2016.02.04, Автор: Дмитрий Горьков1714 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:
  • От высокой печати к цифровой *

    9 августа 2017 г. компании König & Bauer в Вюрцбурге исполнилось 200 лет. На международной арене такого солидного возраста могут достичь только те предприятия, которые используют изменения на рынке и в сфере технологий для инноваций и которые на протяжении многих лет не теряют доверия своих клиентов благодаря надёжному и гибкому подходу, а также разработке и внедрению инноваций. König & Bauer относится к таким предприятиям. Завод Schnellpressenfabrik, основанный в 1817 г., стал предшественником ведущего международного концерна по производству печатных машин, предлагающего уникальные печатные решения.

    Празднование юбилея прошло в сентябре. В этой статье KBA Report мы сначала обратимся к истокам, а потом заглянем в будущее KBA.

     

  • Урок 4: Как действуют фотоинициаторы? *

    Десятиминутные курсы УФ-/электронной сушки.  Химические основы УФ- и электронного отверждения.

     

  • Morgana DigiFold Pro 385

    DigiFold PRO 385

    Заключение: компактная машина для биговки, фальцовки и перфорации офсетных и цифровых отпечатков, в том числе за один проход. Простота обслуживания, небольшая занимаемая площадь и высокая производительность позволяют рекомендовать её цифровым и малоформатным офсетным типографиям для изготовления малых и средних тиражей папок, открыток, буклетов и т. п. продукции.

     

  • Точки контакта: коммерческое предложение (часть 10)

    Уже очень многое было сказано о точках контакта1 типографии и заказчиков2. Отдельная статья была посвящена электронной коммуникации (Publish № 9, 2016 г.; http://www.publish.ru/articles/201609_20013612).

    И тут я хочу обратить внимание на постоянную рубрику Publish «Тайный Покупатель». Всё общение в ней происходит только по электронной почте. И, как мы знаем, от такого общения автор рубрики пребывает в глубокой задумчивости. На 30–40 запросов приходит только 1–2 исчерпывающих ответа.

     

  • Готовы ли типографии к календарному сезону 2018?

    Повторяем запрос годичной давности: календарь квартальный с 3 пружинами. Шапка — 297×210 мм, блоки — 297×200 мм, печать — 4+0, бумага — меловка 300 г/м2 или картон. Календарные блоки — стандартные, на мелованной бумаге «Европа МИНИ белый 3-сп», пружина — серебро. Тираж — 200 экз. и 500 экз. Просим указать сроки и способ печати. Запрос полностью аналогичен тому, что мы считали в ноябре 2016 г. (https://www.publish.ru/articles/201611_20013643).

     

  • Детские книги со взрослыми перспективами

    Учитывая перемены на издательском рынке, в том числе книжном, получающие от него заказы типографии всё чаще задумываются о дальнейших направлениях развития. Одна из интересных ниш — сложные детские книги.

     

     


comments powered by Disqus