Как выбрать 3D-принтер?

У представителей же малого бизнеса часто возникает вопрос: как подобрать 3д-принтер для промышленного применения? Ответ в первую очередь также зависит от характеристик изготавливаемых изделий. Можно обратить внимание на SLA-, DLP-, SLS-оборудование. Есть ряд других профессиональных технологий 3D-печати, применяемых в производственной сфере и в строительстве.

На что стоит обращать внимание при выборе 3d-принтера?

От требований к параметрам изготавливаемых деталей зависит технология объемной печати, которую стоит выбрать. Широко представлено оборудование следующих типов:

• Работающее по принципу послойного наложения материала — FDM (Fused Deposition Modeling). Сквозь сопло выдавливается капля расплавленного полимера. Капли, застывая, формируют изделие.
• Стереолитография (SLA). Материалом служит фотополимер, который застывает при облучении его ультрафиолетом. Отличительные особенности — высокая степень детализации и качественная поверхность изделий.

Как выбрать 3д-принтер для дома? Важные характеристики:

• Применяемое сырьё. Его качество и стоимость.
• Температурные режимы работы.
• Размер пространства печати.
• Потребление энергии.
• Скорость печати.
• Качество поверхности и детализация.

Можно обратить внимание и на наличие усовершенствований и полезных опций, таких как дополнительные элементы управления, отдельный дисплей, удалённый контроль. Возможность подключения по Wi-Fi позволит дать задание на печать, находясь в любом месте, где есть доступ в интернет.

Размер области построения

При выборе 3D-принтера обратите внимание на размер области печати. Именно от её характеристик зависит то, детали каких габаритов можно будет изготовить. Самые большие области построения у промышленных 3D-принтеров. Среди них можно выделить модели, применяемые в строительстве. Такое оборудование используется для возведения домов, поэтому их область печати вмещает в себя всё пространство здания. Размеры области печати могут составлять десятки метров. Стоимость такого оборудования достигает нескольких миллионов рублей.

Промышленные крупногабаритные 3D-принтеры используются и для прототипирования, и для изготовления конечных изделий. В качестве материалов в них может использоваться не только пластик. Другие материалы:

• керамика,
• металл,
• гипс,
• цемент.

Особую нишу занимают принтеры для создания песчаных форм. Это отдельный вид оборудования, востребованный на предприятиях при создании изделий из металла методом литья. Габариты рабочей зоны промышленных 3D-принтеров могут достигать нескольких метров.

Изготовление методом объемной печати пластиковых изделий с применением таких технологий, как FDM, SLA, DLP, SLS и других, подразумевает создание небольших изделий. Поэтому у принтеров, представленных в сегменте для любительского и полупрофессионального применения, размер области печати редко превышает полметра-метр по каждому из трёх измерений. Чаще камера печати ещё меньше, и её габариты составляют 100х100х100 мм.

При выборе 3D-принтера для дома по такой характеристике, как область печати, надо в первую очередь смотреть на то, детали каких размеров планируется изготавливать. Лучше всего рассчитывать так, чтобы изделие занимало не более 80% доступного пространства. При подобных габаритах можно достичь хорошего качества. Если размеры области построений не позволяют изготовит деталь целиком, то можно сделать её по частям, а позже соединить с помощью клея или другим способом.

Поддерживаемые материалы печати

На рынке 3D-печати сегодня представлены аппараты, позволяющие создавать изделия практически из любых видов материалов. Можно делать конструкции из металла, для этого используются технологии SLS, SLM. Деталь формируется за счёт спекания лазером металлического порошка — применяется алюминий, сталь. Мощность лазера регулируемая, и может выбираться в зависимости от температуры плавления материала. Другие технологии используют воск, гипс, керамику, песок, цементную смесь. Применяется нейлон, резина, дерево.

Самым популярным материалом в 3D-печати всё ещё остаются полимеры. Они применяются в принтерах, работающих на основе технологий FDM, SLA, DLP. Если 3д-принтер надо выбрать для дома, для бытовых целей, либо требуется полупрофессиональная модель, то ориентируются именно на эти виды техники. Технология FDM, заключающаяся в послойной укладке расплавленных капель полимера, чаще использует ABS и PLA пластики. Применяются тугоплавкие пластмассы. В оборудовании, работающем на основе технологий SLA и DLP, используются специальные фотополимеры.

Покупая оборудование для объёмной печати, стоит учесть потребность в замещении материала аналогом, возможность использовать сырьё разных производителей. Универсальность хороша в тех случаях, когда нет строгих требований к механическим характеристикам изделий, и можно без негативных последствий заменить материал. Это допустимо при прототипировании, создании сувенирной продукции, деталей для личного пользования. Замена может вызвать сложности, если создаются изделия медицинского назначения.

Температурные режимы

От температуры, возможности её настройки, стабильного поддержания, напрямую зависит качество изготавливаемых деталей. FDM — наиболее часто используемая технология изготовления методом 3D-печати деталей из полимеров. Большинство пользователей применяет PLA — полилактид. Температурные режимы принтера в этом случае выставляются следующим образом:

• сопло: от 190 до 210°C;
• стол: от 60 до 70°C.

Если применяется ABS пластик, второй по популярности материал для FDA принтеров, то температурные режимы нужны иные:

• сопло: от 230 до 250°C;
• стол: от 90 до 100°C.

При фотополимерной печати большой нагрев не требуется. Достаточно поддерживать температуру смолы на уровне 25-35°C. Технологии SLS, SLM используют лазер для точечного разогрева материала, температура в рабочем пространстве может достигать 190°C.

Сроки изготовления изделий

Время, за которое 3D-принтер изготовит деталь, зависит от нескольких факторов:

• сложности геометрии детали;
• размера детали;
• применяемой технологии 3D-печати.

Так, печать по технологии SLA медленнее, чем печать по схожей с ней технологии DLP, потому что в последней обработка происходит не точечно, а послойно — затвердевает слой целиком.

Надо помнить, что кроме процесса формирования изделия, время требуется и для вывода оборудования на рабочие режимы работы, прогрев, а также на остывание детали после завершения её создания. В сроках изготовления изделия должна учитываться и постобработка. Часто изделиям, выполненным методом 3D-печати из полимеров, требуется шлифовка поверхности.

Производительность

Скорость печати зависит в первую очередь от используемой технологии. Наиболее производительными считаются DLP-принтеры, которые формируют сразу целый слой изделия, а не конструируют его поточечно, как это реализовано в других технологиях.

Зависит быстрота печати и от конструкции самого принтера. От состояния его движущихся частей, механики. От качества прогрева пластика в экструдере. Общий износ оборудования также влияет на скорость печати.

Чтобы увеличить производительность, можно снизить качество печати, если поверхность изделия можно ухудшить без вреда функциональности. Средняя рекомендуемая скорость печати по технологии FDM с использованием полилактидов составляет 100-150 мм/с.

Для повышения качества поверхности рекомендуется её снижать до 50-60 мм/с. Если изделие требуется получить как можно скорее, скорость допустимо увеличить до 250 мм/с. При печати ABS пластиком оптимальное качество достигается на скорости 60 мм/с.

Точность печати, детализация и качество поверхности изделий

Точность изготовления изделий методом объемной печати зависит от технологии. Чтобы подобрать 3д-принтер, надо знать: при изготовлении деталей из пластика, наилучшее качество поверхности и точность изготовления достигаются с помощью SLA и DLP оборудования. Такие изделия используются в медицине, ювелирной промышленности.

При печати методом FDM есть два фактора, которые могут повлиять на качество. Первый из них — размер сопла. Чем оно меньше, тем меньше частица выдавливаемого пластика, точнее поверхность изделия. Второй — скорость печати. Это регулируемый параметр, поэтому можно использовать один из трёх вариантов:

• добиваться среднего качества при нормальном режиме работы;
• получать высокое качество, но изделие создаётся медленно;
• деталь печатается быстро, но качество поверхности низкое.

Для бытовых целей подойдут простые принтеры по относительно низкой цене. Обычно это оборудование, работающее на базе FDM, печатающее детали из полилактидов или ABS пластика. До того, как выбрать 3д-принтер для малого бизнеса следует изучить рынок чуть более дорогих моделей. Они обладают лучшим качеством печати, большей скоростью, они надёжнее, долговечнее. В этом сегменте представлены не только FDM, но и SLA/DLP/LCD.

Другие технологии 3D-печати относятся к промышленным и специализированным. Это техника для спекания металлического порошка, для изготовления элементов архитектурного убранства, для печати крупногабаритных пластиковых изделий. Отдельно можно упомянуть строительные 3D-принтеры, оборудование для печати песчаных форм. Стоимость такой техники измеряется в миллионах рублей.

Изображение от freepik