Основные и базовые практики для начинающих
Очень важно понимать, что установка правильных настроек для 3D принтера и слайсера — это лучший способ минимизировать объем доработок выращенной 3D модели. От начальных настроек вашего слайсера будет зависеть внешний вид объекта печати. Например, на внешний вид модели будет очень сильно влиять высота слоя
Этот параметр определяет высоту каждого расплавленного слоя пластика, наносимого на предыдущий. В некотором смысле это схоже с разрешением фотографии или видео. Если вы будете печатать толстыми слоями, то на объекте будет меньше мелких деталей, но сама печать будет стабильней. Когда же вы устанавливаете печать тонкими слоями, то возможен более высокий уровень детализации и более высокая межслоевая адгезия. Еще одним важным параметром является скорость печати, которая при правильной настройке так же может повысить общее качество 3D модели. Скорость печати — быстрота перемещения печатающей головки, в момент выдавливания (экструзии) расплавленной пластиковой нити (филамента). Поэтому оптимальная скорость зависит от объекта который вы печатаете, и от типа пластиковой нити. Итак, простые 3D модели, с минимальной детализацией поверхности, могут быть напечатаны с высокой скоростью и толщиной слоя, без значительной потери в качестве. При этом более детализированные модели, будет лучше печатать на небольшой скорости. Для каждого проекта, будет целесообразно поэкспериментировать с этими двумя параметрами и определить оптимальные настройки. Если вы печатаете 3D модель, и в дальнейшем собираетесь ее покрасить, то лучше всего использовать низкую высоту слоя. Вы потратите больше времени на печать, но меньше на шлифовку перед покраской. Чуть ниже мы расскажем как правильно красить принты, напечатанные PLA пластиком и другими материалами. Итак, после печати, модель необходимо отшлифовать. Это позволит получить максимально гладкую поверхность объекта. Поэтому стоит заранее учесть этот момент, и увеличить толщину стенок и заполняемость 3D модели. Оболочка — это внешняя сторона проектируемой модели. Толщина оболочки — это количество слоев, которое будет иметь внешняя стенка до начала печати с заполнением. Чем выше значение для толщины оболочки, тем толще будут внешние стенки вашего объекта. Соответственно, более толстые стенки делают объект более прочным. Поэтому, если по завершению печати вы планируете обрабатывать модель шлифованием, то предварительно увеличьте толщину оболочки. Плотность заполнения или наполнение — это значение которое показывает насколько объект будет заполнен материалом внутри. Плотность заполнения обычно измеряется в процентах от целого. Это означает, что если выбрана плотность заполнения 100%, то напечатанный объект будет сплошным, без пустого пространства внутри внешней оболочки. Соответственно, если выбрано 0%, то напечатанный объект внутри будет пустым. Плотность заполнения используется для экономии пластика и увеличения скорости печати. Объект с большим заполнением будет прочнее и тяжелее объекта с меньшим заполнением. Это удобно при шлифовании, так как при этом удаляется часть материала и на объект прикладывается определенное давление рукой. Заполнение модели послужит гарантией того, что модель не будет повреждена или деформирована в процессе обработки. Настройки слайсера это не единственное от чего зависит результативность и сложность постобработки. На конечный результат также влияет качество используемой пластиковой нити. Филамент плохого качества содержит примеси, которые отрицательно влияют на плавление материала, экструзию и охлаждение. Кроме того, низкокачественный материал, не имеет жестких допусков для получения высококачественных результатов. В частности, нестабильный диаметр прутка пластиковой нити, может привести к проблемам с экструзией во время печати, что приведет к получению объекта с серьезными дефектами, для устранения которых придется затрачивать дополнительное время (если восстановление вообще будет возможным). Так же можно подобрать цвет филамента, который будет максимально соответствовать желаемому. Это позволит исключить необходимость покраски модели.
Применение ФДМ принтеров
Технология FDM-печати широко распространена благодаря простоте, доступности, низкой стоимости расходных материалов и производимой продукции. С помощью 3D принтера можно создать функциональную модель любого изделия — от мебельной фурнитуры до макета архитектурного сооружения.
3D принтер успешно конкурирует с литьем и штамповкой — традиционными технологиями изготовления продукции из пластика. Объемная печать выгодна, если необходимо создать малую серию изделий или штучный экземпляр модели по точным размерам.
Использование в быту
Бытовые модели FDM-принтеров работают с самыми дешевыми расходными материалами (ABS-пластик) и функционально ограничены. Эти неудобства компенсируются низкой ценой: простейшее устройство для объемной печати можно приобрести за 10-12 000 рублей. С его помощью можно производить простые пластиковые детали для бытовой техники, игрушки, сувениры и мелкую галантерею. Производительность таких принтеров невысока, а изделия требуют тщательной обработки (шлифовки, подкрашивания), но учиться работать лучше на дешевых моделях.
Важно! Технологии трехмерной печати становятся более доступными и дешевыми. Рядовому потребителю не требуется самостоятельно создавать цифровую модель для распечатки: интернет-сервисы (Cubify, Thingiverse и другие) предоставляют платные и бесплатные готовые образцы для 3D-принтера.
Коммерческое применение
3D печать — перспективное бизнес-направление. При сравнительно небольших затратах на расходные материалы и оборудование прибыль владельца студии трехмерной печати составит 15-17 000 рублей с одного принтера в месяц (при условии полной загрузки).
Наиболее выгодно производить:
- сувенирную продукцию;
- корпоративную символику (юбилейные медали, брелки, канцелярские принадлежности с логотипом компании);
- корпусы и чехлы для смартфонов и гаджетов;
- игрушки и фигурки для настольных игр;
- швейную фурнитуру (пряжки, пуговицы, застежки);
- детали для масштабных или коллекционных моделей;
- рукоятки и оснастки для ручного инструмента;
- пластиковые детали для автомобилей или бытовой техники (чаще всего их заказывают мастера автосервиса или специалисты по обслуживанию бытовой техники и электроники);
- формы, модели и шаблоны для ручного творчества (востребованная продукция для мастеров-мыловаров, кондитеров, ювелиров).
Продукцию можно производить из доступных филаментов и даже с небольшими погрешностями по размерам. С подобными задачами справятся бытовые принтеры низкой и средней стоимости.
Для изготовления более сложных изделий (конструктивно важных пластиковых деталей) необходимы продвинутые модели 3D принтеров, работающих с разными расходными материалами. Рыночная цена такой продукции выше, поэтому дополнительные вложения быстро окупят себя.
<?php /**/ ?>
Принтер Ultimaker 3
Устройство представлено в корпусе, изготовленном из высокопрочных пластика и металла, которые гарантируют устойчивость конструкции во время работы. Принтер оснащен емкостным датчиком, позволяющим с точностью определять и выравнивать положение площадки.
FDM-принтер для обучения
С помощью 3D принтера можно создавать наглядные пособия, учебные макеты (модели для уроков физики, химии, биологии). Иллюстративный материал для научных проектов (архитектурные макеты, прототипы деталей и механизмов) легко напечатать с помощью FDM-технологии.
Промышленный дизайн
Трехмерную печать активно используют для создания моделей будущих изделий. С помощью FDM-принтера можно напечатать прототипы корпусов для компьютерной техники, дизайнерские макеты для автопромышленности и строительства. Как правило, разработчики создают несколько вариантов, отличающихся деталями (скругленная или геометрически определенная форма, декоративная отделка). В этом случае штамповка или литье обойдутся дороже, чем печать на FDM-принтере.
Крупные предприятия (компания Microsoft, Dell и другие компьютерные гиганты) с середины 2010-х годов активно используют технологии 3D печати для разработки дизайна новых изделий.
Производство
Прогресс в области 3D-печати металлических деталей продвигается очень быстро. Преимущества перед устаревшими методами колоссальны: математическое моделирование заданных характеристик, моментальное прототипирование, создание форм, ранее недоступных для машинного исполнения, и т.д. Даже если не слушать «апостолов» и энтузиастов 3D-печати, факты говорят сами за себя. Крупнейшие мировые производители — BMW, Mercedes, Volkswagen, Ford — за последние два года вложили миллиарды в развитие новых технологий. Например, GE купил Concept Laser, Siemens объявила о планах сотрудничества с HP и Trumpf, большинство крупных автопроизводителей заявили о своем намерении использовать новое технологическое оборудование для собственного производства уже в ближайшем будущем.
В последнее время специалисты все больше заговорили о приходе 3D-печати в аэрокосмическую отрасль: NASA, Boeing, Airbus, SpaceX — все уже работают с напечатанными частями для своих самолетов и космических кораблей. Европейской агентство по авиационной безопасности (EASA) даже сертифицировала создаваемые на 3D-принтере детали. 3D-технологии в авиакосмической отрасли особенно востребованы, ведь здесь количество единичных деталей измеряется десятками и сотнями. Toyota Camry потребляет миллионы деталей, и в таких объемах их все еще выгоднее штамповать на устаревших станках, другое дело ракеты и самолеты.
Типичные проблемы 3D-принтеров
Сегодня можно выделить несколько типичных неполадок, с которыми приходится рано или поздно сталкиваться владельцам такой диковинной техники.
- Запутывание пластиковой нити на бобине. Решается такая проблема только ручной перемоткой нити. А чтобы избежать ее в дальнейшем – прибегают к доработкам в системе подачи материала, а именно изготовлению дополнительной направляющей для нити.
- Заедание бобины с нитью. Причиной является банальная экономия на подшипнике для вала, его там просто чаще всего не бывает. Отсюда и закономерная блокировка перекосившегося барабана. Здесь опять потребуется доработка – любой подшипник качения, надетый на вал, решит эту проблему раз и навсегда.
- Застрявшая пластиковая нить в направляющей трубке. Причина этому чаще всего заключается в плохой проходимости трубки «на сухую». В кустарных условиях на систему подачи закрепляют губку, смоченную в машинном масле, но такой подход может привести к порче модели и как минимум ухудшению ее внешнего вида. В качестве альтернативы можно просто поднять бобину над принтером и закрепить ее там, тогда можно будет обойтись даже без направляющей трубки.
- Не продавливается нить через сопло. Причина – не хватает мощности двигателя. Решения для такой проблемы два. Первое заключается в повышении температуры плавления, но здесь придется экспериментировать, чтобы не портилась болванка из-за повышенной текучести материала. Второй – опять самостоятельная доделка, а именно замена двигателя на другую более мощную модель.
- Материал застревает в трубе экструдера. Проблема сходна со всеми предыдущими, связанными с плохой проходимостью тракта подачи пластика. Решение для этого может оказаться достаточно простым. Так, можно заменить стандартную трубку на такую же трубку, только с тефлоновым покрытием внутри. Ее придется покупать отдельно, зато позволит избавиться от большинства проблем без вмешательства в конструкцию принтера.
- Плохая работа прижимного механизма, когда прутик пластика не приживается к зубчатому колесу двигателя. Вот эта неполадка хорошо диагностируется и замена, как правило, возможна силами авторизованных сервисов по гарантии.
Вот такой немаленький список уже ставших типичными неполадок может ожидать всех владельцев 3D-принтеров. Еще стоит отметить, что плохая проходимость может оказаться показателем низкого качества самого материала.
Расположение модели на столике
Важным критерием, влияющим на качество получаемой поверхности, является расположение модели на столике. Если плоские части не удается расположить идеально горизонтально, то лучше печатать их под углами 30-90 градусов – это позволит избежать заметной слоистости.
Отверстия и цилиндры, требующие высокой точности печати, стоит располагать вертикально, соосно оси Z. Если необходимо отпечатать несколько отверстий под разными углами стоит выбрать наиболее критичные и расположить вертикально их.
Если требуется получить изделие с аккуратной поверхностью, то стоит располагать ответственную криволинейную поверхность близко к вертикали, что позволит избежать ступенчатости.
Чарльз Фрид
Правило 45 градусов. Этот угол – золотое правило, потому что на него влияет множество важных настроек (температура, скорость…). Его можно применить, к примеру, при моделировании объектов для FDM-печати, чтобы избавиться от необходимости в опорах и тем самым существенно сократить время на финишную отделку модели.
Минус 0,25 мм. Это правило применяется при проектировании объектов, которые должны быть совмещены друг с другом. То есть у каждой из соединяемых поверхностей должно быть вычтено 0,25 мм. К примеру, если у вас есть отверстие диаметром 10 мм, то диаметр трубы, которая должна в нее входить, должен быть 9,5 мм.
Настойчивость. Возможно, это правило покажется вам очевидным, однако, если дело касается 3D-печати, то чудес ждать не приходится. Если у вас раз за разом получаются плохие модели, это может здорово подорвать боевой дух. Но в то же время каждая неудача – это возможность чему-то научиться. Проявите настойчивость, и результат не заставит себя ждать.
Конструктивные особенности 3D принтеров FDM
Некоторые конструктивные решения, применяемые в трехмерных принтерах, покажутся спорными неискушенному пользователю.
Так, многие модели FDM устройств выпускались с деревянными корпусами — недолговечными и хрупкими на первый взгляд. Но дерево поглощает вибрации во время печати, что улучшает качество конечной продукции. Рамы из стали и алюминия служат дольше и обеспечивают защиту печатающего механизма от внешних воздействий.
Свои плюсы и минусы есть у закрытой или открытой (вентилируемой) рабочей камеры принтера. Некоторые филаменты (PLA-полимеры) нуждаются в быстром охлаждении, что достигается при хорошей вентиляции рабочей поверхности.
ABS-пластики, напротив, должны остывать медленно: это предотвратит неравномерное застывание слоев изделия. В этом случае модель не будет деформироваться (трескаться, перекашиваться, «растекаться»). Для ABS-полимеров желательно использовать принтер с закрытой рабочей платформой.
Высота и размер устройства напрямую связаны с предельным размером готового изделия. На принтере с большой рабочей платформой можно напечатать крупные заготовки. Для изготовления вытянутых по вертикали изделий необходимо выбирать модель, работающую в дельтаобразной системе координат. В этом случае рабочая поверхность максимально удалена от печатающего модуля, а вертикальная область построения легко расширяется.
С помощью технологий FDM печати можно производить полимерные детали нестандартных размеров и функциональные модели из пластика. Сфера применения 3D принтера достаточно широка: с его помощью можно напечатать как простейшие изделия (игрушки, сувениры, фурнитуру), так и детали для сложных механизмов.
Наиболее оправдано применение FDM принтера, если необходимо изготовить небольшую партию или единичный экземпляр изделия по точной цифровой модели. В этом случае соотношение производительность—качество—соответствие размерам будет оптимальным.
Заключение
Из вышеперечисленного, можно сделать вывод, выбор 3D ручки, будет зависеть от того кому предназначена 3D ручка. Будь то для ребенка, взрослого, новичка или профессионала. Среди всех 3Д ручек можно выделить несколько самых популярных моделей:
Spider Pen Pro — самая современная на данный момент модель среди горячих ручек подойдет, как детям, благодаря ее удобству для детской руки и металлическому носику, который не разобьется если ребенок уронит ее, так и для профессионалов благодаря функционалу и современному дизайну. Кнопки подачи пластика расположены ближе всего к носику, что значительно упрощает процесс рисования особенно для детей, металлический корпус и элегантный дизайн делает ее отличным подарком на любой случай, это та 3Д ручка, которой будет рисовать вся семья.
Creopop -самая популярная из 3Д ручек рисующих на фотополимерной основе — это самая первая 3Д ручка рисующая холодными чернилами в мире. При этом не самый дешевый вариант, но зато, самый надежный т.к. не смотря на свою простоту фотополимерные ручки также имеют свои особенности устройства.
Spider Pen Plus -Золотая середина при выборе 3Д ручки рисующей горячими чернилами — эта ручка рисует всеми видами пластика, долгое время была самой многофункциональной и популярной 3Д ручкой. Данная модель была основной для 3Д моделирования и отлично зарекомендовала себя, как надежная функциональная и комфортная 3D ручка.
Myriwell 200A -Самый дешевый на данный момент вариант 3Д ручки это конечно не полнофункциональная модель, но для рисования вполне подойдет. Если вы готовы пожертвовать удобством, долговечностью и отказаться от использования разных типов пластика то эта ручка для Вас. Нарисованные этой 3Д ручкой модели не будут отличаться от нарисованных другими.
Spider Pen Start -Если вы подбираете простую и надежную модель то могу вам посоветовать именно эту ручку. Ее будет сложно сломать даже если Вы вовсе не прочитали инструкцию т.к. использует она только один вид пластика и вам не нужно переключать температурные режимы. Это самая первая 3Д ручка с керамическим носиком, остается одной из самых популярных моделей на сегодняшний день.
3D Simo -Производитель Чехия и этим многое сказано, создатели ответственно отнеслись к функционалу этого прибора и к аксессуарам которые дополняют его. Это не просто 3Д ручка — это многофункциональный инструмент включающий в себя не только 3Д ручку, но и выжигательный аппарат, прибор для формовки пенопласта и паяльник также несколько насадок для различного применения, также можно приобрести множество аксессуаров.
Вот и все что хотелось рассказать про это удивительное и ставшее сегодня очень популярным изобретение под названием 3Д ручка.
