При ремонте, модернизации или даже производстве различной техники и приспособлений сегодня все больше и больше мастеров смотрят в сторону самостоятельного изготовления деталей и комплектующих.
Для получения необходимых компонентов нет нужды обзаводиться пресс-формами, станочной техникой и осваивать технологию литья с механообработкой. Непрактичную производственную базу вполне реально заменить принтером для объемной печати. Это так называемый 3Д-принтер. В обзоре можно узнать про виды принтера для объемной печати.
Технология объемной печати разработана в 1984 году. Активно входить в быт человека 3D-принтеры начали с начала XXI века. Сегодня же 3Д-печатную технику можно встретить в подсобном хозяйстве практически каждого 2-го мастера.
3D-принтер – устройство для осуществления объемной печати. Это так называемая технология быстрого прототипирования. В результате объемной печати можно получить наглядный образец или даже готовую к эксплуатации продукцию.
В процессе объемной печати производится послойное создание объекта. Предварительно объект печати необходимо спроектировать в любой из многочисленных САПР-программ, в которых есть поддержка 3Д-моделирования.
Ниже будет рассказано о том, как выбрать 3Д-принтер.
Виды принтера для объемной печати
На сегодняшний день можно насчитать десяток-другой технологий, которые используются для осуществления быстрого прототипирования и создания объемных моделей. Наиболее ходовыми для бытового и промышленного применения являются следующие технологии:
- Горячая экструзия пластика
- Печать фотополимерными смолами
- Порошковая металлическая печать
Конечно, существуют и многие другие методы 3Д-печати, от ламинирования до струйного построения, но такая техника является во многом узкоспециализированной и используется по большей части лишь на определенных производственных процессах.
Как выбрать 3Д-принтер для печати пластиком.
Объемная печать горячей экструзией
Весьма широкое распространение получили 3D-принтеры, которые работают по технологии Моделирования методом наплавления. Печатную технику этого типа еще знают под следующими названиями и аббревиатурами: FDM, FFF, PJP.
Суть данной методики проста. Намотанная на барабан пластиковая проволока, которую называют нитью, подается в экструдер, внутри которого установлен нагревательный элемент. Под действием температуры пластик плавится и дозированно выдавливается через сопло.
Печатная головка перемещается по определенной траектории и послойно создает объемную деталь, включая подпорные конструкции.
У 3D-принтера с технологией горячей экструзии пластика есть несколько неоспоримых преимуществ:
- Невысокая цена как самого оборудования, так и расходных материалов
- Неплохая скорость объемной печати
- Большой выбор печатных материалов
В последнее время ассортимент печатных материалов для горячей экструзии заметно увеличился. Вместе с классическим ABS-пластиком и биоразлагаемым PLA-аналогом стали появляться материалы с имитацией свойств древесины, камня и даже металла!
Разумеется, у 3Д-принтеров данного типа есть и некоторые недостатки, которые для многих производственных процессов являются критическими:
- Подверженность деформации, из-за температурной динамики
- Усадка материала
- Вероятность получения пользователем ожогов
Конечно, в перечне современных материалов для объемной печати есть варианты пластика, которые практически не деформируются и не усаживаются в объеме при остывании. Небольшой процент видоизменения готовой продукции все же остается.
Но для домашнего применения и единичного изготовления различной сувенирной продукции, шестеренок и корпусных деталей потенциала 3D-принтера данного типа вполне хватит.
Такую технику можно даже применять для единичного изготовления макетов и наглядных образцов, если к качеству и точности объектов печати не будут предъявляться высокие требования.
Какие еще существуют виды принтера для объемной печати.
Объемная печать фотополимерными смолами
Горячая печать имеет ряд недостатков, которые заметно ограничивают сферу применения быстрого прототипирования. По этой причине была разработана альтернативная методика, предполагающая использование метода объемной печати без нагрева.
Речь идет о 3D-принтерах с технологией Лазерной стереолитографии. Данную методику создания объемных деталей еще знают под следующими названиями и аббревиатурами: SLA, SLA-DLP, SLA-LCD.
В этом случае объект печати создается из специального фотополимера, который кристаллизуется при облучении ультрафиолетовым лазером. Вместо сопла и печатной головки применяется ванна с фотополимерной смолой. На дне ванны установлен осветительный прибор, который подсвечивает нужные области для создания того или иного слоя.
У фотополимерного 3Д-принтера есть немало весомых преимуществ:
- Возможность высокоточной печати
- Широкое видовое разнообразие фотополимера
- Высокая скорость печати
- Отсутствие нагрева, что повышает безопасность
Объемная печать фотополимерной смолой позволяет добиваться полного соответствия готовой детали цифровому чертежу 3D-модели. Принтеры этого типа хорошо подходят, если для пользователя важна высокая точность изготовления.
3Д-принтеры с технологией SLA нашли широкое применение в медицине. При помощи такой техники принято изготавливать различные импланты и протезы. Дополнительно фотополимерная печать активно используется в ювелирном деле, при получении шаблонов, наглядных моделей и форм.
Область применения объемной печати фотополимерной смолой не ограничивается описанными выше сферами. 3D-принтеры этого типа можно задействовать везде, где требуется быстрое и точное изготовление объемных деталей.
Среди недостатков фотополимерных принтеров можно выделить следующее:
- Высокая цена как печатного оборудования, так и расходных материалов
- Отсутствует возможность многоцветной печати
Из-за высокой стоимости печатной техники и фотополимерной смолы такие 3D-принтера редко когда используются в качестве домашней техники, для просто любительского применения.
Существует весьма широкое видовое разнообразие фотополимерной смолы. Есть варианты фотополимера, которые стойко переносят высокие температуры. Есть фотополимеры с повышенной стойкостью к механическим нагрузкам. Можно насчитать десятки узкоспециализированных вариантов смолы.
Объемная печать металлическим порошком
Объемная печать предполагает применение не только пластика или фотополимеров. Современный прогресс позволяет получать объемные детали из самого настоящего металла! Для этого применяется мелкодисперсный металлический порошок, который подвергается спеканию.
В основе 3D-принтера для печати металлическим порошком лежит технология Электронно-лучевого спекания или Лазерной плавки. Объемная печать металлическим порошком еще известна под следующими аббревиатурами: EBM, SLS, DMLS и пр.
3Д-печать металлом дает возможность заменить некоторые металлургические процессы при изготовлении определенных металлоизделий.
3Д-принтер с печатью металлическим порошком дает возможность изготавливать многие виды продукции: корпусные элементы, зубчатые передачи, колесные диски, сувениры и прочее-прочее.
У техники этого типа есть несколько важных преимуществ:
- Отказ от металлической плавки и литья
- Возможность получения высокопрочных деталей
- Экономичный расход порошка
Метод быстрого прототипирования по технологии Электронно-лучевого спекания дает возможность получать металлоизделия с практически такими же физико-механическими свойствами, как и у литых аналогов с механической обработкой.
Конечно, некоторые методики быстрого прототипирования с лазерным спеканием требуют дополнительной термической и механической обработки металлоизделий. То есть после объемной печати детали нужно подвергать запеканию в муфельной печи и механической обработке на станочной технике.
3D-принтеры с печатью металлом весьма дорого стоят, по этой причине их покупка будет оправдана лишь в рамках коммерческого производства металлоизделий.
Ручной 3D-принтер
Техника для печати пластиком, метод горячей экструзии, может быть не только настольной. В перечне 3Д-принтеров этого типа есть немало моделей в форм-факторе ручки.
Ручной 3D-принтер представляет собой устройство, напоминающее по виду толстый маркер или термоклеевой пистолет. В данном случае на кончике прибора предусмотрено сопло, из которого и подается тонкой струйкой жидкий расплав пластика.
3Д-ручка позволяет создавать объемные предметы методом склеивания многочисленных плоских элементов. То есть ручка не позволяет изготавливать детали в воздухе, на весу.
Для начала следует набросать на бумагу эскиз. Затем соплом ручки следует провести по контуру каждого элемента, нанеся таким образом расплавленный пластик. Когда материал застынет, следует склеить полученные элементы в единую деталь.
Некоторые мастера используют ручку в тандеме с настольным 3D-принтером. В этом случае печатная ручка применяется для устранения некоторых дефектов, которые могут появиться на объемной детали.
