. Чаще всего в устройстве есть смотровые окна с разных сторон, чтобы можно было наблюдать за процессом построения модели.

Камера для печати закрытого типа нужна для предотвращения попадания пыли, грязи и прочего сора в печатное пространство.

Область печати

Здесь все просто. Это физическое пространство по осям X, Y, Z, в которых можно построить модель на данном принтере. Имеется в виду максимальные значения по указанным осям в см или мм. Пример обозначения: 240 × 215 × 230 мм.

Экструдер

В нем происходит нагревание филамента и его подача на рабочий стол. Термин «экструдер» относится к FDM-печати. Узел состоит из двух частей – электромеханической, которая подает пластиковую нить и хотэнда – нагревающего устройства. В современных FDM-устройствах принято различать два типа экструдеров:

1. Типа Direct. Подающее устройство находится внутри узла печати. Это понижает скорость работы, но дает меньшее количество дефектов печати.
2. Типа Bowden. Подающее устройство находится вне узла печати. Скорость и точность выше, но могут появляться частые дефекты.

Точность позиционирования осей

Этот параметр отвечает за качество печати. Чем точнее позиция экструдера в рабочем пространстве, тем достоверней получится модель. Точность задается по трем основным осям в миллиметрах. В идеале нужно искать принтер с минимальными допусками среди других моделей.

Диаметр нити

Обычно пластиковая нить подается с катушки (бобины). Она имеет собственные эксплуатационные характеристики. Среди прочих – диаметр нити. Его нужно выбирать исходя из аналогичного параметра принтера. Вернее, показателей экструдера.

Существует два стандарта нитей:

• 1,75 мм – современный стандарт, который используют в большинстве актуальных моделей принтеров;
• 2,85 мм или 3,00 мм – морально устаревший размер, который используют в основном в принтерах с экструдерами типа Bowden.

Высота слоя

Показатель, указывающий на толщину слоя. FDM-принтер строит модель снизу вверх, укладывая слой за слоем. Данный показатель находится в пределах от 50 до 150 микрон. Чем меньше данный параметр, тем большее количество времени потратит принтер на построение модели.

Некоторые производители ставят показатель менее 50 микрон. Однако практика показывает, что даже самые взыскательные и амбициозные проекты можно сделать при установке параметра в пределах от 0,1 до 100 микрон.

Скорость печати

Данный параметр чаще всего волнует умы печатников. Он измеряется в пройденном пути (мм) печатной головки за одну единицу времени (сек.). Современные устройства могут похвастать скоростями от 40 мм/с до 150 мм/с.

Стоит учитывать, что максимальная скорость печати – это относительное понятие. Производитель получает этот параметр на прямых участках печати при идеальных условиях. Например, при изготовлении тестового кубика.

Нужно понимать, что скорость печати напрямую влияет на ее качество. Чем выше данный параметр, тем большее количество ошибок может возникать в процессе работы принтера.

Точность, разрешение и повторяемость печати

Первое понятие относится к точности позиционирования. То есть к физической привязке расположения печатной головки в пространстве. Чем выше точность, тем больше реальная модель соответствует тому, что вы видите на экране слайсера.

Разрешение FDM-принтера зависит от диметра сопла. Более узкое сопло дает меньшую точку плавления и, как следствие, лучшее разрешение. У SLA-аппаратов разрешение зависит от величины пятна лазера.

Повторяемость – это величина, которая показывает среднее значение отклонения рабочего стола от сопла экструдера по трем основным осям. Данные вносят в слайсер, чтобы повысить качество печати. Эту характеристику необходимо учитывать, так как механика устройства может давать люфты и погрешности.

Информацию о разрешении позиционирования и повторяемости позиционирования производители LCD принтеров обычно не указывают

Подогрев и температура платформы

Данная опция всегда влечет за собой удорожание FDM-принтера. Но она значительно упрощает работу с ABS-пластиком. Стол может иметь регулировку нагрева. Таким образом можно найти оптимальную температуру, чтобы избежать дефектов печати и работать с нормальной скоростью.

Печатающие головки

В данном контексте мы говорим об одной или нескольких печатных головках. Уже несколько лет производители выпускают принтеры со спаренными печатными головками. Второй экструдер может пригодиться для решения разных задач:

• печати поддержек другим материалом;
• разноцветной печати;
• ускорения всего процесса.

Софт

Программное обеспечение – это неотъемлемая часть принтера. Здесь принято различать два типа программ:

1. Проприетарного типа. Это фирменные разработки брендов. Обычно поставляется вместе с принтером, либо их можно скачать с официального сайта компании. Плюсы: стабильная работа внутри экосистемы разработчика. Минусы: часто ограниченный функционал.
2. Открытого типа. Программы с открытым программным кодом, а также утилиты, которые распространяют бесплатно. Плюсы: универсальность, возможность работы как с фирменными, так и с noname-устройствами; богатый функционал. Минусы: иногда сложны в подгонке и настройке под определенную модель; нет поддержки от производителя.

Интерфейсы

Наличие разных путей подключения – это хорошо. В современных принтерах можно встретить интерфейсы типа:

• USB-A (2.0 или 3.0);
• слот под SD-карту;
• bluetooth;
• Wi-Fi;
• Ethernet.

Габариты

Естественно, каждый девайс имеет собственные габариты и вес. Эти параметры нужно учитывать заранее, когда вы будете думать о месте размещения принтера. Не стоит замыкать принтер в тесном углу. Лучше поставить его на прочный стол с ровной поверхностью. Так вы сможете обслуживать устройство без особых трудностей. Вес современного принтера варьируется в пределах 20-40кг, а объём плавает в промежутке 0,15-0,4м³

Таблица с диапазонами хар-к современных популярных 3D-принтеров