2016.02.04, Автор: Дмитрий Горьков2677 прочтений

3D-принтер: что внутри?

Теги: 3D-печать 3D-принтеры Publish Следующее измерение печати Эксклюзив

 

В этой колонке мы рассмотрим основные особенности конструкции 3D-принтеров на базе технологии FDM-печати. Механических схем 3D-принтеров несколько, но в большинстве используется схема с закрытым корпусом и подъёмным рабочим столомXY-Head Z-Bed (речь идёт о серийных заводских конструкциях).

Что даёт такая конструкция, кроме законченного внешнего вида? Первое — соблюдение техники безопасности, поскольку нет прямого доступа к движущимся частям, и уменьшение шума, что может быть критично при работе принтера в офисе. Второе — уменьшение негативного влияния внешних факторов (сквозняки и т. п.) на качество изготовления деталей из полимеров, имеющих усадку (например, ABS).

Сама же схема с подъёмным столом имеет лучшие показатели точности работы механизмов, что повышает качество изготовляемых изделий.

Теперь заглянем внутрь корпуса 3Dпринтера. Что там?

3D-принтер: что внутри?

В первую очередь — рабочая поверхность, так называемый стол. Она может быть с подогревом и без. Что даёт подогрев? Возможность печати пластиками, имеющими усадку (в первую очередь — ABS). Подогрев создаёт нужный температурный режим, снижающий влияние усадки материала на конечное изделие. На таком рабочем столе можно печатать любыми материалами, применяемыми на FDM-принтерах.

Столы без подогрева ограничены печатью в основном пластиком PLA и его производными. Сейчас часть новых принтеров на Западе выпускают только в таком варианте. Одна из причин — экологичность, но есть и более реальные плюсы такого решения. Во-первых, ниже энергопотребление. Во-вторых — выше безопасность и скорость печати (за счёт исключения времени на нагрев стола). Сам PLA-пластик по своим физико-техническим свойствам перекрывает возможности ABS примерно на 80%. Среди главных недостатков PLA — его низкая теплостойкость, около +50–60 оС. Но есть и преимущества. За счёт малой усадки, которой можно пренебречь, процент брака на порядок ниже, чем при печати ABS-пластиком. Выше и прочность изделий — за счёт лучшего спаивания слоев между собой.

Основной механизм печати — экструдер. Рассмотрим его конструкцию с точки зрения практического применения.

Экструдер — это устройство, в котором нить пластика нагревается до расплавленного состояния и дозированно подаётся в область печати. Сам экструдер позиционируется в нужной точке с помощью специальных приводов. От правильной работы экструдера и точности его позиционирования зависит качество печати. Принтеры выпускают с одним или несколькими (обычно двумя) экструдерами. Что даёт дополнительный? Кроме печати сразу двумя цветами пластика, это также возможность использовать растворяемые пластики для сложных моделей. При их изготовлении применяются так называемые «поддержки», впоследствии удаляемые с модели. При печати поддержек растворяемым пластиком их проще и быстрее удалять, повышается и качество готового изделия.

Диаметр сопла экструдера, через который выдавливается пластик, обычно лежит в пределах 0,3–0,4 мм. Есть решения с меньшим или большим диаметром, но это частные случаи для решения специфических задач.

Важные особенности конструкции — наличие информационного дисплея и возможность печати с SD-карты, что даёт возможность управления 3D-принтером без подключения к компьютеру. Это особенно полезно, когда 3D-принтер находится в отдельном помещении. Помимо этого печать напрямую с компьютера на 3D-принтер может являться дополнительным источником проблем. Дело в том, что процесс может длиться много часов, и любой сбой на компьютере способен привести к браку.

Следующий нюанс — расходные материалы. Существуют два популярных диаметра пластиковой нити, используемой для печати, — 1,75 и 2,85–3 мм. Для первого предлагается огромное количество различных вариантов материалов. И есть тенденция, когда новые виды материала изготавливают только в таком типоразмере.

Диаметр 2,85–3 мм теряет свою популярность, но под него изготавливаются принтеры, которые являются стандартом де-факто по качеству печати, — голландской фирмы Ultimaker. Пока она выпускает 3D-принтеры, такой пластик будет производиться.

Это те особенности, которые лежат на поверхности и на которые стоит обратить внимание при выборе 3D-принтера для решения ваших задач. Остальные нюансы, такие как плата управления, кинематика принтера и др., скрыты внутри. Обычно вы с ними будете иметь дело только при периодическом обслуживании (смазка, очистка от пыли).

Об авторе: Дмитрий Горьков (feedback@ 3d-print-nt.ru) — эксперт в области 3D-печати: автор нескольких книг и обучающих курсов, практик 3D-печати на заказ, консультант по применению и внедрению.

 

Архив журналов в свободном доступе.

Купить номер с этой статьей в pdf

На ту же тему:
  • Выставки торопят «цифровизацию»

    Экспозиции Printech и RosUpack в этом году оказались гораздо более насыщены цифровыми решениями, чем российские типографии. Пока это определяется большей выставочной активностью поставщиков подобных решений, но в перспективе приведёт к цифровой трансформации всей отрасли.

     

  • Лучшее с FESPA 2019: футболочные принтеры и цифровая резка

    Завершение обзора новинок, определяющих тенденции, с главной международной выставки широкоформатной и специальных видов печати.

     

  • За культуру разработки!

    Publish — один из моих любимых журналов, в котором много внимания уделяется «цифре» в разных ипостасях. В журнале и на организованных редакцией конференциях много рассказывается о цифровых технологиях для упаковки, в том числе и гибких, рассматриваются аспекты цепочки «производитель товара — покупатель», куда включаются и производители упаковки, логистика, места продажи…

    Но в темах, которые относятся к цифровому производству упаковки, чего-то не хватает… Представители бизнеса рассказывают, как они работают или осваивают новые технологии, прорабатывают схемы современной логистики производства упаковки, предлагают технологические линии. Всё, чтобы быть уникальными, гибко реагируя на требования заказчиков. В итоге — много разговоров о печати и оборудовании: цифровом печатном и послепечатном, о цифровых планшетных режущих плоттерах для изготовления прототипов и даже тиражей. Реже говорится о допечатном ПО и программных инструментах настройки и управления оборудованием, облегчающих жизнь операторам оборудования.

     

  • Ricoh Pro 8300S

    Заключение: высокопроизводительная монохромная ЦПМ пригодится как коммерческим, так и корпоративным типографиям. Улучшения направлены на упрощение обслуживания и повышение времени безотказной работы. Высокое качество печати позволяет отлично воспроизводить как текстовые, так и графические работы и даже фотографии.

     

  • Бестселлеры для полиграфистов

    Представители производителей и поставщиков — о самых продаваемых полиграфических решениях.

     

  • Влияет ли на ваше решение о покупке популярность (объём продаж) оборудования или материала на рынке?

    Иван Гудим, директор объединённого репроцентра «Выражайтесь печатно», PRINTDESIGN, «Форма 24» (Москва):

    При выборе устройств СТР мы в первую очередь обращаем внимание на технологию экспонирования — предпочитаем термальную, как наиболее стабильную, обеспечивающую высокое качество пластин. При этом лазер нужен стабильный и мощный, с возможностью регулировать процесс.

     


comments powered by Disqus