3D принтеры

Среди тех, кто хочет купить 3D принтер не только профессионалы зуботехнической отрасли или инженеры, печатающие прототипы своих изделий и конструкций. Большое число потенциальных покупателей 3D принтеров - простые любители, для которых это первая в жизни покупка подобного вида техники. Специально для них мы подготовили вам небольшую обзорную статью о 3D принтерах и печати.

Что такое 3D принтер?

3D принтерами называют всё, что может воспроизводить 3D файлы в реальные объёмные предметы. Сейчас печатают практически всё: от имплантов и ювелирных изделий, требующих высокой точности печати до деталей двигателей ракет и даже целых зданий!

Вначале развития CAD/CAM индустрии единственным способом производства изделий было взять материал и убрать из него лишнее, тем самым превратив заготовку в готовое изделие. Но сейчас всё большее распространение получают аддитивные технологии - это и есть 3D печать. В отличие, например, от фрезеровки, печать позволяет значительно сократить расход материала: при фрезеровке, например, процент отходов может составлять 70% и выше, при печати считается нормой, если отходов меньше 10%.


Напечатанные на 3D принтере объекты: 1 — Кольцо, 2 — Временный протез, 3 — модель детали из металла, 4 — здание

В переводе с английского аббревиатура CAD/CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing) переводится как проектировка и производство изделий с помощью компьютера.

В специальных программах инженеры проектируют будущие изделия. Затем программа переводит макет в набор команд, которые затем передаются на устройство, которое по заданной стратегии будет воспроизводить виртуальный объект: это может быть режущий станок (для плоских материалов), 3D принтер или фрезерный станок (для объёмных изделий).

Как несложно догадаться, сейчас практически вся мировая индустрия переходить на цифровое проектирование и производство. Использование компьютеров снижает затраты на производство, уменьшает время разработки конечного продукта от чертежа до прототипа и по точности и повторяемости результатов давно превосходит традиционные аналоговые технологии. Уже через несколько лет ручной труд будет использоваться только в очень узких сферах. Например, для изготовления предметов роскоши или пошива одежды.

Какие бывают 3D принтеры?

Разновидности 3D принтеров: 1 — LCD, 2 — DLP, 3 — SLA, 4 — FDM, 5 — SLM

Разновидностей 3D принтеров довольно много, но основных методов печати всего три:

- Экструзионная печать или FDM. Объект воспроизводится с помощью печатающей головки - экструдера, которая слой за слоем выдавливает расплавленный материал, после остывания быстро твердеет, сохраняя заданную форму. Преимущество данного метода в экономичности и доступности материалов, разнообразии моделей и сравнительно большой площади печати. Некоторые промышленные принтеры способны напечатать изделие в несколько метров



- Фотополимерная печать. Основное отличие данного метода в том, что печатаемый объект “выращивается” в объёме жидкого материала. Пластина, на которой будет печататься изделие погружается в фотополимер, а потом с помощью лазерного луча или проектора слой материала отверждается, после чего пластина немного поднимается и цикл повторяется заново пока конструкция не напечатается.

SLA

DLP

LCD


- Лазерное сплавление. При этом способе принтер распределяет тонкий слой материала в виде мелкодисперсного порошка, а лазерный луч расплавляет его в тех местах, где должен находиться каркас печатаемого объекта, затем операция повторяется: ещё один слой материала и спекание с предыдущим. Этот способ печати позволяет сплавлять не только полимерные материалы, такие как нейлон, но также и металлы. Например, в зуботехнической отрасли широко распространены принтеры, способные печатать из кобальт-хромового сплава или титана.

SLM

Сравнение 3D принтеров

Давайте поподробнее остановимся на фотополимерной технологии печати и сравним LCD, DLP и SLA принтеры.

LCD
Светодиодный проектор засвечивает полимер через LCD матрицу, на которую выводится каждый слой изделия.
Относительно остальных двух видов принтеров у них самая простая конструкция - при желании и определённом уровне инженерных навыков вы можете самостоятельно собрать LCD принтер. Если простая конструкция, значит - простое изготовление и обслуживание и зачастую такие принтеры заметно дешевле. Как правило, LCD принтеры имеют множество ручных настроек, что позволяет работать практически с любыми материалами независимых производителей с открытыми характеристиками. Экран LCD принтера это по сути расходный материал: они недорогие, доступны в продаже и их замена не представляет сложности: с этим может самостоятельно справиться оператор не обращаясь в сервисный центр. Точность сопоставима с SLA принтерами. Высокая скорость печати — выше, чем SLA и сопоставима с DLP


Теперь о минусах. Параметры печати под каждый полимер надо устанавливать и корректировать самостоятельно. Хоть и высокая точность, но уступает DLP принтерам. Засветка в центре и по краям может быть неравномерной. Скорость печати ниже, чем на DLP из-за того, что мощность светодиода ограничена непрозрачностью жидких кристаллов LCD дисплея, требуется более длительное время засветки слоя. Паразитная засветка. Из-за большой площади одновременной засветки и более продолжительного времени засветки слоя часть света может рассеиваться дальше границ печатаемого объекта и засвечивать фотополимер, уменьшая точность по осям X и Y. Особенно это заметно при печати прозрачными фотополимерами, так как они пропускают больше света.

Пример принтера: Phrozen 4K

DLP
Конструкция схожа с LCD принтерами, но вместо LED проектора и LCD матрицы используется светодиодный экран высокой яркости.
Преимущества: равномерность засветки, так как источник света - это сам экран и яркость светодиодов, из которых и состоит экран одинакова вне зависимости от их расположения. Высокая скорость печати засчёт относительно короткого времени засветки слоя по сравнению с LCD принтерами. Светодиодный дисплей гораздо надёжнее и служит дольше, чем связка LED-проектор + жидкокристаллический экран в LCD принтерах, но его замена значительно дороже. Сами по себе DLP принтеры зачастую дороже, чем LCD при схожих характеристиках скорости и точности печати и менее выгодны для бытового использования или для небольших предприятий. Хоть скорость засветки слоя выше, всё равно присутствует незначительная паразитная засветка.

Пример - Elegoo Mars 


SLA
В отличие от DLP и LCD принтеров, в SLA за засветку отвечает не LED источник света, а лазерный луч, который “пробегает” по всей площади каждого печатаемого слоя. Благодаря высокой мощности, небольшому диаметру пятна и следовательно короткому времени засветки на единицу площади, SLA печать практически лишена паразитной засветки. Но из-за того, что лазер последовательно проходит весь слой, а не экспонирует его одновременно по всей площади, суммарное время засветки слоя гораздо выше, нежели у проекционных способов печати.
Так как диаметр светового пятна относительно небольшой, точность печати SLA принтеров - самая высокая, но сама конструкция значительно сложнее, а значить стоимость таких принтеров а также стоимость обслуживания заметно выше.
Большинство производителей SLA принтеров делают их совместимыми только с полимерами собственного производства. С одной стороны это ограничение, за которое ещё и надо заплатить двойную стоимость, но с другой — пользоваться такими решениями гораздо проще: настройки печати, калибровка, подача и подогрев материала выполняются автоматически.

Пример принтера: Formlabs Form 3

Какой купить 3D принтер?

Если вам нужен 3D принтер для хобби, у вас небольшой бюджет или у вас небольшое количество работ — скорее всего вам будет достаточно купить LCD. Еще несколько лет назад точность и стабильность работы данных принтеров вызывали сомнения, но сейчас даже недорогие принтеры могут выдавать достаточно точный и предсказуемый результат. При поломке детали можно заменить самостоятельно. Да, они требуют внимания и ручной подстройки, зато за стоимость одного SLA принтера можно купить два-три LCD.

Если у вас своя лаборатория или мастерская, вам важнее стабильность и простота использования — берите DLP. Стоимость немного выше, зато выше качество печати, надёжность и скорость. Плюс сохраняется возможность использования материалов сторонних производителей, а замена комплектующих и ремонт не представляет сложности, хоть и немного дороже, чем у LCD.

SLA принтеры подойдут большим лабораториям, для которых разрешение печати и предсказуемость результата на первом месте. Но важно помнить, что стоимость самих принтеров, расходных материалов и обслуживания повлияет на конечную стоимость изделий для ваших клиентов. Если вы не привыкли экономить на качестве, этот вариант для вас.

Самый лучший 3D принтер

Под каждый спектр задач нужно искать своё решение. Но, по нашему опыту и опыту наших клиентов бестселлер и наиболее универсальный вариант это Phrozen Sonic 4K. На данный момент это самый оптимальный по соотношению цена-качество принтер. Его используют и индивидуальные техники и достаточно крупные лаборатории, собирающие парк из нескольких принтеров под разные виды работ и материалы.

Купить Phrozen Sonic 4K у нас на сайте 

Настройка 3D принтера

Моделей принтеров много и для каждой есть свои настройки тем более, что для каждого полимера есть свои параметры печати.
Мы не можем дать универсальную инструкцию на все случаи жизни, зато помогаем вам с настройками при покупке принтера у нас: рассказываем как калибровать, заполнять и менять ванночку а также какие настройки подходят для выбранных вами фотополимеров.

Даже если вы покупали принтер не у нас, мы всё равно вам поможем: все подробности — на нашей странице техподдержки.

А ещё мы постоянно публикуем видео на нашем канале. Подписывайтесь — там много интересной и полезной информации по подготовке принтера, печати и постобработке.

Наша страница техподдержки