Несколько лет назад 3D-принтеры были громоздкими промышленными машинами, но сейчас 3D-печать становится все более доступна для домашнего использования. Покупая свой первый, принтер многие испытывают разочарование. Это может быть связано с неудовлетворительным качеством получаемых моделей или сложной настройкой и обслуживанием 3D принтера.
В обзорах, которые встречаются на просторах интернета, часто бывают показаны принтеры после множества апгрейдов или долгого подбора настроек для печати. Это совсем не тот результат, который получит новичок, впервые познакомившийся с 3D печатью.
Чтобы не разочароваться, перед покупкой нужно понять какая модель подойдет под ваши задачи. В первую очередь стоит определится - для чего будет использоваться принтер. Какое основное свойство должно быть у готовых изделий? Что важнее, физические свойства модели или идеальная поверхность и детализация? От этого зависит не только модель, но и технология по которой будет работать 3D принтер.
Какую технологию выбрать? FDM или LCD?
Если необходимо изготовить небольшую детализированную статуэтку, с идеально гладкой поверхностью, стоит обратить внимание на модели, работающие по технологии LCD (LCD работает по принципу схожему с DLP - Digital Light Processing или “цифровая обработка светом”).
LCD печатает при помощи фотополимерной смолы, которая застывает под действием УФ света. Это позволяет изготовить без деформации, даже небольшие и тонкие изделия, которые при помощи FDM технологии изготовить невозможно.
Модель изготовленная на фотополимерном принтере
Сейчас в продаже появилось много фотополимерных смол с различными свойствами. Несколько лет назад выбор был не велик. В основном, готовые изделия получались недостаточно прочными для применения в функциональных моделях. Сейчас в продаже стали появляться инженерные смолы. Изделия из них по прочности ничем не уступают моделям изготовленным по FDM технологии из ABS или даже нейлона.
Если необходимо изготавливать большие изделия, с различными свойствами, или задачи будут очень разнообразными, то выбор за FDM технологией. Но важно понимать, что идеально гладкой поверхности у готовых изделий не будет. Можно конечно отшлифовать модель, но это дополнительное время и трудозатраты.
FDM технология строит модель при помощи расплавленной пластиковой нити, которая подается из печатающей головки. Печатающая головка (экструдер) слой за слоем “выращивает” модель на печатном столе.
Модели изготовленные при помощи FDM технологии
FDM технология стала массовой гораздо раньше DLP. Благодаря этому появилось большое разнообразие 3D принтеров и расходников для них. Можно найти много декоративных пластиков, имитирующих различные материалы, или инженерных для изготовления функциональных моделей или макетов.
Выбираем LCD принтер
Фотополимерные принтеры работают по одной из 3 технологий - DLP, LCD или SLA.
В качестве домашних принтеров обычно используются аппараты, работающие по технологии LCD, благодаря их доступности и небольшой цене.
Конструкция принтера
SLA технология появилась самой первой среди фотополимерных принтеров. При помощи точечно сфокусированного луча, поэтапно засвечиваются нужные участки смолы. Так повторяется слой за слоем.
Принцип работы SLA
Поскольку поверхность модели получается идеально гладкой, SLA стали использовать в ювелирной и стоматологической отрасли.
Плюсы:
-
Высокая точность модели
-
Гладкая поверхность без видимых слоев
Минусы:
-
Высокая стоимость
-
Модель печатается дольше чем DLP или LCD (особенно если моделей несколько)
-
Дорогие расходники
DLP технология появилась позже SLA, но очень ее напоминает. Главное отличие - в качестве источника света используется не сфокусированный луч, а проектор. Это позволило засвечивать весь слой сразу, что существенно ускорило изготовление моделей. Качество поверхности чуть уступало SLA, но современные DLP принтеры, по качеству моделей, почти не уступают SLA технологии.
Принцип работы DLP
Плюсы:
-
Более быстрое изготовление моделей, благодаря засветке всего слоя целиком
-
Расходники немного дешевле SLA
-
Высокое качество поверхности (хоть и может уступать SLA)
Минусы:
-
Возможны проблемы с паразитной засветкой
-
На краях рабочей области может снижаться точность
LCD технология самая молодая из всех. За основу взят принцип DLP, но в качестве матрицы или шаблона засветки используется LCD-дисплей. В качестве источника УФ-света в LCD технологии используют светодиоды. Благодаря недорогим комплектующим удалось получить хоть и простой, но качественный и доступный фотополимерный принтер.
Принцип работы LCD принтера
Плюсы:
-
Небольшая стоимость
-
Дешевые запчасти
Минусы:
-
Низкая точность по сравнению с SLA и DLP (для ювелиров и стоматологов качество LSD печати может быть недостаточно, хотя с развитием технологии появляются все более точные модели)
-
Возможна паразитная засветка
-
Качество моделей может снизиться на краях печатной области (это можно исправить программно)
Смолы, которые используются в качестве расходника для фотополимерной печати, могут сильно и неприятно пахнуть во время работы. Постарайтесь использовать принтер в хорошо проветриваемом помещении или выбирать принтер с закрытым корпусом и фильтром.
Выбирая LCD принтер, уделяйте особое внимание жесткости и точности позиционирования платформы по оси Z. Если по оси Z будут стоять некачественные направляющие или будет даже небольшой люфт, то качество поверхности готовой модели может получится неаккуратным или модель получится неравномерно полосатая.
Рейтинг лучших LCD 3D-принтеров для дома
Anycubic Photon Mono
Это LCD принтер с матрицей, позволяющей увеличить скорость и точность печати. Anycubic Photon Mono станет хорошим помощником для хоббистов и моделистов.
Anycubic Photon Mono SE
Anycubic Photon Mono SE имеет необычный параллельный источник засветки. Это позволяет снизить до минимума искажения по краям области печати. Можно эффективно использовать всю рабочую область аппарата и изготавливать за раз много небольших моделей.
Phrozen Sonic Mini 4K
Модель с LCD дисплеем большого разрешения и большой областью печати. Монохромный дисплей лучше пропускает УФ-лучи и позволяет печатать намного быстрее аналогичных аппаратов с обычным дисплеем. Производитель заявляет срок службы экрана более 2000 часов. Phrozen Sonic mini 4k подойдет практически для любых задач.
Wanhao GR1
Wanhao GR1 обладает высокой точностью и большой областью печати (140х78х200 мм). Производитель попытался снизить искажения на краях дисплея, это позволяет по максимуму использовать всю рабочую область. Высокая точность и большая область печати позволяет использовать Wanhao GR1 не только для хобби, но и на производстве.
Anycubic Photon Zero
Небольшой и очень бюджетный LCD аппарат. Его разрешения и небольшой рабочей зоны (всего 97х54х150 мм) хватит для печати небольших миниатюр, фигурок или небольших инженерных моделей. Anycubic Photon Zero станет хорошим выбором для новичков, которые хотят познакомится с фотополимерной печатью без больших вложений.
Выбираем FDM принтер
Если планируется изготавливать большие и разнообразные функциональные модели или экспериментировать, отличным выбором станет 3D принтер, печатающий по технологии FDM.
Для начала определитесь с размером области печати и свойствами, которыми должна обладать готовая модель. Ведь для работы некоторыми материалами необходима закрытая камера или хороший обдув.
Некоторые модели принтеров можно в дальнейшем “проапгрейдить”. Например, при необходимости докупить запчасти для закрытого корпуса, поставить сопло другого диаметра или поменять термобарьер на цельнометаллический. Но не все производители предусматривают возможность таких апгрейдов.
Конструкция принтера
Несмотря на одинаковый принцип работы, существует несколько различных механик, у которых есть свои плюсы и минусы.
Кинематика “Prusa” (Пруcа)
Пожалуй, самая популярная кинематика среди домашних FDM аппаратов. В основном, благодаря своей простоте и дешевизне. Главная особенность-это стол, который двигается по оси Y, а экструдер двигается по остальным осям. Из-за этого такую кинематику прозвали “дрыгстол”.
Схема Prusa кинематики
Плюсы:
-
Дешевизна
-
Доступность запчастей
-
Много гайдов и обзоров
Минусы:
-
Маленькие скорости печати. Массивный стол с моделью вынужден постоянно двигаться по оси Y, из-за этого на больших скоростях качество печати будет хуже.
-
Некоторые модели имеют конструктивные недостатки (например недостаточная жесткость рамы), их можно исправить, но для этого придётся побыть немного изобретателем. Или найти в интернете готовое решение.
В эту же категорию можно отнести 3D-принтеры с консольной кинематикой. Та же prusa, только уполовиненая. Из-за этого рама получается менее жесткой, но сам принтер получается компактнее.
Кинематика Ultimaker
Экструдер перемещается по осям X-Y, а стол только по оси Z. Все моторы стараются закреплять на корпусе, для облегчения веса движущихся механизмов, благодаря этому удается достичь высокого качества печати на больших скоростях.
Схема Ultimaker кинематики
Плюсы:
-
Большие скорости печати (особенно с боуден подачей) без потери качества
-
Жесткая рама
-
Можно легко полностью закрыть корпус
Минусы:
-
Более дорогой по сравнению с другими кинематиками
-
Высокие требования к качеству направляющих валов. От их ровности напрямую зависит качество печати
H-BOT или Core-XY
Это 2 похожие но более сложные кинематики - стол движется только по оси Z, а экструдер по X-Y. Но для перемещения экструдера используется 1 или 2 длинных ремня и 2 согласованно работающих шаговых двигателя.
Пример Core-XY кинематики
Плюсы:
-
Высокое качество печати
-
Большие скорости печати без потери качества.
-
Можно легко полностью закрыть корпус
Минусы:
-
Дорогая конструкция
-
Большие требования к качеству комплектующих (в качестве направляющих часто используются рельсы)
-
Длинный ремень быстрее растягивается и требует замены или натяжения
Кинематика MakerBot
Похожа на Ultimaker кинематику, но один из моторов располагается на каретке оси Y или X.
Плюсы:
-
Можно легко сделать закрытый корпус
-
Хорошее качество печати
Минусы:
-
Высокие требования к качеству комплектующих
-
Один из моторов перемещается вместе с кареткой что добавляет лишний вес. Это может ухудшить качество печати на высоких скоростях
Дельта
У дельт нет привычных осей XYZ. В дельтах есть 3 колонны, по которым перемещаются каретки, а положение экструдера в пространстве рассчитывается по сложной формуле. Стол обычно статично закреплен на корпусе.
Пример дельта принтера
Плюсы:
-
Дешевый
-
Доступные запчасти
-
Быстрая скорость печати без потери качества
Минусы:
-
Сложная калибровка
-
Высокие требования к жесткости и точности сборки конструкции
Нюансы выбора FDM 3D принтера
Помимо кинематики, при выборе принтера, важно учесть некоторые конструктивные особенности.
Один или два экструдера?
Два экструдера можно использовать для двухцветной печати, но чаще всего второй экструдер используется для печати растворимой поддержкой. Если необходимо печатать сложные детали с внутренними полостями, то стоит выбрать двух экструдерный принтер.
Закрытый или открытый принтер?
Для печати функциональных моделей и запчастей используется пластик, для которого обычно требуется наличие закрытой камеры. Если в планах печать функциональных прототипов или разнообразных моделей, стоит присмотреться к принтерам с закрытой камерой.
Боуден или директ?
Есть 2 типа подачи материала в печатающую головку принтера - боуден и директ.
В боудене мотор механизм подачи располагаются на корпусе принтера. Это позволяет снизить вес экструдера и печатать на более высоких скоростях без потери качества. Но из-за длинной трубки может быть проблематична печать очень мягкими пластиками.
Схема работы боуден подачи
В директ подаче мотор и механизм подачи располагается на экструдере. Это увеличивает вес печатающей головы, но позволяет печатать любыми видами пластиков.
Схема работы директ подачи
Стол с подогревом или без?
Подогрев стола позволяет улучшить прилипание первого слоя модели. А инженерные пластики не получится печатать без подогреваемого стола.
Многие производители добавляют полезные доп.функции. Они не влияют на качество печати, но позволяют сберечь нервы и время. Самые полезные доп функции это датчик наличия филамента и запоминание места печати после отключения электричества.
Датчик наличия филамента.
Он автоматически поставит печать на паузу если закончился пластик. Когда на катушке остается немного пластика, эта функция, позволит не стоять над принтером карауля пока закончится старая катушка, чтобы успеть “на ходу” впихнуть новый пруток.
Защита от отключения электричества.
Запоминание места печати при отключении электричества может сэкономить кучу нервов при печати больших моделей. Не придется переживать, что после отключения света придется запускать многочасовую модель заново или разрезать и допечатывать кусок модели. Особенно обидно выбрасывать сложную недопечатанную модель с поддержками из-за минутного отключения.
Есть также много доп. функций которые позволяют сделать использование принтера более комфортным. Например автоматическая калибровка, сенсорный дисплей, Wi-Fi и другие.
