3D nyomtatók gyár az asztalon

A 3D-s nyomtatás fejlődésének rövid története, a 3D-s nyomtatók főbb elemeinek vizsgálata, a 3D-s nyomtatókban használt fogyóeszközökre vonatkozó információk megadása, a munka alapelveinek ismertetése. Az 1000 dollár fölötti árkategóriájú több 3D-s nyomtatók fő jellemzői szerepelnek.

Az elmúlt években, köszönhetően a megjelenése a piaci megfizethető otthoni asztali 3D-s nyomtatók kezdett szert népszerűségre nyomtatási háromdimenziós tárgyakat. A múlt század végén megjelentek a kereskedelmi 3D-s nyomtatók, de a magas ár és a nagy méret miatt nem álltak az átlagos felhasználók rendelkezésére. A 3D nyomtatás egyik úttörője a 3D Systems cég volt. Alapítója, Charles Hull (Charles W. Hull), a fejlett technológia a háromdimenziós tárgyak rétegenként termesztése fénypoiimerizáiható készítmény, amelyet a nevezett sztereólitográfia. A szabadalom 1986-ban érkezett. Az első 3D nyomtató cég 1987-ben jelent meg. Hamarosan kezdtek megjelenni az új 3D-s nyomtatók más cégek, mint például a DTM, Stratasys, Z Corporation, valamint az új technológiák nyomtatás háromdimenziós tárgyakat. Ezek közé tartoznak a kondenzált Deposition Modeling (FDM), réteg-tömítést (SGC), szelektív lézeres szinterezés (SLS), elektronsugár olvasztással (EBM) és számos más, kevésbé népszerű technológiák.

A Project RepRap valójában forradalmat indított a 3D-s nyomtatásban, amelyet a hetvenes évek forradalmához hasonlítanak a számítógép területén. Abban az időben kezdtek megjelenni az első nyilvános személyi számítógépek. A jelenlegi forradalom piacot teremtett az alacsony költségű asztali 3D nyomtatók, amelyekben nagyszámú különböző modellek vállalatok, mint a 3D Systems, Z Corporation, Dimenzió, MakerBot, Ultimaking, EOS, Cubify és mások. A leginkább figyelemre méltó modell figyelembe kell venni az alábbiakat, de most áll a közös problémák kapcsolódó asztali 3D-s nyomtatók, hogy jobban megértsék, mit képviselnek.

A 3D nyomtató alapvető elemei

Háromdimenziós 3D-s nyomtatók általában a következő fő elemekből állnak: keret, nyomtatási elem, platform, léptetőmotorok vezetőkkel és elektronikával.

Kettős nyomtatási elem: nézze meg a felső (bal) és az alsó (jobb) nézeteket.

1. A keret a nyomtató szerkezeti alapja, amelyen a vezetők közvetlenül a motorokhoz vannak rögzítve, és az elektronika a nyomtatási folyamat irányítására szolgál. A keret lehet egy sor menetes rudak összekötött műanyag alkatrészek, mint például a RepRap modellek, és lehet az alapja egy teljes test, amelyet főként fémlemezből, rétegelt lemez vagy plexi.
   
2. A nyomtatási elem (2. ábra) a 3D nyomtató szíve. Ez extruderből és egy forró végű modulból áll. Az extruder úgy van kialakítva, hogy megkapja a fogyóanyagot, és tolja tovább a további olvadáshoz. Rendszerint testből, motorból, fogaskerekekből, nyomóhengerből és behúzócsavarból áll. A forró vég termikus gátaként szolgál, és egy fűtőberendezésből, egy termisztorból és egy fúvókából áll. Általában a nyomtatóelem közvetlen közelében egy ventilátor biztosítja az optimális hűtést. Egyes nyomtatómodellek két vagy akár három nyomtatási elemet is tartalmazhatnak.
   
3. Egy platform, más néven nyomtatási sík, kocsi vagy asztal, meghatározza az X és az Y tengelyek nyomtatási méreteit. A platformot fel lehet melegíteni vagy nem, amely meghatározza a nyomtatandó anyag típusát.
   
4. Motorok (3. ábra), útmutatók, és a különböző övek és fogaskerekek lehetővé teszi, hogy mozog a nyomtatási elem és a platform összhangban a kívánt koordinátákat a tengelyeken X, Y és Z. léptető motorok vannak, főleg a nyomaték modell szülés 2 - 5 kg / cm.
   
5. Az elektronika a 3D-s nyomtatókban rendszerint egy ellenőrző mikrokontrollerrel ellátott tábla és egy tábla a léptetőmotorok vezérléséhez. Például a RepRap család nyomtatóiban az Arduino Mega 2560 vezérlőkártyaként van használva, és a RAMPS kártya a beépített léptetőmotorok meghajtóival forgathatja a motorokat. Mivel a RepRap egy nyitott projekt, a fenti táblák összes dokumentációja nyilvánosan elérhető. Elég népszerű a Sanguinololu tábla is, amely a Sanguino Arduino klónjának és a Pololu motorvezérlőjének kombinációja. Széles körben elterjedt a különféle változatok generációs elektronikai táblái is.

A legtöbb nyomtató kétféle típusú hőre lágyuló műanyagot támogat: ABS és PLA. Az ABS-műanyag (akrilnitril-butadién-sztirol) a petrolkémiai ipar terméke, melyet fokozott ütésállóság és tartósság jellemez. Nem toxikus és szagtalan. Ezenkívül ellenáll a mosószereknek és a lúgoknak is. Az olvadáspont azonban meglehetősen magas - körülbelül 220-240 ° C. Bár az ABS műanyag az asztali 3D nyomtatók leggyakoribb fogyóanyaga, a piacon nem minden modell támogatja. Az ilyen műanyag használatának legfőbb hátránya a platform felmelegedésének szükségessége. Az ABS gépjárműalkatrészek, háztartási készülékek, bútorok, írószerek, szaniterek, játékok és ajándéktárgyak gyártására szolgál.

A második legnépszerűbb a PLA (polilaktid). Ez egy környezetbarát termék, amelynek nyersanyaga megújuló élelmiszerforrásokként szolgálhat, mint például a kukorica, a cukornád, a cukorrépa. Ennek a műanyagnak az olvadáspontja 170-180 ° C. Nem szükséges melegíteni a platformot ilyen anyaggal való nyomtatáshoz. A PLA-t a nagy szilárdság és megbízhatóság is jellemzi. De a nehéz terhelések hatására az ABS és a PLA részei másképp viselkednek. A PLA-ból származó rész deformálódik, azaz hajlít és zsugorodik, míg az ABS modell megreped, vagyis lebomlik. A PLA fő hátránya a törékenység. Mivel természetes anyagból készült, a nyomtatott modell életciklusa nem haladja meg az 1-2 évet, amely után elkezd bomlani. A PLA-t főként ételek gyártására használják.

A felsorolt ​​típusú hőre lágyuló műanyagokon kívül bizonyos modelleknél a PVA (polivinil-acetát), a PCL (polikaprolakton), a PP (polipropilén) és a HDPE (polietilén) is használható.

Az asztali 3D nyomtatók munkájának elve

Állítsa be a nyomtatást a ReplicatorG szeletelőben.

Miután megkapta a G-kódot, a modell elküldésre kerül. Közvetlenül a nyomtatás előtt a nyomtató felmelegíti a nyomóelemet a kívánt hőmérsékletre, majd rétegenként réteggel kezd el formát alkotni, és az extrudert a forró végű műanyagba szorítja, ahol megolvad és kilép. Az objektum létrehozásának időtartama elsősorban olyan tényezők függvénye, mint a fej sebessége, a modell mérete és a műanyag töltő tényezője.

Nyomtatók a piacon (több mint 1000 dollár értékben)

Ez a rész leírja és leírja a leggyakoribb asztali 3D nyomtatókat az orosz piacon. Ez segíteni fog a végfelhasználónak abban, hogy tájékozódjon az ilyen eszköz megvásárlásakor, mivel a különböző modelleknek eltérő nyomtatási sebessége, rétegvastagsága és munkaterülete van, és árkategóriája meglehetősen széles. A 3D nyomtatókat csökkenő sorrendben mutatják be. Emlékeztetni kell arra, hogy az alábbiakban felsorolt ​​árakat a gyártók vagy közvetlen értékesítési képviselőik állapítják meg, és a boltokban 50% -kal, 150% -kal növelhető.

• A munkaterület mérete (CubeX / CubeX Duo / CubeX Trio): 275/230/185 × 265/265/265 × 240/240/240 mm
• Rétegvastagság: 0,1 mm
• Hiba az X és Y tengelyeken: +/- 1%
• Nyomtatási sebesség: 15 mm 3 / s
• Méretek: 51,5 × 51,5 × 59,8 cm
• Súly (CubeX / CubeX Duo / CubeX Trio): 36/37/38 kg
• Költség (CubeX / CubeX Duo / CubeX Trio): $ 2799 / $ 3299 / $ 4399

A nyomtatót (6. ábra) a MakerBot fejlesztette ki [3]. Ő egy továbbfejlesztett változata egy korábbi MakerBot Replicator, amelyre azonban a gyártó szállítja az alkatrészeket és technikai támogatást nyújt. A Replicator 2 számos lelkes értékelést kapott, valamint egy díjat kapott a MAKE folyóiról. A nyomtatás nagy pontossága, a viszonylag nagy munkaterület, a nagy sebesség és az alacsony tömeg igazolja a viszonylag magas költségeket. Azonban a PLA támogatása a modell egyik jelentős hátránya. Ma már elérhető a modell MakerBot Replicator 2X, ami nem sokban különbözik a Replicator 2 műszaki jellemzőit, azonban javult extruder kialakítása teszi loading műanyag kényelmesebb, speciálisan kezelt platform optimalizált ABS kiváló minőségű nyomtatást, és szándékos hűtés, amely lehetővé teszi a modell lehűlni egyenletesen . Meg kell jegyezni, hogy a MakerBot Replicator Series nyomtatók már annyira népszerű, hogy a kínai cég MBot 3D [4] kínál egy kissé módosított másolata Replicator (néven forgalmazott MBot Cube) és Replicator 2 (megjelent cím alatt MBot Cube 2) ára $ 999 és $ 1,399.

• Munkaterület mérete: 285 × 153 × 155 mm
• Rétegvastagság: opcionális 0,1 / 0,27 / 0,34 mm
• Hiba az X / Y / Z tengelyen: 0,011 / 0,011 / 0,0025 mm
• Nyomtatási sebesség: 90 mm / s
• Méretek: 49 × 32 × 38 cm
• Súly: 11,5 kg
• Költség: $ 2199 Replikátor 2, $ 2799 Replikátor 2X

Az ultimaker nyomtató (7. ábra), amelyet a holland Ultimaker B.V. [5] nagy nyomtatási pontossággal, a munkatestek mozgásának nagy sebességével, PLA és ABS nyomtatással támogatja. PCL, HDPE és PP nyomtatás is lehetséges. Az Ultimaker egy nyílt szoftverrel és hardverrel rendelkező nyomtató, azaz mindenki potenciálisan gyűjthet. A nyomtató dupla extrudert támogat, amely kétféle színű, eltérő anyagú nyomtatást tesz lehetővé.

A holland Felix Printers [6] által létrehozott nyomtató (8. ábra) a legjobb áron kínál kiváló minőségű terméket. Van elég nagy nyomtatási területe, ugyanakkor a nyitott kialakítás miatt kisebb a könnyű. Az ABS, a PLA és a nejlon felhasználható kiadható anyagként. Ráadásul dicséretes a szinte csendes működésért.

• A munkaterület mérete: 255 × 205 × 235 mm
• Rétegvastagság: 0,05 mm
• Nyomtatási sebesség: 54 cm 3 / óra
• Méretek: 45 × 50 × 53 cm
• Súly: 6,7 kg
• Költség: 1399 € összeszerelt formában, 999 € készletenként

Egyszerű UP nyomtató! Plus (9. ábra) A kínai PP3DP [7] képes mind az ABS, mind a PLA nyomtatására. Sajnos az UP! A Plus-nak számos jelentős hibája van, más megoldások ebben az árkategóriában versenyképesebbek. A fő hátrányok közé tartozik az alacsony nyomtatási sebesség, az alacsony pontosság és a kis munkaterület. Emellett a nyomtató felhasználói gyakran panaszkodnak a platform rosszul tervezett fűtésére, ami a modell széleinek kinyomtatásához, a mozgó elemek kismértékű merevségéhez vezet, ami gyakori kalibráláshoz és a nyomtatófej eltömődéséhez szükséges. Azonban az UP! súlya mindössze 5 kg, ami az egyik legkönnyebb 3D-s nyomtatók a piacon.

• A munkaterület mérete: 140 × 140 × 135 mm
• Rétegvastagság: opcionális 0,20 / 0,25 / 0,30 / 0,35 / 0,40 mm
• Hiba az X és Y tengelyeken: 0,2 mm:
• Méretek: 24 × 26,6 × 35,5 cm
• Súly: 5 kg
• Költség: 149 dollár

• A munkaterület mérete: 28 cm átmérőjű, 35 cm magas
• Rétegvastagság: 0,1 mm
• Pozicionálási pontosság: 0.01875 mm
• Nyomtatási sebesség: 300 mm / s
• Költség: 1000 $ összeszerelt formában, 799 dollár készletenként