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.

• Основные технические характеристики 3д принтера
  • 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
• На что обратить внимание при выборе принтера?

Основные технические характеристики 3д принтера

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.

Интересно! Мировой рост продаж 3D-принтеров перевалил за отметку в $20 млрд за 2020 год. Начиная с 2016 года количество реализованных устройств выросло в 15 раз. Все это повлекло появление новых брендов, а также расширение уже имеющийся на рынке продуктовой линейки.

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.

FDM- и SLA-принтеры

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

Интересно! Дополнительно можно указать технологию DLP. Она схожа с SLA, однако в данных устройствах слои получаются не методом прорисовки каждой линии, а способом цифрового «отпечатка». Принтер как бы оставляет штамп слоя. Данная технология считается самой перспективной, но и самой дорогой.

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.

Интересно! FDM-принтеры не нуждаются в установке защиты. Однако некоторые умельцы все же покрывают каркас рамы кожухом. Это усиливает прочность конструкции.

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.

Область печати

Важно! Стоит учесть, что фактическая область печати будет чуть ниже, чем указывает производитель. Чтобы сделать максимально большую деталь, расположите ее по диагонали рабочего стола.

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.

Чаще всего производитель компонует принтеры каким-либо одним типом экструдера.

Экструдер

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.

К 2021 году на рынке есть большой выбор нитей любого диаметра – как для ABS, так и для PLA.

Разноцветный филамент

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.

Интересно! Высота в 50 микрон равняется 0,05 мм.

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.

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.

Интересно! Можно найти массу других материалов, которые заменят ABS. Если вы не собираетесь работать с ABS-расходниками, то можно купить принтер без подогрева стола.

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.

Экструдеры могут работать в паре, переключаясь по мере необходимости.

Спаренная печатная головка

Информация! Компания PICASO стала одной из первых, кто внедрил технологию поворотных экструдеров JetSwitch в свою модель PRO250. Это позволило сократить общее время печати.

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.

Стоит отметить, что большинство производителей работают именно через софт открытого типа. Только крупные бренды пишут свое ПО.

Открытое ПО Cura

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.

Много интерфейсов – это здорово, но для выполнения большинства задач достаточно USB-разъема и SD-слота.

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.

На что обратить внимание при выборе принтера?

Несколько практических советов по выбору принтеров под разные задачи:

1. Для дома. Выбирайте недорогие модели, которые работают с разными типами филамента. Для начального уровня можно купить кит-набор. Это позволит полностью погрузиться в мир трехмерной печати, изучить все процессы изнутри по мере сборки и отладки устройства.
2. Для офиса и небольшого производства. Тут нужно учитывать количество производимой продукции, а также требования к качеству конечного изделия. Желательно выбрать баланс между производительностью и точностью построения модели. Также стоит обратить внимание на параметр рабочей области печати. Если вы специализируетесь на производстве габаритных деталей, стоит поискать модель с соответствующими характеристиками.
3. Для крупного бизнеса и серийного производства. Когда принтер работает 24/7, основной упор нужно делать на качество сборки, прочность рамы и отдельных узлов. Уже после этого смотреть на соотношение скорость/качество. Ну и, естественно, не скупиться.

Выбирайте принтер с умом, чтобы потом не было жалко потраченных денег.

Знать характеристики 3D-принтера полезно и важно. Это позволит выбрать ту модель, которая решит ваши задачи на 100 %. Кроме этого, вы заранее будете знать большинство тонкостей в работе механики будущего устройства.