Как выбрать настольный 3D принтер?

 
На какие характеристики обратить внимание при покупке 3D принтера для дома/офиса?
Справа — FDM 3D принтер, катушка с материалом и пара 3D распечатков

Справа — FDM 3D принтер, катушка с материалом и пара 3D распечатков


На настоящий момент существует несколько методов аддитивного производства, и 3D принтеры, представленные на рынке, отличаются, прежде всего, используемой технологией печати. Именно поэтому выбор 3D принтера обычно начинается со сравнительного анализа различных технологий, их плюсов/минусов, возможностей использования и изучения применимых в каждом методе печати материалов. Иными словами, перед покупкой принтера вам нужно сперва определиться, что именно вы собираетесь печатать, из чего и в каких количествах — так вы сможете выбрать подходящую технологию.

После выбора технологии печати можно начинать сравнивать линейки и модели принтеров разных производителей. Критериями сравнения могут выступать цены, разрешение печати, способы подключения принтеров (USB, SD карта, WiFi, Ethernet, флеш-накопитель), размер печатной поверхности, страны производители, сложность в обращении, адекватность техподдержки и прочее. В этой статье мы подробно разберем главные параметры для сравнения настольных 3D принтеров.

 

FDM vs SLA

Не все существующие технологии 3D печати имеют настольную версию. Подавляющее большинство настольных принтеров печатает методом FDM, то есть экструдирует расплавленный материал из сопла, создавая твердый распечаток слой за слоем. Еще один способ печати, доступный в настольных принтерах — это стереолитография (SLA), или первый изобретенный метод 3D печати, при котором лазеры внутри принтера послойно запекают различные виды фотополимерных смол УФ излучением для получения распечатка.

SLA принтеры, как правило, обеспечивают большее разрешение печати (другими словами, меньшую толщину слоя и более гладкую поверхность распечатков), чем FDM принтеры, но и стоят, соответственно, дороже. Так же стоит учесть, что смолы, используемые для SLA печати, влетят вам в гораздо большую копеечку, чем пластики для печати на FDM принтерах.

Formlabs Form 2 — SLA 3D принтер. Фото  formlabs.com

Formlabs Form 2 — SLA 3D принтер. Фото formlabs.com

 
PRUSA I3 MK3 — FDM 3D принтер. Фото  prusa3d.com

PRUSA I3 MK3 — FDM 3D принтер. Фото prusa3d.com

 

Разрешение печати

При выборе принтера важно обратить внимание на разрешение печати. Разрешение в 3D печати — это толщина отдельного напечатанного слоя. Абсолютно все 3D принтеры печатают объекты слой за слоем, и чем меньше толщина слоя, тем больше слоев потребуется для печати объекта, а следовательно, вы сможете напечатать более мелкие детали, и поверхность распечатка будет более гладкой. Иными словами, маленькая толщина слоя обеспечивает высокое разрешение печати.

Разрешение печати 3D принтера PRUSA. Слева: высокое разрешение и гладкая поверхность, время печати — 3 часа 41 минута. Справа: низкое разрешение и ребристая поверхность, время печати — 39 минут. Фото  prusa3d.com

Разрешение печати 3D принтера PRUSA. Слева: высокое разрешение и гладкая поверхность, время печати — 3 часа 41 минута. Справа: низкое разрешение и ребристая поверхность, время печати — 39 минут. Фото prusa3d.com

Разрешение печати измеряется в микронах, при этом 1 микрон составляет 0,001 мм. Почти все настольные принтеры могут печатать с разрешением 200 микрон, что обеспечивает неплохое качество печати; многие принтеры способны осилить 100 микрон и произвести распечаток очень хорошего качества. Среди настольных принтеров можно найти и высокое разрешение в 20 микрон. Как правило, принтеры позволяют вам самостоятельно настроить разрешение печати в зависимости от нужной вам точности и скорости печати (печать с высоким разрешение требует больше времени). Но минимальное и максимальное доступное разрешение варьируется от принтера к принтеру, поэтому не забывайте проверить этот параметр при покупке. Принтеры с более высоким доступным разрешением стоят дороже.

 

Размер и тип рабочей камеры

Размер печатной поверхности принтера и его рабочей камеры определяют максимальный размер вашего распечатка. Размеры камеры принтера указываются в трех измерениях (высота, ширина и глубина камеры) и составляют около 25 ✕ 20 ✕ 20 см.

Вместе с тем рабочие камеры бывают двух типов — закрытые (со стенками и крышкой или дверцей), как у Formlabs Form 2 на картинке сверху, и открытые, как у Prusa I3 MK3 на картинке рядом. Закрытые камеры предотвращают попадание посторонних предметов, детей и кошек внутрь принтера, минимизируют распространение неприятного запаха плавящегося пластика в помещении (особенно выраженного при печати АБС пластиком) и уменьшают уровень шума. Открытые камеры обеспечивают легкий доступ к распечатку, экструдеру и печатной поверхности.

 

Печатная поверхность

Печатная поверхность/платформа принтера должна, с одной стороны, крепко держать объект во время печати и, с другой, обеспечивать легкое снятие распечатка с поверхности после печати. Каждый производитель решает данную задачу по-своему и изготавливает платформы из различных материалов, чаще всего отдавая предпочтение подогреваемой стеклянной платформе. В некоторых принтерах на платформу нужно наносить клей и аккуратно снимать распечаток с платформы после печати, а иногда и предварительно замачивать распечаток с платформой в теплой воде.

Снятие распечатка с печатной платформы 3D принтера Ultimaker. Фото  ultimaker.com

Снятие распечатка с печатной платформы 3D принтера Ultimaker. Фото ultimaker.com

Вариаций платформ с разными способами крепления и удаления распечатков много. Нужно обратить внимание, насколько надежно поверхность будет держать объект при печати и насколько легко и каким образом вы сможете отделить распечаток от платформы, не повредив его основание. Учтите, что некоторые материалы для печати требуют обязательного наличия подогреваемой платформы.

Еще один важный момент — это горизонтальное выравнивание платформы. Любое отклонение платформы даже на несколько градусов может негативно сказаться на качестве вашего распечатка, а то и испортить весь распечаток, убив ваши нервы, время и материалы. Некоторые принтеры автоматически выравнивают платформу перед печатью, другие поставляются с инструкциями по мануальной калибровке платформы.

В калибровке так же нуждается и сам экструдер: его высота относительно платформы по оси Z настраивается принтером либо автоматически, либо мануально согласно инструкций производителя.

 

Количество экструдеров

Среди FDM принтеров встречаются модели с одним, двумя, тремя и более экструдерами. Наличие нескольких экструдеров позволит вам печатать различными материалами одновременно. Вы сможете зарядить в принтер несколько катушек с отличными по цвету или техническим характеристикам материалами и получить любой необходимый результат. Таким образом, вы получите возможность создавать разноцветные распечатки, либо же печатать поддержки к модели из легкоудалимых в постобработке материалов (некоторые дизайны с навесными элементами требуют наличие поддержек при печати, которые удаляются вручную в процессе постобработки).

Некоторые принтеры печатают сразу несколькими материалами из одно сопла: несколько катушек загружается в принтер и трубки с материалом подключаются к одному и тому же соплу. Так устраняются проблемы с калибровкой отдельных сопел и доступ к печатной платформе не сокращается на длину, равную расстоянию между экстудерами.

Цветной 3D принтер с одним соплом PRUSA I3 MK2 MULTI MATERIAL. Фото  prusaprinters.org

Цветной 3D принтер с одним соплом PRUSA I3 MK2 MULTI MATERIAL. Фото prusaprinters.org

 

Доступные материалы для печати

FDM принтеры печатают различными видами пластика, поставляемого в виде ниток диаметром 1,75 или 3 мм в катушках. Двумя наиболее распространенными видами пластика для печати являются АБС пластик (акрилонитрилбутадиенстирол) и полилактиид (ПЛА), при этом каждый вид пластика обладает своими особенностями: АБС-пластик, например, плавится при более высокой температуре и является более гибким, чем ПЛА, но при расплавлении испускает неприятный запах и подразумевает использование подогреваемой печатной поверхности, ПЛА распечатки, в свою очередь, более хрупкие. Существует также огромное множество экзотических пластиков для FDM печати, например, древесные, бронзовые и медные композитные или же УФ-люминесцентные пластики. Плюс, можно найти пластик практически любого цвета.

Катушки с пластиком для 3D печати FDM

Катушки с пластиком для 3D печати FDM

 
Смола Formlabs для 3D печати SLA. Фото  formlabs.com

Смола Formlabs для 3D печати SLA. Фото formlabs.com

Обратите внимание, насколько всеяден ваш FDM принтер: многие принтеры способны печатать катушками сторонних производителей, а некоторые требуют использования родных нитей от производителя самого принтера. Уточните подходящий диаметр нитей и необходимый размер самой катушки, хотя в большинстве случаев, можно приобрести или напечатать самому держатели для катушек разных размеров.

Различные материалы для 3D печати FDM. Фото  prusa3d.com

Различные материалы для 3D печати FDM. Фото prusa3d.com

SLA принтеры печатаю путем запекания смол, а сами смолы поставляются в картриджах. Опять же, некоторые принтеры требуют использования родных картриджей от производителя, другие могут печатать картриджами стороннего производства. Смолы ограничены по цветам: доступны, в основном, нейтральные, белые, черные и прозрачные варианты. Для распечатков из смол также необходима промывка в изопропиловом спирте и дополнительное УФ облучение после промывки либо в специальной камере для постзапекания, либо под УФ лампами, либо под солнцем.

При выборе принтера, изучите арсенал совместимых с ним материалов печати, их свойства и методы постобработки данных материалов; убедитесь, что доступные материалы отвечают вашим требованиям к распечатку.

 

Способ подключения

Большинство 3D принтеров подключаются к компьютеру USB кабелем, но есть и модели со встроенным Wi-Fi или возможностями подключения по одноранговой сети (стоит отметить, что файлы для 3D печати могут достигать размеров в несколько МБ и их передача по беспроводной сети может занимать значительное время). Есть принтеры с вариантом подключения через Ethernet.

У некоторых принтеров есть и своя память, что позволяет загружать в них файлы для печати, и не бояться, что соединение с компьютером прервется во время печати. В большинстве 3D принтеров есть слоты для SD-карт и USB порты, так что вы можете печатать и без компьютера, предварительно закинув файлы на накопитель и настроив параметры печати прямо на дисплее принтера.

 

Софт

Как правило, каждый принтер поставляется со своим софтом от производителя, доступном на диске или для скачивания. Убедитесь, что ПО вашего принтера совместимо с вашей операционной системой Windows, macOS или Linux.

Программы для создания самих 3D моделей покупаются отдельно, в то время как производители принтеров предоставляют весь софт, необходимый для подготовки файла с 3D моделью к печати. Подробнее о процессе 3D печати читайте здесь.

 

Заключение

Перед покупкой 3D принтера и зачислением в секту аддитивных технологий необходимо будет, прежде всего, разобраться в существующих технологиях печати, понять что, из чего и в каких количествах вы планируете печатать и подобрать принтер с оптимальным балансом цены и качества для ваших конкретных целей. Параметры, на которые однозначно стоит обратить внимание при покупке настольного принтера — это описанные в данной статье разрешение печати, размер и тип рабочей камеры, печатная поверхность, количество экструдеров, доступные для печати на данном принтере материалы, способ подключения принтера к компьютеру и совместимость софта принтера с вашей операционной системой.

Крупнейшее онлайн сообщество лабораторий 3D печати 3D Hubs ежегодно составляет рейтинг самых лучших принтеров для различных целей. В 2018 году принтеры оценивались на основе более чем 10 тысяч отзывов и по качеству почти 1,5 млн распечатков. В рейтинг входят лучшие настольные принтеры в 4-х категориях — PROSUMER (настольные принтеры для профи с лучшим качеством), WORKHORSE (самые надежные принтеры для печати нон-стоп), BUDGET (бюджетный вариант), PLUG’N’PLAY (самые легкие в обращении принтеры); также выбирается лучший SLS принтер. Все принтеры оцениваются по пяти параметрам: качество печати, надежность, простота использования, соотношение цены и качества, уровень техподдержки. Причем для каждой категории значимость отдельных параметров меняется. В этом рейтинге вы можете подобрать топовые принтеры для ваших конкретных целей.

Так же у 3D Hubs есть индекс различных принтеров, где можно выставлять фильтры по интересующим вас параметрам, например, выбрать метод печати и обозначить ценовой диапазон, выбрать способ подключения и указать минимальные значения рабочей камеры, и выбрать подходящий принтер.

Надеюсь, статья была вам полезна! Keep calm and 3D print!

 

Назад ко всем статьям


24 not 7 art qbed
Галерея

2D услада + коллекция 3D и аддитивного арта в разработке

dictionary qbed
Словарь

Термины 3D моделирования и аддитивного производства