101 СПОСОБ  ЗАРАБОТАТЬ   НА ПЕЧАТИ

3D-принтер: что внутри?

  • Дмитрий Горьков
  • 1 февраля 2016 г.
  • 5521
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 столом — XY-Head Z-Bed (речь идёт о серийных заводских конструкциях).
 

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.

 

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
Как расширить парк оборудования при ставке ЦБ 21%?

Занимаясь поставками оборудования почти 30 лет, мне пришлось пережить целый ряд кризисов и падений спроса. Из последнего больше всего запомнился архисложный период COVID-19. Теперь же особенно дороги кредиты и лизинговые схемы, которыми мы привыкли пользоваться для покупки и оснащения производств новым оборудованием. В этой ситуации неизбежно возникает вопрос: как расширить парк оборудования при ставке ЦБ 21%?

Зачем в полиграфии «цифра»?

Примерно с 80-х годов прошлого столетия, с момента появления первой ЭВМ и в дальнейшем персонального компьютера, которые всё больше становились неотъемлемой частью различных сфер жизни, образования, производства, культуры и спорта, естественно, стала происходить компьютеризация и цифровизация и традиционной полиграфии…

Что с деньгами в упаковке?

В середине января 2025 г. в московском «Экспоцентре» прошла выставка UpakExpo 2025, в рамках которой 22 января состоялась специальная сессия «Бешеные деньги: зарабатываем на производстве упаковки», организованная журналом Publish совместно с выставкой UpakExpo. О чём говорили эксперты сессии, читайте прямо сейчас.

К бумаге есть вопросы. Как решать проблемы на печати из-за бумаги и картона

Что нужно знать производственнику о бумаге и картоне? Как произвести продукцию без потери качества и с минимумом дефектов на печати даже с неподходящими запечатываемыми материалами? Читайте об этом прямо сейчас.

Покорение рынка в состоянии квантовой запутанности

За три последних года многим поставщикам полиграфического оборудования пришлось кардинально перестроить свою работу. Для ряда предприятий этот процесс прошёл не очень успешно, но у некоторых компаний возникшие трудности привели к активному развитию перспективных бизнес-направлений. Одной из таких компаний, занявшей на сегодняшний день одну из лидирующих позиций на рынке послепечатных решений для производства картонной упаковки, стала «Т-Системы», с генеральным директором которой Стефаном Валуйским мы побеседовали в начале 2025 года.



Новый номер

Тема номера: К маркировке есть вопросы. Путеводитель по рынку узкорулонных ЦПМ. Обзоры: Ricoh Pro C9500. «Сумах-принт». Непохожие «близняшки» LABELEXPO. Смотрящие вперед. Пицца-пак. Кооперация в упаковке. «Азбукварь». Сердце струйной ЦПМ.



Какой следующий принтер вы купите себе на производство?
Широкий УФ
25%
25 %
Сувенирный УФ
27%
27 %
ДТФ (текстиль)
20%
20 %
УФ ДТФ
20%
20 %
Латекс
7%
7 %
Экосольвент
12%
12 %
На водных чернилах
7%
7 %
Сублимацию
8%
8 %
Для прямой печати по ткани
10%
10 %
ДТГ («футболочный»)
3%
3 %
Проголосовало: 59