Виды и особенности 3D принтеров

Без рубрики

3D-принтер — это устройство, которое может создавать трехмерные объекты из различных материалов. На таком устройстве можно печатать многое: игрушки, посуду, а также протезы или запчасти к технике и оборудованию. Мало кто осознает фантастические перспективы 3D-печати. Техника в основном используется в промышленных масштабах, но и рядовой потребитель может приобрести небольшое устройство для домашнего использования. Для этого важно знать типы существующих 3D-принтеров, их характеристики и отличия, о которых и пойдет речь в этом материале.

Принцип работы

Создание объемных объектов осуществляется путем послойной печати различных материалов, список которых периодически расширяется. Но на данном этапе основными используемыми материалами являются термопласты и фотополимерные смолы. Принцип работы таких принтеров не слишком сложен, учитывая современный уровень развития технологий.

Типы и характеристики 3D-принтеров

  1. В специальной компьютерной программе для 3D-моделирования создается модель объекта, который предполагается распечатать.
  2. Программа обрабатывает созданную модель, разделяя ее на множество слоев в горизонтальной плоскости. Затем они преобразуются в цифровой код, который является командой для принтера. Указывает, как и где наносить материал.
  3. Фактическая печать выполняется напрямую, что формирует продукт, нанося материал слой за слоем. В то же время элемент принтера, отвечающий за печать, перемещается горизонтально, следуя командам, данным программой. После нанесения одного слоя печатающая головка опускается на расстояние, равное его толщине, и наносит следующий.

Важно! Характеристики создания объекта могут различаться в зависимости от типа 3D-принтера, но слои являются общими для всех типов.

Стандартная конструкция

По конструкции 3D-принтер во многом похож на своего собрата, который печатает 2D-изображения. Основное его отличие — возможность делать объекты трехмерными: кроме ширины и длины элементу добавляется еще и глубина. Устройство, способное печатать в трех плоскостях, состоит из следующих компонентов:

Типы и характеристики 3D-принтеров

  • рама: рама, на которой закреплены все остальные элементы принтера;
  • платформа – база, на которой происходит создание объемных объектов;
  • декартовый робот — устройство, перемещающееся по трем осям;
  • мотор – сердце принтера, отвечающее за движение всей конструкции;
  • экструдер – элемент, нагревающий и выдавливающий пластик;
  • специальные датчики, не позволяющие частям принтера выступать из основания во время работы.

В заметке! На сайте 3dtoday.ru есть интернет-сообщество владельцев 3D-устройств. Здесь вы можете найти последние новости, задать вопрос и прочитать обзоры технологий 3D-печати.

Виды по материалу производства

Для простых принтеров необходимо покупать или заправлять чернильные картриджи. В устройствах, печатающих объемные объекты, используются варианты других расходных материалов, которые перезагружаются в 3D-принтер и определяют типы устройств.

Смотрите также:  Способы проверки наушников с микрофоном на компьютере

Порошок

Порошок обычно используется в лазерных устройствах. Суть их работы заключается в следующем: печатающая головка наносит на платформу связующий материал, а затем на нее тонким слоем насыпается порошок, который под действием лазера спекается с веществом. Действие повторяется до тех пор, пока трехмерный объект не будет готов.

Интересный! Преимуществом такого принтера является возможность собрать его самостоятельно. Также можно использовать металлический порошок.

Типы и характеристики 3D-принтеров

Гипс

Гипсовые порошковые принтеры в основном используются для создания декоративных элементов интерьера. При работе обязательно используется связующее. Для таких устройств подойдет не только гипсовый порошок, но и шпаклевка или цемент.

Фотополимер

Для создания объемного объекта также используется жидкий фотополимер — специальные светочувствительные смолы. Они могут различаться по твердости, цвету, прозрачности и другим характеристикам, но общей чертой является то, что все смолы изменяют свои качественные характеристики под воздействием солнечных лучей, то есть принимают окончательную форму. При этом объекты прочны и устойчивы к воде и свету. Суть принтера: ультрафиолетовый лазер освещает заданные программой места, которые начинают затвердевать под действием УФ-лучей.

Типы и характеристики 3D-принтеров

Важно! Принтеры для легкой печати способны выполнять объемную печать с высокой точностью. Единственный недостаток — медленная работа. Но из-за отличного качества получаемой продукции на время не обращают внимания.

Воск

Воск — это материал, который плавится при относительно низких температурах. Благодаря простоте работы с этим веществом контуры объекта получаются четкими и точными, что позволяет использовать принтер в областях, где необходимо строгое соблюдение заданных параметров (например, в медицине). Принцип работы устройства идентичен фотополимерным аналогам.

Нейлон

Нейлон похож на пластик, но обладает лучшей устойчивостью к высоким температурам, а также способен впитывать влагу. Шестерни и запчасти для механизмов чаще всего печатают таким материалом, так как он токсичен. Кроме того, требуется длительное время для затвердевания.

Типы и характеристики 3D-принтеров

Используемые технологии

Существуют различные типы методов 3D-печати, на данном этапе их семь. Если вы хотите купить 3D-принтер, полезно знать характеристики каждого метода.

Смотрите также:  Из бойлера не течет горячая вода – причины и их устранение

FDM

Эта технология является наиболее распространенной и представляет собой послойное направление расходуемой нити по контуру объекта. Стержень помещается в экструдер, где на него воздействует нагревательный элемент, вызывающий плавление материала, который выдавливается через сопло на платформу. Печатающая головка перемещается по заданной программой траектории и создает многослойный объект. Когда процесс печати закончен, материал затвердевает, но необходимо отделить некоторые дополнительные детали, которые помогли при создании объекта.

Типы и характеристики 3D-принтеров

Эта технология позволяет использовать термопластик высокого качества. Объемные объекты достаточно прочны и устойчивы. Принтеры можно использовать дома или в офисе благодаря их экологичности и простоте использования.

Интересный! Действие 3D-ручек основано на принципе FDM, с помощью которого можно рисовать небольшие объемные фигуры. Дизайнеры часто используют эти приспособления, чтобы внести оригинальность в интерьер.

Polyjet

Эта технология включает многоструйный метод моделирования. Материал подается через форсунки, которых может быть сотни. При затвердевании предыдущего слоя происходит непосредственно формирование заданного объемного объекта. Материал используется разный: специальный воск, пластик или фотополимеры. Вы можете получить разноцветные модели, а также комбинировать разные виды расходников.

Типы и характеристики 3D-принтеров

Важно! Технология Polyjet подходит для изготовления медицинских оттисков или зубного протезирования.

LENS

Этот принцип работы заключается в нанесении порошка на лазерный луч, в то время как материал мгновенно спекается. Трехмерный объект создается таким образом слой за слоем. Благодаря этой технологии 3D-печать стали использовать в крупных производствах, поскольку метод применим к металлам. Кроме того, можно смешивать порошки для получения сплавов непосредственно в процессе создания.

Типы и характеристики 3D-принтеров

LOM

Этот метод печати производится путем ламинирования: тонкие пленки полимеров или ламинированной бумаги склеиваются между собой при высоких температурах. Затем лазер вырезает ненужные части модели, намечая контуры.

Типы и характеристики 3D-принтеров

SLA

Эта технология основана на использовании жидких фотополимерных смол, способных затвердевать под воздействием лазера. С помощью метода лазерной стереолитографии модели изготавливаются с тонкими и четкими очертаниями, поэтому эти 3D-принтеры используются для зубных имплантатов в стоматологии, а также в ювелирных изделиях. Но этот способ печати требует качественных и дорогих материалов.

Типы и характеристики 3D-принтеров

SLS

Этот принцип работы заключается в снабжении платформы тонким слоем стекла, металла, пластика или керамики в виде порошка. Расходный материал спекается под лазерным лучом. После формирования первого слоя основание опускается и процесс изготовления повторяется. Опорные конструкции не нужны во время работы, но изделия требуют термической обработки после завершения печати.

Смотрите также:  Инструкция по эксплуатации индукционной плиты

Типы и характеристики 3D-принтеров

3DP

Эта технология аналогична предыдущему способу, но без спекания: порошковый материал образует модель путем склеивания слоев. В клей можно добавлять различные красители, в результате чего трехмерные объекты будут окрашиваться.

Типы и характеристики 3D-принтеров

Другие особенности

У каждого 3D-принтера своя кинематическая схема, по которой происходят механические движения частей устройства: платформы и экструдера. Что такое кинематика, вы можете узнать на страницах Википедии. По схеме устройства разделены на четыре группы.

  1. Первая схема для дельта-принтеров. При этом в устройствах движется только экструдер, а основание остается неподвижным. Устройства с такой схемой редко используются из-за сложных настроек, для них также требуется специфическое программное обеспечение. Но, несмотря на это, эти принтеры печатают достаточно быстро и точно.
  2. По второй схеме экструдер движется по оси X, а рабочий стол по Z и Y. Эта схема тоже не популярна, но PP3DP разработала единственный принтер, который подчеркивает все достоинства схемы.
  3. Наиболее распространены и востребованы третьи кинематические схемы. Экструдер перемещается по осям X и Z, а платформа движется по оси Y. Изначально конструкция была неустойчивой, но со временем опорная рама была усовершенствована: благодаря электронным датчикам, стала жестче.
  4. Устройства с четвертой схемой наиболее стабильны, имеют хорошее качество печати и высокую скорость работы. Печатающая головка двигается по X и Y, основание двигается по Z. Самый яркий представитель устройств с такой схемой — Makerbot.

Итак, с развитием технологий все больше появляются новые и необычные устройства, характеристики которых еще 15 лет назад были на грани фантастики. Зная все особенности 3D-принтеров, можно подобрать устройство как для повседневного домашнего использования, так и для производства продукции в промышленных масштабах.

Лучшие 3D принтеры

Принтер D Wanhao Duplicator 6 Plus (D6 Plus) в чехле на Яндекс Маркете

3D принтеры 3DMALL 3D Printer Wanhao Duplicator i3 Mini на Яндекс Маркете

3D-принтер WANHAO Duplicator i3 Plus 2.0 на Яндекс Маркете

3D принтер (Magic Glue) 9+4 шт в яндекс маркете

3D-принтер Anet A6 на Яндекс Маркете

Оцените статью