Небольшой гайд по выбору 3D-принтера для начинающих
Поводом для написания данной статьи послужила статья «Я хотел купить недорогой 3D-принтер, но посмотрел YouTube и расхотел», в конце которой автор просит ответить на несколько вопросов. Попробую ответить с точки зрения своего семилетнего опыта 3D-моделера и 3D-печатника. Для начала небольшие предостережения.
В данной статье не будет советов: «Покупайте принтер производителя Х — он хороший, а производителя Y — не берите ни в коем случае», только общие рекомендации.
Классификация принтеров неформальная, принятая в отечественном сегменте печатников.
Все написанное основано на личном опыте автора и является его личным мнением.
Если данные предостережения вас не пугают — добро пожаловать под кат.
Для начала представлюсь: меня зовут Максим и первый принтер я купил в далеком 2013 году. Это был китайский клон Makerbot 2 с веселым названием «Migce Cuble».
Фотография из личного архива
В рунете информации по 3D-печати почти не было, только одна тема на «Робофоруме» и несколько разрозненных статей про то, какая это крутая штука — 3D печать, так что для освоения приходилось много гуглить на английском, придумывать свои костыли и глубоко вникать в физику и технологию работы принтера. Надо отдать должное, в англоязычном сегменте тогда шло активное освоение данной технологии и попадались интересные статьи типа «Подбор типа насечек подающей шестерни экструдера под конкретный тип пластика» или «Определение оптимальной температуры печати с помощью тензодатчика, установленного на экструдере». С тех пор прошло 7 лет. Я успел освоить моделирование, собрать принтер с нуля, немного побыть модератором »3D Today», поработать фриласером в области моделирования и печати, организовать кружок прототипирования для детей и вывести его на российский уровень. Из последних достижений: поволонтерствовал координатором по снабжению пластика в проекте «Мейкеры проти ковид». Многое поменялось за это время, в том числе и принтеры в моем домашнем зоопарке. Одно осталось неизменным — вопрос: «Что мне купить в качестве первого принтера?».
В настоящее время в домашних условиях в основном используются два типа принтеров: печатающих по технологии FDM (FFF) — послойного наплавления пластика, подающегося в виде прутка и SLA (LCD) — печать фотоотверждающим полимером. Технология FDM более распространена, из-за более низкой стоимости оборудования и расходников, но за последние годы цены на LCD принтеры и смолы для печати значительно снизились и фотополимерная печать по себестоимости и уровню вхождения почти сравнялась с FDM печатью.
SLA и FDM
Честно скажу, SLA-печатью я почти не занимался и LCD-принтера до сих пор нет в моем домашнем зоопарке (но скоро может появиться), поэтому речь пойдет в основном о FDM принтерах. Их можно разделить на 3 основных категории по типу механики:
Дрыгостолы — принтеры со столом, подвижным по горизонтали. Пожалуй самая распространенная модель принтера. Отличается низкой себестоимостью комплектующих, простотой сборки и настройки, за что любима китайцами и печатниками. К недостаткам относится сложность создания закрытого корпуса и печати тонких высоких деталей, которые начинает шатать по мере увеличения высоты, особенно если деталь печатается из гибкого пластика типа TPU.
Типичные дрыгостолы
Кубики — принтеры в которых стол ездит по вертикали. Себестоимость таких принтеров выше, также как и требования к прямоте рук при сборке и настройке. Но правильно сконструированный кубик обеспечивает более высокую скорость печати при сохранении ее качества. При этом конструкцию принтера очень легко сделать закрытой, что позволяет печатать инженерными пластиками типа ABS и Nylon. Этот тип конструкции часто применяется в принтерах полупромышленного и промышленного класса. Некоторые производители умудряются запихать дрыгостол в корпус кубика, но особых плюсов для печатников это не приносит.
Типичные кубики
Дельты — принтеры с, так называемой, дельта-кинематикой, когда печатающая головка, с помощью системы тяг крепится к кареткам, перемещающимся по вертикальным направляющим. Себестоимость механики таких принтеров сравнима с себестоимостью дрыгостолов. Могут печатать на очень высоких скоростях. Но очень требовательны к правильности выдерживания размеров, прямоте рук при сборке и настройке, и скорости работы «мозгов» из-за сложных математических расчетов траектории перемещения головки.
Категорически не рекомендуются в качестве первого принтера, хотя повсеместное применение датчика уровня стола несколько снижает требования к прямоте рук при настройке и работе.
Типичные дельты
По доступности на рынке тоже можно выделить 3 основных категории:
Китайцы (дешевые китайские принтеры) — почти всегда конструкторы, даже если приходят в собранном состоянии.
К плюсам можно отнести низкую стоимость, широкую распространенность и унифицированность, что позволяет докупать вышедшие из строя детали в ближайшей радиобулошной или на известных китайских сайтах. Популярные модели собирают вокруг относительно большое количество пользователей, которое активно делится наработками в области самостоятельного ремонта и доработки данного типа принтеров. Самые ходовые модели, скорее всего будут печатать прямо «из коробки», но потребуют доработок при более-менее долговременной эксплуатации.
К минусам относятся качество комплектующих/сборки и необходимость доработки данных принтеров для получения приемлемого качества/скорости печати. Рекомендуется брать модели, уже сформировавшие вокруг себя большое сообщество. Это означает, что большинство недостатков уже выявлено и существуют типовые недорогие методы их решения.
КИТы (наборы для сборки в основном отечественного производства) — гуглятся по словам «ZAV», «UlTi», «Ультумбочка» и т.д. Обычно представляют собой набор для сборки фанерного кубика. В последнее время появляются варианты с металлическими корпусами. Поставляются в разных вариантах — начиная от комплекта для сборки корпуса с напечатанными деталями, заканчивая полностью готовыми собранными изделиями.
К плюсам можно отнести достаточно хорошую инженерную проработку, возможность самому подобрать комплектующие для механической и электронной частей и сделать принтер полностью под свои требования. При хороших комплектующих обеспечивают быструю, стабильную и качественную печать. По цене выходят несколько дороже китайских принтеров, но дешевле полупрофессиональных принтеров отечественных или европейских/американских производителей.
К минусам можно отнести приличные затраты времени на сборку и ожидание комплектующих, если вы решите сэкономить и самостоятельно заказать эти комплектующие у разных продавцов и собрать из них принтер. При сборке требуют прямых рук.
Заводские принтеры (полупрофессиональные принтеры отечественных или американских/европейских производителей). Моделей очень много, конструкции самые разные.
Плюсом данного класса принтеров является печать с приемлемым качеством «из коробки». В довесок вы получаете надежность в эксплуатации и гарантийную поддержку от производителя.
Основной минус — цена. Часто непонятно от каких факторов зависит. Можно купить высококачественный принтер относительно занедорого, а можно задорого взять что-то непонятное. Второй минус — наличие специфических решений, несовместимых с популярными решениями на рынке: это могут быть сопла со своим шагом резьбы, особые вентиляторы, электроника, ремни и даже слайсеры. Некоторые требовательны к качеству пластика, встречаются модели, работающие только на чипированных катушках.
Теперь, когда мы определились с классификацией принтеров можно приступать к процедуре выбора принтера для себя, любимого. Если вы загорелись покупкой 3D-принтера — сначала определитесь для чего вы его собираетесь брать, от этого зависит тип и комплектация принтера. Разберем несколько типовых ситуаций:
Хочу что-нибудь для себя и семьи делать — если не планируете печать изделий из инженерных пластиков, выдерживающих приличные нагрузки и температуры — хватит китайского дрыгостола или кубика. При наличии бюджета и желании разобраться как работает принтер до начала, а не во время печати можно посмотреть в сторону отечественных наборов для сборки — с ними можно получить лучшее качество и безболезненно перейти на инженерные пластики.
Ничего не умею делать руками, но надо. Поэтому хочу принтер, который за меня все делать будет — в этом случае лучше смотреть на полупрофессиональные принтеры. Если бюджета не хватает — можно посмотреть бывшие в употреблении или заказать сборку отечественного набора — обычно производители предлагают такую услугу через посредников. При заказе сборки — смотрите на наличие опыта и положительных отзывов, бывают нюансы.
Хочу на продажу печатать — ферма из однотипных принтеров, в зависимости от бюджета. Если нет бюджета, но есть ресурсы на регулярную настройку/ремонт — можно даже из китайских дрыгостолов. Дополнительно — принтер с большой областью печати, принтер с закрытым корпусом и нагреваемыми столом для печати инженерными пластиками, SLA/LCD-принтер для печати изделий с высокой степенью детализации.
По работе или дома возникает необходимость разработки и печати корпусов и деталей. Если планируются только прототипы небольшого размера — LCD-принтер, если функциональные изделия — закрытый кубик с возможностью печати инженерными пластиками.
Дети подрастают, а это технология будущего, хочу, чтобы освоили — посмотрите, какие принтеры используются на соревнованиях по прототипированию в вашем регионе. Возьмите такой-же. Можно бывший в употреблении.
Хочу фигурки для настолок делать, мелочи красивые для дома — LCD-принтер.
Хочу разобраться, что за технология и как это вообще работает — набор для сборки отечественного производителя. Пока собирать будете — как раз разберетесь.
Денег вообще нет, но печатать хочется, буду сам с нуля собирать — получится лучше и дешевле китайцев. Как не странно нет. Стоимость комплектующих с али выйдет дороже принтера с али. Конечно если есть станочный парк, умение им пользоваться, набор железа, валов и электроники валяющийся в углу мастерской, то может выгореть. Есть варианты построения принтеров из досок и мебельных направляющих, но качество печати у них, мягко говоря, хромает. Например, постройка принтера, изображенного ниже, обошлась его автору по его словам в 80–90 долларов.
Если хотите полностью с нуля собрать свой принтер, то лучше отнестись к этому, как к отдельному хобби и смириться, что получится не сильно дешево. Ну или посмотреть в сторону бывших в употреблении принтеров.
Вообще не знаю зачем мне принтер, но попробовать хочется — китаец или отечественный набор для сборки. Можно бывшие в употреблении. Если не зайдет — всегда можно перепродать.
С типом принтера определились — на что смотреть в первую очередь при покупке?
Во первых — на жесткость конструкции — именно от нее зависят точность и скорость печати. Именно в направлении усиления жесткости будут направлены ваши первые доработки китайского принтера, так-как материал «сталь пластилин 3 ©» для китайцев считается непозволительной роскошью. В случае покупки отечественных КИТов ситуация чуть получше.
Во вторых — если принтер будет стоять в квартире — «бесшумные» драйвера для шаговых двигателей. 3D-печать процесс не быстрый и наличие постоянной достаточно громкой жужжалки под ухом надоедает.
В третьих — наличие подогреваемого стола и простота доработки до корпуса закрытого типа. Со временем придет желание (необходимость) печатать ABS, а на открытом дрыгостоле это сделать проблематично.
В четвертых — наличие хорошей системы обдува пластика тоже немаловажно.
В пятых — при выборе принтеров с механикой CoreXY, H-Bot или Delta сильно желательно наличие 32-битной платы управления, или столкнетесь с замираниями (фризами) на высоких скоростях печати.
В шестых, седьмых, и т.д — в конструкциях принтеров много нюансов. Если что-то непонятно — не стесняйтесь спросить у сообщества.
В любом случае, если собираетесь покупать или уже купили 3D-принтер — начинайте осваивать какой-нибудь 3D-редактор. Самый простой, на мой взгляд — https://www.tinkercad.com. Смоделировать в нем шайбочку или всем известную табличку перевертыш можно без особых усилий.
Со временем его возможностей перестанет хватать — тогда можно перейти на более серьезные САПР. На мой взгляд печатник должен владеть двумя типами редакторов — твердотельником для моделирования технических изделий (САПР) и полигональником (Blender и т.д.) — для моделирования художественных, но многие печатники считают это избыточным и осваивают, только один.
На этом пожалуй закруглюсь — статья и так вышла достаточно объемной, если есть вопросы — с удовольствием отвечу на них в комментариях или в отдельной статье. Сразу говорю — на вопросы типа:»что лучше: летающий медведь 5 или ендер 3» отвечать не буду — на эту тему уже сломано немало копий на профильных ресурсах, смысла повторяться не вижу.
С уважением, Максим.
