Выбор оборудования

Как выбрать большой 3D-принтер под размер детали?

Когда инженер впервые сталкивается с подбором 3D-принтера для печати больших изделий, первое, что приходит в голову, — сравнить размер 3D-модели и рабочую область 3D-принтера. На этом этапе важно не спешить с выводами.

Сам по себе размер камеры задачу не решает. Крупная деталь сильнее коробится и дольше печатается. Поэтому при выборе 3D-принтера с большой областью печати учитывают материал, геометрию детали и продолжительность задания. В зависимости от задачи могут потребоваться активно подогреваемая камера, встроенная сушка материала и компенсация усадки.

Рабочая область — это максимальный объём, внутри которого принтер строит деталь. Её задают три числа по осям X, Y и Z. При этом нужно учитывать ориентацию модели, поддержки и технологические отступы: габариты детали не должны совпадать с границами рабочей области вплотную.

У больших моделей ПИКАСО 3Д рабочая область составляет 360 × 360 × 610 мм. Для изготовления ещё более крупных деталей компания разрабатывает систему Оптимум 600 с рабочей областью 400 × 600 × 500 мм.

Что печатают на 3D-принтерах с большой областью печати?

Крупноформатные 3D-принтеры особенно актуальны для следующих задач:

• Изготовление корпусов для приборов, устройств и производственного оборудования.
• Изготовление технологической оснастки и приспособлений для сборки.
• Производство запасных частей, которые больше не выпускаются.
• Изготовление мастер-моделей для последующего литья.
• Производство небольших партий готовых изделий.

Общее у этих задач одно: изделие не помещается в камеру настольного 3D-принтера, а литьё или фрезеровка при единичном выпуске обходятся дорого.

Экономическую эффективность крупноформатной печати оценивают в сравнении с альтернативным способом производства. Затраты на материал, машинное время, работу оператора и постобработку сопоставляют со стоимостью и сроками закупки готовой детали, литья, фрезеровки или изготовления у подрядчика.

Сколько стоит большой 3D-принтер?

Оборудование с рабочей областью 360 × 360 × 610 мм в линейке ПИКАСО 3Д стоит от 495 000 до 1 799 000 рублей.

Разброс цен при одном размере рабочей области почти четырёхкратный. Его определяют производительность, количество сопел, системы контроля, способ подготовки материала, программное обеспечение и состав поставки.

Первый и Первый Чёрный — крупноформатные 3D-принтеры с открытой прошивкой Klipper. Первый стоит 495 000 руб., а Первый Чёрный со встроенным модулем сушки — 599 000 руб.

Дизайнер ХЛ С2 с одним соплом стоит 749 000 руб. Двухсопельный Дизайнер ХЛ ПРО С2 поддерживает технологию двухматериальной печати JetSwitch и стоит 949 000 руб. Обе модели оснащены активно подогреваемой камерой до 90 °C.

Оптимум 360 — промышленная система для изготовления функциональных деталей, оснастки, прототипов и малых серий из инженерных пластиков и композитов. В единый комплекс входят печатный модуль, две независимые камеры сушки и хранения материала, система профилей и программное обеспечение Полигон Х. Стоимость Оптимум 360 составляет 1 799 000 руб.

Перед тем как купить большой 3D-принтер, важно учитывать не только его цену, но и затраты на материалы, ЗИП и ввод оборудования в эксплуатацию. В стоимость Оптимум 360 входят пусконаладочные работы, очное обучение операторов, набор инструментов и запчасти, поэтому эти позиции нужно учитывать при сравнении системы с другими моделями.

Подробные характеристики каждой модели представлены в разделе «Оборудование».

Почему крупную деталь печатать сложнее?

С увеличением размера детали сильнее проявляются усадка и внутренние напряжения. Одновременно растут время печати и требования к подготовке материала.

• При одном и том же коэффициенте усадки деталь длиной 600 мм деформируется заметно сильнее, чем деталь длиной 60 мм. Поэтому допуск, который на небольшом изделии выдерживается сам собой, на крупном может потребовать компенсации.
• Внутренние напряжения возникают при неравномерном охлаждении детали. Чем больше её размеры, тем сложнее поддерживать одинаковую температуру по всему объёму. В результате основание может деформироваться, углы — отрываться от платформы, а в крупных изделиях из ABS, PC и полиамидов могут появляться трещины. Снизить эти риски помогают активно подогреваемая камера до 90 °C и нагрев платформы до 150 °C.
• Объём и масса детали растут как куб линейного размера. Если увеличить модель вдвое по каждой оси, для её печати потребуется примерно в восемь раз больше материала и времени при тех же настройках. За десятки часов печати гигроскопичный пластик может набрать влагу из воздуха, поэтому предварительной сушки бывает недостаточно. Влажный материал подаётся нестабильно, оставляет дефекты на поверхности и может ухудшить свойства готовой детали.
• Цена сбоя при печати крупной детали выше: можно потерять материал и часы работы за всё задание. Контроль наличия и подачи материала, возобновление печати после отключения электропитания и автоматическое переключение между катушками снижают риск остановки.

Оптимум 360 создан с учётом этих особенностей крупноформатной печати, чтобы пользователь мог печатать большие изделия из инженерных материалов.

Что делать, если деталь больше рабочей области?

Деталь, которая не помещается в камеру, разделяют на части в CAD и собирают после печати. Такой способ подходит, если стык не попадает на нагруженное сечение детали.

Для соединения частей в модели предусматривают конструктивные элементы: замки, штифты и ответные пазы.

К ослаблению в месте стыка добавляется накопленная погрешность сборки. Отклонения размеров каждого фрагмента складываются, поэтому итоговая погрешность детали может оказаться выше, чем при печати целиком.

Как выбрать большой 3D-принтер?

При выборе оборудования последовательно оценивают несколько параметров:

• Размер и геометрию детали. Модель должна помещаться в рабочую область с учётом ориентации, поддержек и технологических отступов.
• Материал. От него зависят требования к температуре сопла, платформы и камеры, а также к сушке и подаче пластика.
• Количество материалов. Для печати основным и вспомогательным материалами нужен принтер с двумя соплами.
• Продолжительность заданий. При длительной печати особенно важны системы контроля подачи материала и восстановления работы после сбоев.
• Состав поставки. При сравнении стоимости учитывают пусконаладочные работы, обучение операторов, ЗИП и последующее обслуживание.

Окончательный выбор зависит не только от размеров принтера, но и от материала, конструкции детали, требований к процессу и условий эксплуатации.

Итог

Большая рабочая область — только один из критериев выбора 3D-принтера. Нужно также учитывать материал, геометрию детали, продолжительность заданий, системы контроля и условия эксплуатации оборудования.

Частые вопросы