Sākums » FDM/FFF printeri (“parastie”)

FDM/FFF printeri (“parastie”)

Šeit aprakstīšu, kas no kā tad sastāv printeri un kā veidojas cena. Šajā apskatā tiek apskatīti pamatā mājas / individuļāi lietošanai (consumer) paredzetas ierīces. Cenas – Eiropa, 2021. gads.

Vislētākie printeri (no ~200-300 Eur)

Vislētākais printeris parasti sastāv no absolūtā minimuma:

  • Rāmis
  • Barošanas bloks
  • 1 motors katram kustības virzienam
  • Sliede ar siksnas piedziņu X un Y asij, vītne Z asij
  • Printēšanas virsma
  • Printera galva (sastāv no karstuma bloka, sildelementa, 2 ventilatoriem, sprauslas)
  • Vadbas bloks (kastīte, kurā atrodas pamatplate – “printera smadzenes” un pieslēgumvietas)
  • Displejs

Kas tad nodrošina šo printeru lētumu? Kopumā – gandrīz viss augsākminētais, bet izcelšu pāris būtiskākās pozīcijas.
Barošanas bloks – visbiežāk “noname”, nezināma ražotāja. Savu uzdevumu pilda, tomēr to resurss ir mazāks, kā arī pie vienādas norādītās jaudas, plates un sprauslas uzsildīšana aizņem izlgāku laiku, tāpat arī konstantas temperatūras noturēšana (šis gan nav būtisks arguments drukājot pie zemām temperatūrām)
Vadības bloks – lētajos printeros visbiežāk tiek izmantoas 8 bitu pamatplates un vienkārši motoru kontrolieri. Visbiežāk tas ir tāpec, ka tiek izmantoti krājumi no saražotajām 8 bitu platēm un to kontrolieri ir lētāki. Galvenais šādu plašu mīnuss – printeri ir skaļi un maz iespēju uzlikt programmatūras jauninājumus vai pievienot papildu komponentes.
Tomēr – lai arī kā – savu darbu tie dara un un arī kvalitāte priekš sādas cenas ir pieņemama. Ja nebūtu pircēju, tad man nemaz nebūtu ko rakstīt par šādu kategoriju.
Plastmasas detaļas – visbiežākais piemērs ekstrūdera daļa. Kvalitatīvākiem printeriem šīs detaļas ir no metāla, kas attiecīgi nodilst daudz lēnāk un mazāka iespējamība salūst.

Budžeta klases printeri (300-1000 Eur)

Šie ir šobrīd labākie price/performance printeri mājas lietotājam.

Principā formula ir – ņemam printera pamatu un liekam klāt uzlabojumus. Jo vairāk uzlabojumu un jauninājumu, jo cena augstāka. Mēģināšu sarakstīt, kādi tad ir šie uzlabojumi un ko tie ietekmē.

  • Barošanas bloks. Par tiem jau rakstīju augstāk, tātad – nezināmas izcelsmes bloku vietā sertificēti un jaudīgāki. Visbiežāk MeanWell ražojuma, bet ir arī citi.
  • Vadības bloks. Arī jau mazliet ieskatu sniedzu. Īsumā – 32 bitu plates, bieži uzreiz ar uzlabotiem motoru kontrolieriem. Printeri ir klusāki un tiem ir vieglāk izdrukāt sarežģītas formas objektus, kuros ir daudz mazu izliekumu. Dažām platēm arī ir ligztas papildinājumiem (automātiska līmeņošana, vairākas asis, citi displeji utml)
  • Automātiska virsmas limeņošana. Pareizi nolīmeņota virsma vispār ir 3D printešanas stūrakmens, faktiski – svarīgākā lieta, lai izdruka izdotos. Parasti printerim manuālajā režīmā zem printēšanas virsmas katrā stūrī ir regulators, kuru pagrozot virsmu paceļ/nolaiž, lai virsma visur būtu vienādā attālumā no sprauslas. Automātiskā līmeņošana pirms drukāšanas pārbauda virsmu, un atkarībā no risinājuma un programatūras – vai nu parāda vai kaut kas ir jāparegulē, vai ņem vērā esošās virsmas novietojumu un pielāgo izdruku esošajam stāvoklim.
    Īpaši noderīga šī funkcija ir, ja tiek mainītas printēšanas virsmas – tad pēc katras maiņas nav jāpārregulē iestatījumi.
  • Dažādas printēšanas virsmas.
    • Lokana magētiska. Īpaši piemērota mazu detaļu noņemšanai pēc drukāšanas. Nostiprināšanai nav jāizmanto klipši (tie mazliet samazina virsmas izmantojamo apjomu ~1cm gar katru malu kur tos lieto)
    • Stikla. (Rūdīts stikls vai silīcija karbīda materiāla plate (carborundum)). Stikls ir visideālaākais materiāls no līmeņošanas viedokļa, jo tas ir visgludākais un cietākais. Tāpat arī uz stikla drukājot var dabūt gludu virsmu objekta apašai. Tomēr daži materiāli drukājot uz stikla nesanāk tik labi (piemēram PETG, kam varētu būt problēmas ar virsmas gludumu). Dažiem materiāliem ar mazu saķeri var izmantot speciālu tam paredzētu līmi.
    • PEI plate. (Poliētermīda materiāls) – Abrazīvs, karstumiturīgs materiāls, pie kura ļoti viegli pieķeras printējamais materiāls. Dažreiz – pārāk labi 🙂
    • Lokana PEI plate – uzlabota PEI plate, kas ar abrazīvu virsmu nodrošina labu saķeri, ar elstīgumu – ka pēc tam izdruku viegli var noņemt (cietas plates gadījumā daži materiāli ar īpaši labu saķeri pieķeras tik labi, ka grūti dabūt nost)
  • Uzlabota printera galva. Parasti standarta gadījumā karstuma bloks un misiņa sprausla darbojas ar temperatūrām 240-260 grādi, ar ko pilnīgi pietiek vidusmēra lietotājam. Prasīgākiem vai specifiskiem materiāliem ir pieejamas metāla galvas un sprauslas, kas spēj darboties ar 300 un vairāk grādu temperatūrām.
  • Teflona caurulīte materiālam. Parasti printeros ir PTFE materiāla caurulīte, kas lieliski darbojas temperatūrās līdz ~230 grādiem. Drukājot ar augstāku temperatūru (240+), šādas caurulītes gals pie sprauslas sāk kristalizēties un traucēt materiāla padevi. Teflona caurule iztur daudz augstākas temperatūras. Mājas apstākļos pietiek arī ja nomaina tikai to caurulītes daļu, kas ir galvā, bet parasti gatavā komplektācijā izvēle ir starp PTFE vai teflona cauruli
  • Lielāka printēšanas virsma. Lielāka virsma protams izklausās labi, tomēr būtu jāapsver – cik bieži tiks drukāti lieli objekti. (virs 25×25 cm virsmas es uzskatu par lielākām kā vidusmērs). Pirmais apsvērums – jo lielāka virsma, jo vairāk to ietekmē vibrācija. ir vairāk jāpiedomā, lai nodrošinātu stabiliāti. Parasta galda virsma, kas sākotnēji šķiet stabila, uzliekot šādu printeri, var sagādāt pārsteigumus. Otrs aspekts ir enerģijas patēriņš. Lai materiāls pieķertos, tiek sildīta plates virsma, atkarībā no materiāla – parasti no 40 – 100 grādiem. Parasti izdrukas reti kad pārsniedz 12×12 cm, bet pārsvarā vēl mazāka. Ja izdruku veic uz 20x20cm virsmas, tad apsildāmā virsma sanāk 400 cm2. Ja šo pašu izdruklu veiksim uz printera ar 40x40cm virsmu, tad temperatūra būs jānodrošina 1600 cm2 – respektīvi, enerģiju tas patērēs 4 reizes vairāk.
  • Divas vai trīs Z asis. Lielāku virsmu gadījumā 2 asis, kas cilā plati ir standarts (jo ar vienu fiziski ir gandrīz neiespējami nodrošināt korektu precizitāti / pacelšanu). Mazākām platēm 2 asis paaugstina precizitāti.
  • Slēgts korpuss. Slēgta korpusa priekšrocības – printeris ir stabilāks, ar mazāk vibrācijām, klusāks, dažreiz arī vienkārši estētiski smukāks. Dažiem korpusiem arī ir iebūvēti gaisa filtri (vai nopērkami kā papildus aksesuārs), kas ir būtiski, ja ir paredzēts drukāt ABS materiālus. Slēgts korpuss arī nodrošina vienmērīgu temperatūru, kas ir svarīgi materiāliem kam nepieciešama lēna, pakāpeniska atdzišana, līdz ar to samazinās iespēja, ka kaut kas sašķiebsies vai nobīdīsies.
  • Tīkla pieslēgums. Vai nu vadu, vai bezvadu variantā (vai abos) – tīkla pieslēgums ļauj kontrolēt printeri attālināti, izmantojot pārlūku, programmu vai telefona aplikāciju. Parasti printeris ir pieslēgts pie datora, vai printējamais fails tiek ievietots ar USB zibatmņu vai SD karti. Tīkla pieslēgums ļauj drukāt arī attālināti.
  • Iebūvēta kamera. Parasti – slēgta korpusa printeros un ar tīkla pieslēgumu. Nodrošina attālinātu monitoringu un drukāšanas videoierakstu.
  • Tiešā materiāla padeve. (Direct drive) Ekstūders ir piemontets pie printera galvas un materiāls tiek pa taisno nogādāts blokā un sprauslā. Samazina materiāla izslīdēšanu. Ševišķi noderīgs, ja drukā ar elastīgiem materiāliem.
  • Materiāla padeves sensors. Sensors, kas kontrolē vai nav beidzies materiāls vai arī materiālā nav bojājums. Ja sensors to piefiksē, tad aptur drukāšanu, pēc materiāla nomaiņas var tupināt drukāšanu no pārtraukuma vietas. Bez sensora būtu izdruka jāsāk no jauna. P.S. dažos modeļos šis sensors ir novietots ļoti neloģiskā vietā – pāris centimetrus pirms ekstrūdera, kas apgrūtina materiāla ievietošanu.
  • Lineārās sliedes. Parasti vidusmēra printeros tiek izmantots V veida metāla profils, pa kuru kustas ritenītis ar gultni. Ar to parasti pietiek lai nodrošinātu kustību vidsmēra kvalitātē. Lineārās sliedes ir aizguvums no CNC frēzēm un tamlīdzīgas aparatūras, kur jānodrošina ļoti precīza un stingra kustība bez vibrācijām.
  • Metāla detaļas. Atšķirībā no lētākajiem modeļiem – metāla ekstrūderi, daži savienojumi, un iespējams vēl kādas lietas. ko šobrīd esmu piemirsis.

Kopsavilkums.

Katrs šāds uzlabojums paaugstina printera cenu, atliek izvērtēt kā salāgot savu budžetu ar vēlmēm un iespējām, un izdomāt, kas no šī ir būtiski, un kas – ne pārāk.

Dārgais gals (virs 1000 Eur)

Parasti šīs kategorijas printeriem ir lielākā daļa augstākminēto uzlabojumu + kādas specifiskas lietas.

Duālās sistēmas. Printerim ir 2 drukas galvas un ekstrūderi, un līdz ar to tas var drukāt vai nu vienlaicīgi 2 objektus, vai 1 objektu, izmatojot 2 materiālus. Tā var būt druka 2 krāsās, vai druka izmantojot dažāda tipa materiālus. Parasti materiāliem, kuriem ir laba slāņu saķere, kas nodršina augstu izturību, ar vienu galvu drukājot dažreiz grūti noņemt / izņemt atbalstu (support). Ar 2 galvām var drukāt pašu detaļu piemēram no stprā materiāla, bet atbalstus no cita materiāla (HIPS, PLA). Ja tiek izmantoti dārgi materiāli, tad atbalstu drukāšana ar lētākiem materiāliem arī samazina kopējas izmaksas. Ir pieejami abalsta materiāli, kuri izšķīst ūdenī. Šādu objektu pēc printēšanas ievieto traukā ar ūdeni un pēc kāda laika izskalo. Pielieto, ja ir sarežģītas struktūras, kam drukāšanai nepieciešami balsti iekšpusē, bet gala versijā iekšpusei jābūt tukšai.

Paaugstiāta precizitāte. Papildus elementi augstākas preciztātes nodrošināšanai. Bieži vien arī paaugstināta precizitāte nozīmē krietni lielāku printera svaru (un līdz ar to lielāku cenu transporta izmaksu dēļ)

Multifunkcionalitāte. Printera galvu var nomainīt uz CNC bloku vai lāzeru un izmantot printeri kā CNC frēzi un / vai lāzergravētāju.