За прошедшие годы 3D-принтеры превратились из дорогой экзотики в устройства, вполне доступные по цене и удобству использования. Их активно используют для производства и медицины, но популярность растет и среди рядовых пользователей. Многих от покупки удерживает только недостаток знаний о новом виде техники. Чем одни 3D-принтеры отличаются от других, какие у них характеристики и опции — в этом гайде.
Устройство
Существует множество видов 3D-принтеров, отличающихся как принципом печати, так и конструкцией. Но наибольшее распространение получили два вида: филаментный и фотополимерный, отличающиеся технологией формирования слоев.
Технология формирования слоев
DLP/LCD/SLA — фотополимерные принтеры, в которых используется специальный пластик, затвердевающий под действием ультрафиолетового света. Принтер содержит ванночку с прозрачным дном, расположенную под ним печатающую головку с УФ-лампой и рабочую поверхность, расположенную над ванночкой и способную перемещаться по оси Z.
При работе в ванночку заливается жидкий фотополимер, а рабочая поверхность опускается к прозрачному дну, оставив минимальный просвет толщиной в один рабочий слой. Головка, воздействуя ультрафиолетовым лучом на нужные точки, формирует первый слой, после чего рабочая поверхность приподнимается на толщину нового слоя. И так — до тех пор, пока изделие не будет напечатано. В процессе работы принтер словно «вытягивает» перевернутую фигурку из ванночки.
Фотополимерные 3 д принтеры дороже филаментных, обладают невысокой скоростью печати, выбор материалов для них невелик и сами материалы дороже. Зато точность печати у фотополимерных принтеров намного выше — отдельные точки и слои почти неразличимы.
Фотополимерные принтеры используются для построения фигур с высокой точностью и высокой детализацией. Они применяются ювелирами для изготовления форм отливок, стоматологами для изготовления зубных протезов, а также для моделирования.
PJP/FDM/FFF — филаментные принтеры, печатающие фигурку пластиком, наплавляя его слой за слоем на рабочую поверхность.
Филаментные принтеры, по сравнению с фотополимерными, дешевле и обладают большей скоростью печати. Для филаментных принтеров предлагается множество пластиков различных характеристик:
- нетребовательных к настройкам базовых параметров, позволяющих быстро перейти к печати.
- прочных, для изготовления нагруженных деталей.
- цветных и многокомпонентных, для изготовления художественной продукции, в т.ч. с имитацией различных материалов (дерева, металла и пр).
Основной недостаток филаментных принтеров — низкая точность печати. Во-первых, на свежераспечатанной фигурке хорошо заметны слои печати. Во-вторых, фигурка и ее элементы могут деформироваться из-за неравномерных температурных воздействий, это надо учитывать при подготовке к печати.
По конструкции филаментные принтеры бывают нескольких типов:
- Prusa («столодрыги»). У этих принтеров головка движется по горизонтально расположенной раме, в одной плоскости по осям X и Z. Вместо перемещения головки по оси Y сдвигается сам стол.
Конструкция недорогая, но не самая точная — раздельное движение головки и стола добавляет свои погрешности. Такие конструкции обычно имеют открытый корпус, что часто способствует неравномерному охлаждению и деформации фигурки. Также возникают проблемы с высокими массивными фигурками — при движении стола инерция может перекосить модель. Впрочем, последнее «лечится» снижением скорости печати. - Prusa ½ (консольный). В этой модели рама заменена одной вертикальной стойкой. Модель очень компактная, но имеет все недостатки «Пруши» практически без преимуществ. Точность печати еще ниже из-за худшего позиционирования головки.
- H-bot, Core-XY, Makerbot, Ultimaker. Во всех этих подвидах используется один принцип — стол движется только по оси Z, т.е. вверх-вниз, а головка — в горизонтальной плоскости по осям X и Y. Между собой они отличаются сложностью и точностью механики — самая простая у H-bot, самая сложная — у Ultimaker. В целом конструкция во многом избавлена от недостатков Prusa: принтеры обладают высокой точностью и скоростью, часто расположены в закрытом корпусе — термобоксе, что обеспечивает равномерное охлаждение модели и отсутствие перекосов. Минусы — сложное устройство, высокая цена, большой вес и габариты.