Едва ли десятилетие назад 3D-принтеры были неуклюжими дорогими машинами, зарезервированными для заводов и технологических корпораций. Они были почти неизвестны за пределами небольших кругов профессионалов, которые строили и использовали их. Но в значительной степени благодаря движению 3D-печати RepRap с открытым исходным кодом эти удивительные устройства стали жизнеспособными и доступными продуктами для использования дизайнерами, инженерами, любителями, школами и даже частными потребителями. Если вы находитесь на рынке 3D печати, то важно знать, как 3D-принтеры отличаются друг от друга, чтобы вы могли выбрать подходящую модель. Они бывают разных стилей и могут быть оптимизированы для определенной аудитории или типа печати. Собираетесь сделать решительный шаг? Вот что вам нужно учитывать.
Что вы хотите распечатать в 3D?
Вопрос, связанный с тем, что вы хотите напечатать, - это более фундаментальный вопрос: зачем вы хотите печатать в 3D? Вы являетесь потребителем, заинтересованным в печати игрушек и / или предметов домашнего обихода? Тенденционист, который любит показывать новейшие гаджеты своим друзьям? Воспитатель, стремящийся установить 3D-принтер в класс, библиотеку или общественный центр? Любитель или DIYer, которому нравится экспериментировать с новыми проектами и технологиями? Дизайнер, инженер или архитектор, которому необходимо создавать прототипы или модели новых продуктов, деталей или конструкций? Художник, который стремится исследовать творческий потенциал изготовления 3D-объектов? Или производитель, который надеется напечатать пластиковые изделия в относительно короткие сроки?
Ваш оптимальный 3D-принтер зависит от того, как вы планируете его использовать. Потребителям и школам нужна модель, которую легко настроить и использовать, не требует большого обслуживания и имеет достаточно хорошее качество печати. Любителям и художникам могут потребоваться специальные функции, такие как возможность печати объектов с несколькими цветами или использование нескольких типов нитей. Дизайнеры и другие профессионалы захотят получить отличное качество печати. Магазины, задействованные в краткосрочном производстве, захотят, чтобы большая область сборки позволяла печатать сразу несколько объектов. Лицам или предприятиям, желающим продемонстрировать чудеса 3D-печати друзьям или клиентам, потребуется красивая, но надежная машина.
В этом руководстве мы сосредоточимся на 3D-принтерах, которые можно купить в диапазоне до 250000 руб ($ 4000), ориентированных на потребителей, любителей, школьников, дизайнеров продуктов и других специалистов, таких как инженеры и архитекторы. Подавляющее большинство принтеров в этом диапазоне строят 3D-объекты из последовательных слоев расплавленного пластика, метод, известный как производство плавленого филамента (FFF). Его также часто называют Fused Deposition Modeling (FDM), хотя этот термин является товарным знаком Stratasys, Inc. Несколько принтеров используют стереолитографию - первую технологию 3D-печати, которая должна быть разработана, в которой ультрафиолетовые (УФ) лазеры отслеживают картину на светочувствительной жидкости смолы, упрочняя смолу для образования объекта.
Объекты какого размера вы хотите распечатать?
Убедитесь, что область построения 3D-принтера достаточно велика для объектов, которые вы собираетесь печатать с ним. Площадь сборки - это размер в трех измерениях самого крупного объекта, который может быть напечатан с использованием данного принтера (по крайней мере теоретически - это может быть несколько меньше, если платформа сборки не является ровной, например). Типичные 3D-принтеры имеют площадь постройки от 15 до 25 сантиметров, но они могут варьироваться от нескольких сантиметров до более 60 по некоторым измерениям, а некоторые из них фактически квадратные. В наших обзорах мы предоставляем площадь сборки в сантиметрах, по высоте, ширине и глубине (HWD).
Какие материалы вы хотите печатать с помощью?
Подавляющее большинство недорогих 3D-принтеров используют технологию FFF, в которой пластиковая нить, поставляемая в катушках, расплавляется и экструдируется, а затем затвердевает для образования объекта. Двумя наиболее распространенными типами накаливания являются акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) и полимолочная кислота (PLA). У каждого есть несколько разные свойства. Например, ABS плавится при более высокой температуре, чем PLA, и является более гибкой, но испускает пары при расплавлении, которые многие пользователи считают неприятными, и нуждается в нагретой печатной платформе. Отпечатки PLA выглядят гладкими, но, как правило, на хрупкой стороне.
Другие материалы, используемые в печати FFF, включают, но не ограничиваются ими, высокоэффективные полистирольные (HIPS), древесные, бронзовые и медные композитные нити, ультрафиолетовые люминесцентные нити, нейлон, триэфирный полиэфир, поливиниловый спирт (PVA), полиэтилентерефталат ( PETT), поликарбонат, проводящий PLA и ABS, пластифицированный термопластичный эластомер сополиамида (PCTPE) и PC-ABS. Каждый материал имеет различную точку плавления, поэтому использование этих экзотических нитей ограничено принтерами, предназначенными для них, или устройствами с программным обеспечением, которое позволяет пользователям контролировать температуру экструдера.
Филамент поставляется в двух диаметрах - 1,85 мм и 3 мм - с большинством моделей, использующих нить меньшего диаметра. Филамент продается в катушках, как правило, 1 кг (2,2 фунта) и продается от 1000 до 3000 рублей за килограмм для ABS и PLA. Несмотря на то, что многие 3D-принтеры будут принимать общие катушки, 3D-принтеры некоторых компаний используют запатентованные катушки или картриджи. Убедитесь, что нить соответствует правильному диаметру для вашего принтера и что катушка правильного размера. Во многих случаях вы можете купить или сделать (даже трехмерную печать) держатель катушки, который будет соответствовать различным размерам катушки.
Принтеры с полиолитографией могут печатать с высоким разрешением и пропускать нить из фоточувствительной (УФ-отверждаемой) жидкой смолы, которая продается в бутылках. Доступна только ограниченная цветовая палитра: в основном прозрачная, белая, серая, черная или золотая. Работа с жидкой смолой и изопропиловым спиртом, которая используется в процессе отделки для стереолитографических отпечатков, может быть беспорядочной.
Как добиться высокого разрешения?
3D-принтер экструдирует последовательные тонкие слои расплавленного пластика в соответствии с инструкциями, закодированными в файле для печатаемого объекта. Для 3D-печати разрешение равно высоте слоя. Разрешение измеряется в микронах, при этом микрон составляет 0,001 мм, а чем меньше число, тем выше разрешение. Это потому, что чем тоньше каждый слой, тем больше слоев требуется для печати любого заданного объекта и более тонкая деталь, которая может быть напечатана. Обратите внимание, что увеличение разрешения похоже на увеличение количества мегапикселей цифровой камеры. Хотя высокое разрешение часто помогает, оно не гарантирует хорошего качества печати. Обычно все продаваемые сегодня трехмерные принтеры могут печатать с разрешением 200 микрон или лучше, что позволяет производить качественные отпечатки, а многие могут печатать на 100 микрон, что обычно обеспечивает печать хорошего качества. Некоторые из них могут печатать с более высоким разрешением до 20 микрон, но вам может потребоваться выйти за пределы предустановленных разрешений и в пользовательские настройки, чтобы разрешение было меньше 100 микрон. Более высокое разрешение скажется на цене принтера, так как вы придётся доплатить за премиумность принтеров с разрешением более 100 микрон.
Еще одним недостатком увеличения разрешения является то, что оно добавляет затраты на время печати. Уменьшение разрешения вдвое потребует примерно вдвое большее время, чем требуется для печати данного объекта. Но для профессионалов, которым требуется высокое качество на объектах, которые они печатают, дополнительное время может стоить того.
Область 3D-печати для потребителей и любителей все еще находится в зачаточном состоянии. Технология развивается быстрыми темпами, что делает эти продукты более жизнеспособными и доступными. Мы не можем дождаться, чтобы увидеть, какие улучшения принесут следующие годы.
Хотите напечатать в нескольких цветах?
Некоторые 3D-принтеры, которые можно купить в интернет магазине, доступны с несколькими экструдерами могут печатать объекты в двух или более цветах. Большинство из них представляют собой модели с двумя экструдерами, причем каждый экструдер снабжён отдельной нитью своего цвета. Одно из предостережений заключается в том, что они могут печатать только многоцветные объекты из файлов, предназначенных для многоцветной печати, с отдельным файлом для каждого цвета, поэтому области разных цветов состыковываются друг с другом, как (трехмерные) кусочки головоломки.
Какая поверхность должна быть?
Насколько важна платформа построения (поверхность, на которой вы печатаете), может быть не очевидна для новичков 3D-печати, но на практике это может оказаться критически важным. Хорошая платформа позволит объекту приклеиться к ней во время печати, но позволяет легко снимать ее при печати. Наиболее распространенной конфигурацией является нагретая стеклянная платформа, покрытая лентой синего живописца или подобной поверхностью. Объекты прилипают к ленте достаточно хорошо и легко удаляются по завершении. Нагрев платформы может препятствовать тому, чтобы нижние углы объектов скручивались вверх, что является обычной проблемой, особенно при печати с помощью ABS. С некоторыми строительными платформами вы наносите клей (с клеящей палочки) на поверхность, чтобы обеспечать объекту основу, на которую он должен удерживаться. Несколько 3D-принтеров используют лист перфорированной доски с крошечными отверстиями, которые заполняются горячим пластиком во время печати. Проблема с этим методом заключается в том, что, хотя во время печати он будет надежно удерживать объект, по окончании работы объект сложно будет отсоединить объект без повреждений. Использование большого пальца или шила, чтобы выталкивать заглушки из закаленного пластика из перфораций, чтобы освободить объект и / или очистить доску, - это трудоемкий процесс и может повредить плату.
Если платформа сборки наклонена, она может препятствуют печати, особенно крупных объектов. Большинство 3D-принтеров предлагают инструкции по выравниванию платформы сборки или предоставляют процедуру калибровки, в которой экструдер перемещается в разные точки платформы, чтобы гарантировать, что все точки находятся на одной высоте. Небольшое, но растущее число 3D-принтеров автоматически выравнивает платформу сборки. Настройка экструдера на правильной высоте над платформой сборки при начале задания печати также важна для многих принтеров. Такая «калибровка по оси Z» обычно выполняется вручную путем опускания экструдера до тех пор, пока он не окажется настолько близко к платформе сборки, что лист бумаги, размещенный между экструдером и платформой, может перемещаться горизонтально с небольшим сопротивлением. Несколько принтеров автоматически выполняют эту калибровку
Нужна ли вам закрытая область печати?
3D-принтеры с закрытой областью печати имеют закрытую структуру с дверью, стенами и крышкой или капюшоном. Модели с открытой областью печати обеспечивают легкую видимость выполняемых работ по печати и легкий доступ к печатной кровати и экструдеру. Модель с закрытой областью печати более безопасна и не позволяет детям и домашним животным (и взрослым) случайно касаться горячего экструдера. И это также означает более тихую работу, меньший шум вентилятора и снижение возможного запаха, особенно при печати с ABS, который может истощать то, что некоторые пользователи описывают как запах сжигаемого пластика.
Как Вы хотите подключаться к принтеру?
У большинством 3D-принтеров печать с компьютера ведётся через USB-соединение. Некоторые принтеры добавляют свою собственную внутреннюю память, что является преимуществом, поскольку они могут сохранять задание печати в памяти и продолжать печать, даже если USB-кабель отключен или компьютер выключен. Некоторые предлагают беспроводную связь, либо через 802.11 Wi-Fi, либо прямое, одноранговое соединение. Недостатком беспроводной является то, что, поскольку файлы 3D-печати могут иметь размер до 10 МБ, для их переноса может потребоваться гораздо больше времени. Еще один способ подключения, который мы видели, - Ethernet. Многие 3D-принтеры имеют слоты для SD-карт, из которых вы можете загружать и печатать файлы 3D-объектов с помощью элементов управления и отображения на принтере, в то время как другие имеют порты для флэш-накопителей USB. Преимущество печати непосредственно с носителя - это то, что вам не нужен компьютер. Недостатком является то, что они добавляют дополнительный шаг при передаче файлов на вашу карту. Как правило, в дополнение к базовому USB-кабелю предлагается беспроводная, SD-карта или USB-накопитель с большим пальцем, хотя несколько моделей предлагают одну или несколько из этих опций.
Какое программное обеспечение вам нужно?
Сегодня можно купить 3D-принтеры с программным обеспечением на диске или оно доступно к загрузке по ссылке. Оно совместим с Windows и во многих случаях может работать с macOS и Linux. Не так давно программное обеспечение для трехмерной печати состояло из нескольких частей, включая программу печати, которая контролировала движение экструдера, «целевую» программу для оптимизации печатаемого файла, слайсер для подготовки слоев для печати с соответствующим разрешением и язык программирования Python. Эти компоненты были получены из традиции open-source RepRap, которая стимулировала разработку недорогих 3D-принтеров. Но сегодня производители 3D-принтеров интегрировали эти программы в неразрывные удобные для пользователя пакеты.
Некоторые 3D-принтеры позволяют вам использовать отдельные программные компоненты, если вы предпочитаете. Ниже приведены лучшие 3D-принтеры, которые мы недавно просмотрели. Они охватывают широкий диапазон цен, функций и методов печати, но все они представляют качество. Наш учебник является хорошим местом для получения начальной и дополнительной информации о том, что такое 3D-печать, и как она работает
| Принтер | Formlabs Form 2  | LulzBot Mini 3D Printer  | MakerBot Replicator+  | XYZprinting da Vinci Mini  | Ultimaker 3  | XYZprinting da Vinci Jr. 2.0 Mix  | Flashforge Finder 3D Printer  | New Matter MOD-t 3D Printer  | Robo 3D R1 +Plus  | Ultimaker 2+  |
 |  |  |  |  |  |  |  |  |  | |
| Рейтинг Wilbo | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
| Размеры | 51.25 x 33.75 x 32.5 cm. | 38 x 42.75 x 33.5 cm. | 40.5 x 52 x 43.5 cm. | 35.5 x 38.5 x 33 cm. | 57.75 x 49.75 x 33.25 cm. | 37.5 x 41.25 x 42.25 cm. | 41.25 x 41.25 x 41.25 cm. | 29 x 32.75 x 38.5 cm. | 45.5 x 42.5 x 37.5 cm. cm. | 57.75 x 49.75 x 33.5 cm. |
| Вес | 12.70 кг. | 8.52 кг. | 18.32 кг. | 11.02 кг. | 10.56 кг. | 11.97 кг. | 12.79 кг. | 4.98 кг. | 12.70 кг. | 10.88 кг. |
| Макс. рабочий объём | 17.25 x 14.25 x 14.25 cm. | 15 x 15 x 15.5 cm. | 16.25 x 29 x 19 cm. | 14.75 x 14.75 x 14.75 cm. | 19.5 x 21.25 x 21.25 cm. | 14.75 x 14.75 x 14.75 cm. | 13.75 x 13.75 x 13.75 cm. | 12.5 x 15 x 10 cm. | 20 x 25 x 22.5 cm. cm. | 20.25 x 22 x 22 cm. |
| Рабочая область | Закрытая | Открытая | Открытая | Открытая | Открытая | Закрытая | Открытая | Закрытая | Открытая | Открытая |
| LED/LCD экран | Да | Нет | Да | Нет | Да | Да | Да | Нет | Нет | Да |
| Технология | Стереолитография | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) | Экструдированное заполнение филаментом (FFF) |
| Количество головок | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Кол-во цветов | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Наивысшее разрешение | 25 микрон | 50 микрон | 100 микрон | 100 микрон | 60 микрон | 200 микрон | 100 микрон | 100 микрон | 100 микрон | 20 микрон |
| Порты | USB 2.0 | USB 2.0 | USB 2.0 | USB 2.0 | USB 2.0 | USB 2.0 | USB 2.0 | USB 2.0 | ||
| SD Card | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Да | Нет | Нет | Да | Да |
| USB порт тип A | Нет | Нет | Да | Нет | Да | Нет | Да | Нет | Нет | Нет |
| Wireless | 802.11b/g/n | 802.11b/g/n | 802.11b/g/n | 802.11b/g/n | 802.11b/g/n | 802.11b/g/n | 802.11b/g/n | |||
| Материалы | Resin | ABS, PLA, Nylon, HIPS | ABS, PLA | PLA | ABS, PLA, Nylon | PLA | PLA | PLA | ABS, PLA, Nylon, HIPS | ABS, PLA |
