Назначение и принцип работы 3D принтера

При помощи 3d принтера можно распечатать практически все. И нельзя сказать, что в этой фразе слишком много преувеличения. Печатаются ювелирные изделия, архитектурные макеты, одежда, обувь, игрушки, медицинские протезы и многое другое, включая печать органов на 3d принтере. Соответственно и материалы должны использоваться разные, а размер стола для печати колечка будет сильно отличаться от площадки для выращивания предмета большого размера.

Чтобы ответить конкретными цифрами на вопрос: сколько стоит 3d принтер, необходимо разделить модели на группы в зависимости от применяемых материалов, технологии печати, возможности использования нескольких цветов, размеров получаемых изделий и тому подобных особенностей конструкции.

Назначение

По своему назначению и возможностям принтеры можно разделить на три группы:

1. Персональные устройства, отличающиеся относительно малыми размерами, можно использовать в офисе или домашних условиях. Именно в этой группе есть модели, сравнимые по своей цене со стоимостью крупной бытовой техники.
2. Профессиональные принтеры применяются для осуществления дизайнерских проектов, используются в зубном протезировании, ювелирном деле и т. п.
3. Производственные предназначены для серийного выпуска изделий, могут работать с различными материалами, имеют высокую скорость изготовления.

Принцип печати

В основе трехмерной печати лежит выращивание детали, когда принтер слоями накладывает используемый материал друг на друга. Наиболее распространены

специальные композиты и пластики. По разнообразным технологиям порошок запекается лазером или закрепляется склеивающим веществом, жидкий полимер засвечивается ультрафиолетовой лампой или лазером, разогретый полимер застывает при охлаждении или твердеет под воздействием ультрафиолета.

В группе принтеров, предназначенных для персонального пользования, чаще всего детали изготавливаются из композитных порошков на основе гипса или пластиков. И те и другие имеют свои преимущества и недостатки.

Композитные материалы для трехмерной печати

Принтеры, работающие на высококачественных композитных материалах, более дорогие. Детали, выращенные при помощи порошка zp 151, прочные и могут подвергаться дальнейшей обработке:

• шлифовке,
• сверлению,
• окраске,
• гальваническому покрытию.

Вместе с устройствами продаются стартовые комплекты, состоящие из самого порошка, связующих веществ разных цветов, закрепителей, чистящей жидкости, бункеров для отработки, запаса печатающих головок и т. д. У вас будет все необходимое для работы, но и стоит этот комплект объемом 88,5 тыс. куб. см для цветного 3d принтера более миллиона рублей.

Пластик ABS / PLA для трехмерной печати

Значительно ниже цены на принтеры, работающие с использованием твердых полимеров типа ABS или PLA. Здесь используется технология FDM (экструзия пластиковой нити). Расходные материалы разных цветов продаются в катушках, диаметр нити 1,75 или 3 мм. Средняя цена за 1 кг такого материала от 1 100 до 1 650 р. Оба вида можно обрабатывать в дальнейшем:

• покрывать акриловой краской,
• сверлить,
• шлифовать.

В отличие от изделий из композитных материалов, для склеивания которых часто используется связующий материал на водной основе, детали из ABS или PLA не боятся воды.

Здесь также есть специальные виды пластика по более высокой цене (9–10 тыс. р. за килограмм):

• прозрачный Nylon, впитывающий краску;
• жесткий и легкий T-Glase (прочное стекло), подходящий для изготовления посуды;
• Laybrick Sandstone Natural, для печати каменных поверхностей;
• LAYWOO-D3 Cherry-Brown (40% древесины), изделия из которого выглядят и пахнут как натуральное дерево.

От чего зависит цена

Стоимость существенно повышается при увеличении:

• количества печатающих головок,
• размера рабочей зоны.

Но есть и несколько других факторов, на которые следует обратить внимание при покупке. Важной может оказаться любая мелочь. Например, экструдер работает только с одним диаметром нити, и если в спецификации устройства обозначено: 3 мм, материалы размером в 1,75 мм использовать нельзя.

Подогрев рабочего стола

При работе пластиковыми материалами печатающая головка разогревается и выдавливает капли горячего полимера, отдельные слои соединяются и затвердевают по мере охлаждения. Рабочая температура головки для разных материалов может быть от 160 до 300 °C. Для лучшего склеивания слоев нужен подогрев рабочего стола. Так, пластик ABS требует температуры 100 °C, а для LAYWOO-D3 можно использовать холодную площадку.

Возможность использования разных материалов

Принтер чаще всего ограничен одним или двумя видами сырья для производства, ведь они должны быть однотипными. Существуют модели, где предусмотрена возможность смены на экструдере печатающей головки с целью расширить ассортимент используемых материалов. В некоторых 3d принтерах конструкция позволяет добавить вторую печатающую головку самостоятельно.

Цены на отдельные модели

А теперь несколько конкретных примеров, призванных прояснить сколько стоит 3d принтер, подходящий именно под ваши цели и задачи. Нельзя не сказать, что цены на устройства одного класса могут варьироваться в зависимости от производителя, да и продавца тоже.

Цветной принтер ProJet 660Pro широко известной компании 3D Systems (США) стоит более 5 млн р. Размер рабочей зоны: 254х203х381 мм. Пять печатающих головок позволяют создавать разноцветные детали или изготавливать несколько изделий одновременно, что значительно увеличивает объем производства. Используются композитные материалы.

Принтер ProJet 160 того же производителя с рабочей зоной 236х185х127 мм стоит 1 292 000 р. Работает на композитном порошке. Устройство монохромное, но детали не обязаны быть белыми, можно использовать окрашенные связующие вещества. Однако действует принцип: одна печатающая головка – один цвет.

Трехцветный CubeX Trio компании 3D Systems (США) по цене 350 тыс. р. работает с пластиками ABS или PLA (толщина нити 1,75 мм). Возможно использование двух видов материалов для построения одной детали. Максимальный размер готового изделия: 185x265x240 мм.

Монохромный UP Mini компании PP3DP (Китай) стоит 40–50 тыс. р. и в работе также использует пластики ABS или PLA (толщина нити 1,75 мм). Кроме единственной печатающей головки, у принтера очень маленькая площадка для построения: всего 12х12х12 см. Однако к несомненным достоинствам можно отнести полностью закрытую рабочую камеру.

Некоторые компании предоставили пользователям возможность немного сэкономить и самостоятельно собрать устройство. Комплект деталей монохромной модели Prusa i3 компании BQ (Испания) стоит 30–40 тысяч рублей. Работает с материалами PLA, HIPS, FilaFlex, диаметр нити 1,75 мм, рабочая зона 215х210х180 мм. В комплекте подробная инструкция по сборке на бумаге, есть видеоролик. Посмотрите, может быть, это именно то, что вам нужно.