Не так давно мы получили партию новеньких высокоточных 3D принтеров Uniz Slash Plus, печатающих по методу LCD-стереолитографии.
Slash Plus хорошо зарекомендовал себя среди пользователей по всему миру (особенно оценили его стоматологи и зубные техники), и на данный момент является одним из самых быстрых не промышленных фотополимерных принтеров, представленных на рынке. Высокую скорость он успешно совмещает с отличной точностью. И 3-ий кит, на котором зиждется популярность принтера – большая площадь построения, больше бывает только у машин с 6-ю нулями в ценнике.
Пару слов о компании Uniz
UNIZ TECHNOLOGY LLC была основана в Калифорнии в городе Сан-Диего в 2014 году. Компания занимается разработкой собственного 3D оборудования и фотополимерных смол как общего назначения, так и узконаправленных: инженерных, стоматологических и ювелирных. Еще в 2016 году компания Uniz разместила свой первый проект на краудфандинговой платформе www.kickstarter.com на разработку принтера первой модели в линейке Slash. В итоге проект поддержало 552 спонсора, было собрано 571 926 $. После серия пополнилась другими усовершенствованными принтерами, про один из которых мы сегодня и расскажем.
Технология печати
При разработке фотополимерных принтеров серии Slash, Uniz преследовали цель добиться высокой скорости печати моделей без ущерба точности, обеспечить при этом внушительную область построения, и что важно остаться в сегменте настольных принтеров. Такого результата позволила добиться технология LCD-стереолитографии с системой водяного охлаждения.
В Интернете достаточно много обзоров, описывающих данную технологию, поэтому мы кратко напишем основной принцип. FDM и SLA значительно уступают в скорости производства моделей технологиям DLP и LCD, так как построение происходит точечно, в отличие от последних, где идет одновременная засветка слоя целиком. Но в случае с DLP и LCD-печатью ограничения в скорости все равно остаются. Если увеличивать скорость, в процессе фотополимеризации генерируется большое количество тепла, и при печати большого объекта, температура значительно увеличивается, и засветка может привести к повреждению.
Потенциал DLP принтеров ограничен структурой оптического пути, который должен оставаться беспрепятственным, поэтому отвести определенное количество тепла от поверхности не представляется возможным.
В Slash Plus используется метод контактного экспонирования, который позволил разместить систему водяного охлаждения максимально близко к LCD панели, засветка осуществляется с помощью LED-матрицы. Охлаждение нейтрализует большое количество выделяемого тепла и появляется возможность беспроблемной печати больших объектов на высокой скорости.
В итоге Slash Plus может печатать со скоростью 1000 куб.см/ час, что сопоставимо с промышленными машинами.
Для сравнения скорость печати одних и тех же моделей на Slash+ и Formlabs 2, ну и небольшое сопоставление характеристик:
| Характеристики | UNIZ Slash Plus | Formlabs Form2 |
|---|---|---|
| Область построения | 192 мм*120 мм*200 мм Объем 4608 см³ | 145 мм*145 мм*175 мм Объем 3679 см³ |
| Печать Dental Cast (специальная стоматологическая смола). Высота слоя 0,05 мм | 6шт/ 1ч 28 мин | 4шт/ 6ч 21 мин |
| Печать колец (выжигаемый фотополимер) | 60шт/ 3ч 51 мин | 55шт/11ч 22мин |
| Высота слоя 0.025 мм | 180шт/12ч | 55шт/12ч |
| Печать куба: 10*10*10 см | 3ч 54мин | 39ч 18мин |
| Высота слоя: 0.1мм | 256 мл/ч | 25.9мл/ч |
| Разрешение | По оси X:75 мкм По оси Y:75 мкм | 140 мкм |
| Профиль по оси Z | 10 - 300 мкм (настраиваемый) | 25 - 300 мкм |
Мы видим, что SLA-технология печати, представленная принтером Formlabs 2, прилично отстает по скорости от LCD-SLA в лице Slash Plus.
Технические характеристики
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Технология печати | ЖК-стереолитография |
| Материал корпуса | усиленная сталь, углеродное волокно |
| Размер области построения | 192 × 120 × 200 мм |
| Длина УФ-волны | 405 нм |
| Тип материала | фотополимеры |
| Точность позиционирования по XY | 75 мкм |
| Точность печати | ± 20мкм |
| Точность позиционирования по оси Z | 10, 25, 50, 100, 150, 200, 300 мкм |
| Рабочая температура | Рекомендуемая 18-28 ° C |
| Скорость печати | 1000 куб. см / час, тонкостенные 200 мм / час |
| Интерфейс подключения | USB, Wifi, Ethernet |
| Программное обеспечение | UNIZ |
| Минимальные компьютерные требования | Windows 7 и выше (только 64-разрядная версия), Mac OS X 10.7 и выше (только 64-разрядная версия), 16 ГБ ОЗУ, OpenGL 2.1, дискретная графика |
| Совместимость | iPhone, iPad, мобильные устройства на платформе Android |
| Поддерживаемые форматы файлов | STL, OBJ, AMF, 3MF, UNIZ |
| Энергопотребление | 3A 50/60 Гц, 240 Вт |
| Вес (без упаковки) | 14 кг |
| Размеры (без упаковки) | 350 × 400 × 530 мм |
| Страна производства | Китай |
У Slash+ действительно огромная площадь построения по сравнению с другими фотополимерниками в этой ценовой категории - 192 × 120 × 200 мм.
При этом сам принтер достаточно компактен и весит всего 14 кг.
Справа от принтера установлен отсек для размещения емкости с фирменной смолой.
В ванночке натянута многослойная пленка, которая рассчитана, как заявляет производитель, на 1000 часов печати (300 тыс. слоев).
В принтере установлен LCD-дисплей IPS WQXGA с разрешением 2560х1600 (339 пикселей на дюйм), точность по XY составляет 75 микрон, по Z – 10 микрон.
Принтер неприхотлив и печатает любыми фотополимерами с волной засветки 405 нм.
Пожалуй, достаточно истории и заявленных производителем возможностей. Перейдем непосредственно к нашему опыту использования Uniz Slash Plus.
Комплектация
Поставляется принтер, естественно, полностью собранным.
В комплекте с принтером идет:
- Широкий шпатель (один в один такой же, как и с принтерами Anycubic).
- 5 картонных карточек для перемешивания смолы в ванне (лучше бы положили пластиковый шпатель для этих целей)
- Кусочек наждачной бумаги, чтобы можно было зашкурить поверхность печатной платформы, если вдруг возникают проблемы с адгезией
- Запасная воздушная помпа с креплением и шлангом (для откачки смолы)
- USB провод для подключения к компьютеру
- Пол литра фирменной смолы Uniz zABS
- Пустая бутылка для прочистки системы подкачки смолы (в нее нужно наливать изопропиловый спирт)
- Гаечный ключ, отвертка, шестигранник и шило
Электропитание осуществляется двумя одинаковыми блоками питания 24В 10А, которые подключаются к принтеру через кабель-разветвитель. Зачем использован именно такой способ, для нас осталось тайной.
Сзади рядом с разъемом подключения питания есть кнопка включения/выключения, порт USB для подключения к компьютеру, порт Ethernet для подключения к локальной сети и кнопка принудительного включения вентилятора.
Спереди у принтера одна большая сенсорная кнопка со световой индикацией, которая отображает 5 разных состояний:
В процессе эксплуатации ее приходится нажимать только для запуска печати.
Крышка откидывается вверх. Она сделана из темного пластика, сквозь который ничего не видно. В прошлых версиях она была желтой и прозрачной, видимо такого затемнения было недостаточно и производитель сделал ее совсем темной.
Печатная платформа имеет быстросъемное крепление. Чтобы снять или закрепить ее, нужно просто повернуть ручку.
Приступить к печати можно за несколько действий.
Сначала необходимо зарегистрироваться на сайте Uniz и скачать приложение-слайсер.
Для первоначальной настройки нужно активировать принтер и привязать его к вашей учетной записи. Это можно сделать через USB, LAN или Wifi подключение.
Останавливаться подробно на всех функциях слайсера мы не будем. В нем есть все стандартные функции: перемещение, вращение, изменение размеров и настройка поддержек. Для поддержек есть минимальный необходимый набор параметров, таких как толщина, расстояние между столбиками, размер точек соприкосновения, угол допустимого нависания, тип подложки и так далее. Немного, но для большинства ситуаций этого достаточно.
Если по каким-то причинам поддержки слайсера Uniz не устраивают, всегда можно расставить поддержки, например, в ChituBox и экспортировать подготовленную модель как STL. Для нарезания модели на слои и загрузки в принтер в любом случае нужно использовать слайсер Uniz. Также есть возможность менять высоту слоя и время засветки на разной высоте, что-то вроде процессов в Simplify3D.
Более подробная информация о всех функциях и настройках есть в официальной инструкции (для удобства пользователей мы перевели ее на русский язык).
Калибровка
Калибровка оси Z не сложная. Нужно снять ванну, рукой опустить печатную платформу до LCD экрана, немного подкрутить винтовой вал, так чтобы они соприкоснулись.
После этого в слайсере нажать на кнопку Reset Z-axis Zero position.
Тут у нас возникло сразу несколько вопросов к принтеру Slash Plus. Не очень понятно, насколько сильно нужно опускать платформу, делая это вручную, сложно определить степень прилегания платформы к экрану. Более того, на нашем экземпляре принтера при калибровке прямо к экрану первый слой всегда получался слишком близко, модели очень сложно снимались с платформы, а высота была меньше примерно на 0.3-0.4 мм. Методом подбора пришли к калибровке через 4-5 листов бумаги. В таком случае модели нормально приклеивались к столу, высота получалась правильной и снимались они без особого труда.
В случае если платформа не параллельна экрану, процедура калибровки усложняется, но такой ситуации, как правило, не возникает. Подробная видеоинструкция есть на youtube-канале Uniz.
Заправка фотополимером
Ось Z откалибрована. Можно перейти к наполнению ванны смолой. Одной из отличительных черт данного принтера является система подкачки смолы при использовании фирменной смолы Uniz. Бутылка со смолой имеет специальную форму с направляющими по сторонам. Одна сторона бутылки плоская, там находится пластина, с помощью которой должно определяться количество оставшейся смолы.
Под пластиковым колпачком находится закручивающаяся крышка с отверстием, а под крышкой резиновая пробка.
В отсеке принтера располагается игла.
Бутылка устанавливается в отсек вверх ногами, и при установке игла проходит через отверстие и протыкает резиновую пробку. После того как бутылка установлена нужно проткнуть одно из отверстий в дне бутылки шилом, которое идет в комплекте. Через это отверстие внутрь попадает воздух, чтобы принтер мог беспрепятственно откачивать смолу из бутылки.
Внутри принтера справа есть трубка подачи и датчик уровня смолы. Его нужно прикрепить к ванной.
Чтобы закачать смолу в ванную нужно нажать в слайсере на кнопку Fill. Включится помпа и ванна начнет заполняться.
Чтобы остановить процесс, нужно снова нажать на кнопку. Подкачивать смолу автоматически до определенного уровня или доливать ее во время печати принтер не умеет. Чтобы откачать смолу обратно в бутылку нужно нажать на кнопку Redraw.
В теории все работает, но есть вопрос к данной функции. Как известно, смолу перед использованием необходимо взбалтывать, так как некоторые смолы расслаиваются на фракции.
Когда бутылка установлена на принтере, сделать этого не представляется возможным. При этом резиновую пробку нельзя использовать дважды. Если снять бутылку, чтобы ее взболтать, пробку нужно поменять. Следовательно, нужен огромный запас этих пробок, чтобы каждый раз ставить новую. А в комплекте с принтером идет всего 5 штук.
Систему подкачки нужно промывать спиртом при каждой смене материала, что добавляет дополнительные сложности.
Получается, что вся эта супермодная система только усложняет работу с принтером, добавляет дополнительные риски и увеличивает время подготовки к печати. Легче ее вообще не использовать и по старинке просто наливать смолу прямо в ванну. Как выяснилось, большинство пользователи данного принтера так обычно и делают.
Еще одно не совсем понятное решение – механический концевой выключатель оси Z, который находится сверху. Хотя, на наш взгляд, было бы логичнее поставить оптический датчик и расположить его внизу. Данное решение создает некоторые трудности в использовании камеры с инфракрасной подсветкой.
В теории во время печати можно нажать на паузу, платформа поднимется вверх, камера сделает фото, на котором даже при закрытой крышке в темноте можно увидеть, как идет печать.
Но по нашему опыту после такой паузы, когда платформа поднимается до верха, на модели всегда остается полоса. Ось Z не может точно вернуться в то же самое место, где была остановлена печать.
В итоге два технологических решения в этом принтере оказались весьма спорными. Но, к счастью, это далеко не самое интересное в принтере.
Печатные возможности
Остальные его возможности очень приятно удивили. Slash Plus реально очень быстрый!!! В данной ценовой категории ему просто нет равных. Благодаря очень мощному проектору и водяному охлаждению LCD-экрана Uniz может засвечивать слой в 100 микрон всего за 3-5 секунд. Более тонкие слои, соответственно, еще быстрее. Что уж там говорить, за 9-10 секунд Uniz может засветить слой в 300 микрон, что просто невозможно на большинстве LCD-принтеров.
Пленка на ванной, как заявляет производитель, многослойная и должна быть очень прочной. И она действительно оказалась надежной. После почти 2-х месяцев использования, а в процессе экспериментов периодически случались неудачи, она осталась практически в идеальном состоянии.
Есть только пара следов в местах, которые находятся вне зоны печати. Один этих следов появляется из-за небольшого выступа сзади. Этот элемент находится здесь не просто так, через отверстия в нем откачивается воздух, и пленка ванной как бы присасывается к экрану. Это также способствует меньшему износу пленки.
Результаты печати
Перейдем к примерам печати. Так как Uniz Slash в основном нацелен на стоматологов и зубных техников, большую часть моделей мы печатали смолой zDental Model Sand. Смола специфическая, основная сложность в ее использовании – она очень быстро расслаивается на фракции. Если она остается в ванне буквально на несколько часов, ее уже необходимо тщательно перемешать. Светло-желтый пигмент опадает в осадок, а сверху остается прозрачная смола. Из-за этого ее свойства использовать систему подкачки с ней не представляется возможным. В остальном смола очень приятна в использовании. Пахнет не сильно, мелкие детали пропечатываются хорошо, очень легко обрабатывается.
Начали со стоматологических моделей.
В зависимости от задачи используются разные смолы. Иногда это смолы типа Dental Model, они обычно не прозрачные, хорошо поддаются обработке, имеют низкую усадку и используются для печати точных мастер-моделей зубов. Иногда используют специальные прозрачные фотополимеры для печати ортезов и элайнеров. Также в стоматологии часто используют выжигаемые смолы (Cast или Castable) для печати, например, бюгельных протезов и последующей отливки их из металла. И это далеко не все способы использования 3D печати в стоматологии. Убедительная просьба не кидаться в нас камнями за возможные неточности, мы не стоматологи и можем ошибаться в терминах и нюансах.
Итак, напечатали несколько разных мастер-моделей зубов. Первая представляет собой 3D-скан верхней челюсти. Она печаталась под углом, снизу и внутри было много поддержек. Общая высота модели получилась около 4.5 см и печаталась 2 часа 20 минут слоем в 50 микрон.
Качество полученной модели получилось не идеальным. На ровных поверхностях есть небольшая неравномерность слоев. Как выяснилось впоследствии, причиной этому послужил небольшой люфт печатной платформы. После подтяжки болтов ее крепления проблема полностью решилась. На плавных изгибах видны круги, которые являются следствием пикселизации экрана. Но учитывая скорость печати, модель получилась хорошо.
Следующая модель зубов была взята прямо из слайсера Uniz. В нем есть целая библиотека готовых, уже нарезанных под определенные смолы моделей, как платных, так и бесплатных.
Большой минус этих моделей в том, что нет возможности менять настройки печати или ориентацию моделей. Так, например, эти зубы лежали ровно на платформе и имели полости без доступа воздуха. Из-за этого модель очень сильно прицеплялась к пленке экрана.
В процессе дважды ставили печать на паузу, чтобы проверить как обстоят дела. В итоге на модели остались две полосы. Из-за них зубы, которые печатались отдельно, вставлялись в свои отверстия с большим трудом. Хотя, после нескольких раз они притерлись и уже вставлялись легко.
На верхних поверхностях довольно сильно видны переходы между слоями. С правильной ориентацией модели на платформе можно было бы добиться лучшего результата.
И еще пара моделей зубов. Они получились гораздо лучше. После исправления люфта платформы ярко выраженная слоистость ушла. Элементы, которые должны друг в друга вставляться, собираются без проблем и при этом не вываливаются.
Завершая тему стоматологии, напечатали бюгельный протез. Модель сложная с кучей мелких тонкостенных элементов требующих поддержек. Конечно, бюгельные протезы нужно печатать выжигаемыми смолами, но для теста подойдет и обычная дентальная смола. Спереди модель чуть-чуть отломалась от поддержек, но в целом получилась очень даже хорошо. Пропечатались все сложные элементы.
Еще одно направление, для которого часто используют SLA-печать – это ювелирные украшения. Для них используют специальные смолы, но мы опять воспользовались стоматологической. Напечатали сразу 5 разных колец слоем в 50 микрон.
Все они получились отлично. Детализация просто великолепная. Больше всего впечатлило кольцо со львом и маленькое кольцо с отверстием для камня.
После этого попробовали смолу ESun Bio-resin. Настроек для нее в слайсере Uniz, конечно же, нет. Поэтому использовали средние значения. Это 10-15 секунд для первых слоев и 2.5-3 секунды для всех остальных. Напечатали красивый светильник без поддержек.
При печати эта смола прозрачная, но после промывки в спирте, к сожалению, становится немного матовой. В любом случае со светильником Slash Plus справился без проблем. Высотой составляет 9.5см, слой 0.1 мм, время печати всего 2.5 часа.
Было очень интересно, действительно ли Uniz может засвечивать слои в 0.3 мм. На скорую руку была смоделирована 15-ти сантиметровая вазочка. Внизу пришлось сделать пару отверстий, чтобы смола могла нормально сливаться при переходе между слоями, для этих отверстий напечатали заглушки.
15-ти сантиметровая ваза напечаталась всего за 2 часа 20 минут. Конечно, слои видно сильно, но для быстрой печати технических моделей, для которых внешний вид не очень важен, этот режим просто находка.
Напоследок хотелось бы немного остановиться на очень важном этапе фотополимерной печати.
Постобработка моделей после того, как принтер завершил свою работу.
Как известно, каждую модель после печати необходимо промыть в изопропиловом спирте, чтобы смыть с нее остатки незатвердевшей смолы. После этого нужно еще досветить ее под ультрафиолетовым светом.
Для промывки обычно используют простой пластиковый контейнер, наполненный спиртом. Туда помещают модель, аккуратно взбалтывают в течение 10-15 минут, иногда используют зубную щетку.
Данный процесс не очень длительный, но при механическом воздействии на еще не затвердевшую до конца модель можно случайно повредить мелкие элементы или оставить следы на поверхностях. Более быстрый и технологичный способ для промывки моделей – это ультразвуковая ванна. Компания Uniz предлагает ванны двух размеров.
Для крупных моделей, которые может печатать Slash Plus, лучше подойдет большая. Для наших тестов было достаточно и маленькой. Пользоваться ей очень просто: заполняете спиртом и помещаете модель. Включаете на пару минут и все готово.
Вся незатвердевшая смола сама отлетает от модели, очень быстро и без угрозы повредить хрупкие детали. Перебарщивать со временем очистки не стоит, при длительной промывке модель может начать разрушаться. 1-2 минут как правило достаточно.
И второй этап постобработки – дополнительная засветка. Самый бюджетный способ - выставить модель под яркое солнце и подождать. Но в нашей полосе данный способ реализовать не так уж и просто, это может занять сутки, если не больше.
Второй популярный способ - ультрафиолетовая сушилка для маникюра. В ней процесс происходит быстрее, но все равно составляет 5-8 часов. При этом размер таких сушилок, как правило, не большой, крупные модели не поместятся.
Поэтому лучшим сособом является специальная ультрафиолетовая камера. Подобная есть у компании Wanhao, называется Boxman-1. Представляет из себя стальную коробку, напоминающую небольшую духовку.
Внутри сверху установлена панель с ультрафиолетовыми диодами, все стенки зеркальные. Снизу на специальных ножках лежит стекло.
Нужно просто поставить модели в камеру, на сенсорном экране выставить время засветки и подождать каких-то 20-30 минут. Для больших моделей может потребоваться больше времени, но это все равно в разы быстрее, чем при использовании двух вышеупомянутых способов.
Итоги
Что можно сказать в итоге.
Нам были не совсем понятны пара решений в Uniz Slash Plus, такие как автоматическая система докачки смолы и использование камеры. Но, даже несмотря на это, мы считаем, что Slash Plus великолепный принтер. Скорость печати просто феноменальная, среди принтеров этого класса нам еще никогда не попадался экземпляр, способный так быстро засвечивать слои без вреда для LCD-экрана и прожектора. Компания предоставляет довольно удобный слайсер с возможностью изменения настроек на заданной высоте. Разные способы подключения на ваш выбор, есть и Wi-Fi, и Ethernet, и USB. Даже разработаны приложения для мобильных устройств Android и iOS, позволяющие контролировать печать и выполнять некоторые функции. Да, у принтера нет своего экрана, но в созданной компанией Uniz экосистеме в нем нет необходимости.
Качество напечатанных моделей очень и очень достойное, разве что немного не хватает разрешения экрана, чтобы назвать его идеальным. Неудивительно, что этот принтер стал любимчиком многих зубных техников и ювелиров.
И напоследок бонусом еще несколько моделей, напечатанных на Uniz Slash Plus…
