Для профессионального, личного применения или в образовательных целях, 3D-принтеры сейчас доступны как никогда. Давайте узнаем, что известно об этой технологии и какие модели стоит приобрести.
Как выбрать 3D-принтер
Примерно 10 лет назад 3D-принтеры были огромными, дорогими машинами для фабрик и богатых корпораций. За пределами узкого круга специалистов они не были известными. Благодаря открытому движению RepRap эти удивительные устройства стали более доступными и распространёнными среди дизайнеров, инженеров, энтузиастов, в школах и даже дома.
Если вы собрались купить себе 3D-принтер, важно понимать, чем один отличается от другого и как выбрать правильную модель. Есть множество различных нюансов и модели могут предназначаться для разных типов печати.
Что вы хотите печатать?
Главный вопрос при покупке: что вы собираетесь печатать? Вы заинтересованы в игрушках или предметах домашнего хозяйства? Любите хвастаться перед друзьями последними гаджетами? Хотите установить 3D-принтер в школе, библиотеке? Любите экспериментировать с новыми проектами и технологиями?
Вы дизайнер, инженер или архитектор, которому нужно создавать прототипы моделей новых продуктов и структур? Художник, который исследует потенциал трёхмерных объектов? Или производитель, которому нужны пластиковые предметы за короткое время?
В общем, выбор 3D-принтера зависит от сферы его применения. Обычные потребители и школы захотят модель с простой настройкой и применением, которой не нужна сложная поддержка, но при этом есть довольно высокое качество печати. Любители и художники требуют специальных возможностей, вроде печати более чем в одном цвете, а также использование разных типов нитей.
Дизайнерам и другим профессионалам нужно максимальное качество печати. Магазинам с небольшим производством нужна большая поверхность печати для создания множества объектов одновременно. Отдельным лицам или предприятиям нужно показывать чудеса 3D-печати друзьям или клиентам.
В этом руководстве будут рассмотрены принтеры для любителей, школ, дизайнеров и других профессионалов, вроде инженеров и архитекторов. Большинство принтеров в этом диапазоне печатают трёхмерные объекты из последовательных слоёв жидкого пластика, что называется методом моделирования путём направления жилы (FFF).
Также эту технику часто называют моделирование методом послойного наложения расплавленной полимерной нити (FDM), хотя это название зарегистрировано компанией Stratasys и относится не только к 3D-принтерам, но и к 3D-ручкам, где вместо чернил применяется расплавленный пластик.
Некоторые 3D-принтеры используют стереолитографию, первую технологии 3D-печати. Здесь ультрафиолетовые лазеры создают шаблон на фоточувствительном жидком полимере, формируя модель при затвердевании полимера.
Объекты какого размера можно печатать?
Убедитесь, что принтер достаточно большой, чтобы уместить нужный вам объект. Типичные 3D-принтеры имеют площадь печати между 3871 и 5806 кв. мм, а также размер может варьироваться от нескольких дополнительных сантиметров до 60 см в сторону.
Какими материалами вы будете печатать?
Большинство недорогих 3D-принтеров использует технику FFF. Здесь применяется пластиковая нить в катушках. Она плавится и выталкивается из катушек, затем затвердевает и формирует объект. Двумя самыми популярными видами нитей являются АБС-сополимер и полилактидная кислота (PLA).
Свойства у них слегка различаются. АБС-сополимер плавится при более высоких температурах по сравнению с PLA и более гибкий, но он испускает пары с неприятным запахом и сильно нагревает поддон для печати. PLA печатает более гладкие поверхности, но при этом более хрупкие.
Среди других материалов для печати есть ударопрочный полистирол (HIPS), дерево, бронза, композит меди, ультрафиолетовые люминесцентные нити, нейлон, полиэстер тритан, поливиниловый спирт, полиэтиленовый терефталат (PETT), поликарбонат, проводящие PLA и ABS, пластичный сополиамид термопластичного эластомера (PCTPE) и PC-ABS.
У каждого материала разные точки плавления, поэтому применение этих экзотических нитей ограничено принтерами специально для них или программным обеспечением с контролем температуры пресса.
Нити есть двух диаметров: 1,85 и 3 мм. В большинстве случаев используется первый вариант. Нити продаются в катушках, которые обычно весят 1 кг. Стоимость такой катушки для нитей ABS и PLA варьируется от 1200 до 4000 руб.
Хотя многие принтеры поддерживают обычные катушки, некоторые 3D-принтеры используют картриджи. Нужно убедиться, что картридж правильного диаметра для конкретного принтера и что катушка нужного размера. Во многих случаях можно купить или сделать, даже напечатать держатель катушки разных размеров.
Принтеры со стереолитографией печатают на высоких разрешениях и вместо нитей тут применяется фоточувствительный жидкий фотополимер, который продаётся в бутылках. Доступно ограниченное число цветовых вариантов: прозрачные, белые, серые, чёрные и золотые.
Работа с жидким фотополимером и изопропиловым спиртом, который применяется для завершения процесса печати, может быть довольно грязной.
Какое разрешение вам требуется?
3D-принтер накладывает последовательные тонкие слои расплавленного пластика в зависимости от параметров файла печати. Разрешение в данном случае означает высоту слоя. Она измеряется в микронах, 1 микрон равен 0,001 мм. Чем меньше число, тем выше разрешение.
Чем тоньше каждый слой, тем больше слоев нужно для определённого объекта и тем выше получается детализация. Увеличение разрешения напоминает увеличение количества мегапикселей в цифровой камере.
Само по себе разрешение не гарантирует высокого качества печати.
Почти все продаваемые сейчас 3D-принтеры могут печатать на разрешении 200 микрон, что означает неплохое качество. Многие поддерживают разрешение 100 микрон, в таком случае качество ещё выше. Некоторые принтеры дотягивают до разрешения 20 микрон, но может потребоваться применить нестандартные настройки для разрешения менее чем 100 микрон.
Чем выше разрешение, тем дороже принтер. Другим недостатком увеличения разрешения является повышение продолжительности печати. Уменьшение разрешения вдвое обычно в два раза сокращает время печати. Если для профессионального применения требуется высокий уровень печати, время не играет особой роли.
Сегмент 3D-печати для домашних пользователей и любителей пока только зарождается. Технология развивается быстро, продукты делаются все более доступными и удобными.
Печать в разных цветах
Некоторые 3D-принтеры поддерживают разные прессы для печатей в двух или более цветах. В большинстве таких принтеров два пресса, каждый из них наполняется нитями разных цветов.
Печать может осуществляться только из файлов, которые были созданы для многоцветной печати.
Для каждого цвета применяется отдельный файл, чтобы участки с разными цветами объединялись друг с другом, словно трёхмерная головоломка.
Поверхность печати
Для новичков может быть непонятна важность поверхности печати, но на практике это критически важный параметр. Хорошая платформа позволяет объекту прочно прикрепляться к ней во время печати, но при этом при завершении печати нужно легко извлекать этот объект. Чаще всего применяется платформа из закаленного стекла.
Объекты прикрепляются к ленте достаточно плотно и легко снимаются после завершения печати. Нагрев платформы не позволяет нижним углам объектов сворачиваться, что часто бывает, особенно при печати с применением ABS.
На некоторых платформах применяется клей на поверхности, чтобы объекты могли прикрепляться к ней. Это удобно, если потом объект легко снять. Иногда нужно вымачивать платформу и объект в тёплой воде, чтобы объект смог оторваться.
Новые 3D-принтеры используют перфорированный поддон с крошечными отверстиями, которые во время печати заполняются горячим пластиком. Проблема данного метода в том, что хотя объект хорошо удерживается на месте во время печати, потом его тяжело отсоединить. Использование канцелярской кнопки или шила для освобождения объекта довольно затруднительно и может повредить поддон.
На многих принтерах требуется установка пресса на правильную высоту над платформой печати. Такая калибровка по оси Z обычно выполняется вручную. Пресс снижается, пока не окажется близко над печатающей платформой, чтобы лист бумаги входил между ними горизонтально с лёгким сопротивлением. На некоторых принтерах такая калибровка выполняется автоматически.
Тип корпуса
3D-принтеры с закрытым корпусом обладают дверцей, стенками, крышкой. Модели с открытым корпусом обеспечивают видимость печати и доступ к прессу. Закрытые принтеры более безопасные, особенно если у вас есть дети или домашние животные. В таком случае они не смогут дотронуться до горячего пресса. Печать будет происходить тише, крышка заглушает звук вентилятора и возможные запахи, особенно при печати с применением ABS.
Подключение
Большинство 3D-принтеров подключаются к компьютеру через USB. У некоторых принтеров есть собственная память, что является преимуществом, давая возможность продолжать печать при отключении кабеля USB или выключении компьютера. Бывают принтеры с беспроводной связью, такой как 802.11 Wi-Fi или P2P. Недостаток беспроводной связи в том, что размер печатающих файлов может быть до 10 Мб, поэтому их долго загружать. Ещё можно подключаться через Ethernet.
Многие принтеры обладают картами памяти SD для загрузки файлов печати. У некоторых есть дисплеи, у некоторых порты USB для флешек. Преимущества печати с носителя в том, что не нужен компьютер. Недостаток в том, что нужно переносить файлы печати на карту. Обычно беспроводное подключение, карты SD и флешки даются как бонус к подключению через кабель USB.
Программное обеспечение
Современные 3D-принтеры обладают программным обеспечением на диске в комплекте или его можно скачать на сайте производителя. Приложения работают на Windows, во многих случаях также на macOS и Linux. Не так давно программное обеспечение 3D-принтеров состояло из нескольких частей, включая печатающую программу для управления движением пресса, программу для оптимизации файлы, слайсер для подготовки уровней печати на нужном разрешении.
Эти компоненты пришли из открытого RepRap, что породило распространение дешёвых 3D-принтеров. Сейчас производители принтеров интегрируют все эти компоненты в один программный пакет. Некоторые принтеры позволяют разделять программы на компоненты, если вам так удобнее.
Модели
Dremel DigiLab 3D45 3D Printer
Оценка: 4,5 из 5
Плюсы
- Очень хорошее качество печати
- Простота применения
- Удобное и мощное программное обеспечение
- Печать через USB, Ethernet, Wi-Fi и USB-флешку
- Безопасный дизайн
- Относительно тихий
Минусы
- Ограниченное число цветов нитей по сравнению с конкурентами.
- Сенсорный экран не самый отзывчивый
Вывод: Dremel DigiLab 3D45 обладает большим числом функциональных возможностей, печатает аккуратно, имеет мощное программное обеспечение, что делает его одним из лучших.
Formlabs Form 2
Оценка: 4 из 5
Плюсы
- Превосходное качество печати
- Автоматическая подача полимера
- Связь через USB, Wi-Fi и Ethernet
- Сенсорный экран
- Несколько кастомных типов фотополимера
Минусы
- Принтер не смог опознать один из картриджей при тестировании
- Нужно время, чтобы научиться мастерски печатать
Вывод: Form 2 предлагает великолепное качество печати, хороший выбор фотополимеров и улучшенное взаимодействие с пользователем по сравнению с прошлым поколением принтеров Formlabs 3D.
MakerBot Replicator+
Оценка: 4 из 5
Плюсы
- Простота применения
- Очень хорошее качество печати
- Удобное и мощное программное обеспечение
- Печать через USB, Ethernet, Wi-Fi и USB-флешку
- Безопасный дизайн для открытого принтера
- Относительно тихий
Минусы
- Сложная настройка принтера через приложение MakerBot Mobile
- Довольно дорогой фотополимер
Вывод: MakerBot Replicator+ 3D был улучшен сравнению со своим предшественником, стал быстрее, больше площадь печати, подходит для профессионалов.
Ultimaker S5
Оценка: 4 из 5
Плюсы
- Двойной пресс
- Большой объём
- Тихий
- Хорошее качество печати
- Лёгкая настройка и работа
- Сенсорный экран
Минусы
- Цена
- Относительно низкая скорость печати на разрешении по умолчанию
Вывод: достоинства этого 3D-принтера делают его хорошим выбором для профессиональных сфер применения.
Dremel DigiLab 3D40 Flex 3D Printer
Цена: 4 из 5
Плюсы
- Простая настройка
- Удобное программное обеспечение
- Солидное качество печати
- Гибкая плата позволяет легко собирать объекты
- Многочисленные варианты подключения
Минусы
- Только нити PLA
Вывод: простой в работе принтер обладает удобным программным обеспечением, хорошим качеством печати и несколькими вариантами подключения. Отлично подойдёт для учебных заведений.
LulzBot Mini 2
Оценка: 4 из 5
Плюсы
- Простота настройки и применения
- Мощное программное обеспечение
- Тишина в работе
- Поддержка разных типов нитей
- Экран LCD со слотом SD
- Самовыравнивающийся поддон
- Простота снятия напечатанных объектов
- Работает в системах Windows, macOS, Linux
Минусы
- Непостоянство качества печати
- Открытый корпус повышается риск возгорания из-за горячего пресса
- Относительно малый выбор вариантов подключения
Вывод: с LulzBot Mini 2 легко работать с разными типами нитей. Это хороший выбор для школ и для хобби, если вы готовы вложить деньги в мощный и разнообразный 3D-принтер.
Цена: от 1500 $ (Amazon)
Ultimaker 3
Оценка: 4 из 5
Плюсы
- Простота применения
- Хорошее качество печати
- Надёжная и безошибочная печать
- Двойной пресс позволяет использовать два цвета или типа нитей
- Тихий
- Несколько вариантов подключения
Минусы
- Длительное время печати на разрешении по умолчанию
Вывод: Ultimaker 3 предлагает очень хорошее качество печати и может печатать при помощи пластиковой нити. Две печатающее головки позволяют использовать два цвета.
XYZprinting da Vinci Jr. 2.0 Mix
Плюсы
- Низкая цена для двухцветного принтера
- Хорошее качество печати
- Нет ошибок при печати
- Тихий
- Печатает через USB, Wi-Fi, SD
Минусы
- Плохая документация
Вывод: отличный выбор по невысокой цене, особенно если вы хотите печатать в двух цветах.
Flashforge Finder 3D Printer
Оценка: 3,5 из 5
Плюсы
- Тихий
- Хорошее качество печати
- Подключается через кабель USB 2.0, диск- USB или Wi-Fi
- Разумная цена
Минусы
- Некоторые объекты скатывались с платформы во время тестирования
- Плохая документация
- Скромный объём печати
- Печатает только при помощи биоразлагаемого пластика (PLA)
Вывод: принтер по невысокой цене с хорошим качеством печати, но его непросто настроить и запустить.
WobbleWorks 3Doodler Create+ Leather Edition
Оценка: 3,5 из 5
Плюсы
- Раздолье для экспериментов
- Плавность операций
- Множество контента, видео, шаблонов в интернете
- Содержит четыре пакета нитей, включая два на основе дерева
- Набор инструментов и шесть наконечников в комплекте поставки
Минусы
- Дороже по сравнению с аналогами
- Сложная смена типов нитей
Вывод: 3D-ручка с сенсором, который позволяет рисовать на разных материалах, включая дерево.
Цена: от 119 $ (Amazon)
