Особливості дельта-принтерів: що собою являє 3D принтер delta, його плюси і мінуси.

Багато хто чув про вже звичних 3D-принтерів, що працюють за координатною системою Декарта. Друкарська головка у таких пристроях рухається трьома осями (X, Y і Z). Однак останнім часом на ринку стали розроблятися нові так звані дельта 3D-принтери, що використовують інноваційну систему рухів екструдера. Друкуюча головка в таких конструкціях підвішена на тонкі важелі, при цьому кожен важіль закріплений до однієї з трьох вертикально розташованих напрямних.

Огляд Delta WASP Clay

Принтер Delta WASP 2040 Clay - незамінний пристрій для тих, хто працює в області 3D-друку. 3D-принтер Delta WASP 2040 Clay відкритий і доступний з трьох сторін для взаємодії в процесі друку. Його друкуючий елемент підвішений на тонкі важелі, і кожен з них прикріплений до однієї з трьох вертикальних напрямних. Професійний компактний тривимірний принтер створює відбитки до сорока сантиметрів у висоту.

Опис принтера

Delta WASP 2040 Clay - принтер, створений італійським виробником і призначений для друку об'єктів з кераміки і глини. Пристрій виконано на базі кінематичної схеми Delta.

Модель ідеально підходить для друку різних елементів інтер'єру і з області мистецтва. З ним досить легко, наприклад, надрукувати вазу, що має складну геометричну форму, або обличчя людини.

Друк виробів висотою сорок сантиметрів займе не більше двох годин, а легка зміна платформи побудови дозволяє застосовувати принтер в якості виробничої установки і друку без зупинки.

Грамотно виконаний екструдер пристрою здатний легко друкувати наступні матеріали: глину, кераміку, фарфор. При цьому пристрій не вимагає жодного тривалого навчання і досить простий в управлінні, яке здійснюється навіть з мобільного телефону зі скачаним на нього спеціальним додатком.

Алюмінієва і сталева конструкції принтера гарантують стабільність, точність і отримання на виході якісних виробів із щільних плинних матеріалів.

3D принтер Delta WASP 2040 Clay

• Матеріал фарфор, фаянс, гріс, вогнетривок, глина
• Робоча камера Ø200 x 400 мм
• Технологія друку LDM
• Товщина шару (мікрон) 500 мкм
• Швидкість 150 мм/с
• Діаметр сопла, мм 1.2
• Інтерфейси SD Card
• Швидкість пересування 150 мм/с

Перейти до товару

Основні особливості

Серед найбільш актуальних переваг 3D-принтера фахівці виділяють:

• Невисоку собівартість, оскільки для його виробництва потрібно мінімум деталей.
• Високу швидкість друку 3D-принтера завдяки узгодженій роботі трьох осей, які швидко переміщують друк.
• Стійку платформу, що не допускає «вобблінгу», що зменшує спотворення.
• Зручність друку на приладі вертикальних виробів, таких як макети пам'яток і багатоповерхові будівлі. Цьому сприяє циліндрична форма місць побудови.
• Компактність принтера - прилад не займає багато місця.

Що стосується основних недоліків, то до них відносять наступне:

• Прилад вимогливий до точності виробництва виробів. Його вузли і тяги кріплення мають геометричну форму і повинні збігатися з особливою точністю, в іншому випадку з'явиться шлюб у процесі друку.
• Застосування складної математики під час розрахунку положення головки, а також для перетворення декартових координат на полярні призводить до того, що потрібно перейти на потужний процесор. Таким чином, потужності восьмибітної електроніки на базі Arduino 2560 вистачить тільки, щоб розрахувати друк одним екструдером. Але це вирішувано, якщо перейти на 32-бітний процесор.
• Через стійку платформу ускладнено калібрування пристрою.

Довідка: Фахівці рекомендують тим, хто хоче самостійно зібрати принтер, застосовувати готові робочі рішення, в іншому випадку з підбудовою і калібруванням проблем не уникнути, що збільшить термін складання.

Комплектація

3D-принтер Delta WASP 2040 Clay складається з таких елементів:

• Робочого столу - поверхні, на якій відбувається друк виробів. Він включає в себе нагрівальну частину, скляний лист і поверхню, що полегшує процес зняття готового виробу.
• Підігріву. Стільниця має підігрів, що запобігає дефектам об'єкта. У процесі друку через дію високої температури пластик стискається, а при остиганні розширюється, що викликає деформацію пристрою. Підігрівається стіл не допускає такого і залишає перший шар теплим.
• Пластикової нитки. Головний матеріал для друку, який застосовує 3D-принтер. Пристрій використовує два різних діаметри нитки - 1,75 і 3 мм.
• Екструдера - основної частини принтера. Він розплавляє і видавлює нитку. Його робота схожа на функцію простого клеєвого пластикового термопістолета. Це невелика деталь пристрою, але вона виконує основну функцію. Екструдер включає в себе дві частини - охолоджувальний і нагріваючий носик. Останній має моторчик, який втягує нитку і проштовхує її далі. Перший плавить нитку і видавлює її на стіл.
• Пристрої подачі нитки. Воно називається шестірньою, яка проштовхує і подає нитку.
• Ролика натягнення. Він натягує нитку пропорційно механізму подачі. У принтері можна регулювати її натягнення, щоб механізм не тиснув на неї занадто сильно.
• Нагріваючого картриджа, здатного нагріти пластик і резистор високої потужності.
• Нагрівача. По суті, це електронний термометр, що використовується в пристрої для друку при високій температурі.
• Сопла. Елемент з невеликим отвором для пропуску розплавленої нитки. Воно буває взаємозамінним і має різні розміри. Діаметр 0,4 мм стандартний, хоча можна поміняти його і на менший для друку тонких виробів, і навпаки. Іноді сопло може забиватися, що є поширеною проблемою.
• Вентилятора. Він здатний охолодити всі шари після виходу їх з сопла. Це допомагає виробу зберегти свою форму і не деформуватися. Слайсер включає і вимикає вентилятор за різних обставин залежно від того, яким видом матеріалу ви здійснюєте друк.

Якість друку та приклади виробів

Модель здійснює об'ємний друк із застосуванням LDM-технології. Індикатор якості у 3D-принтера Delta WASP 2040 Clay - роздільна здатність, яка буває:

• Горизонтальні осі X, Y. Невелике пересування екструдера пристрою, який він може здійснити на осях X і Y. Чим менше цей параметр, тим точніше буде випущено готовий об'єкт.
• Вертикальним. Це невелика товщина шару, яку виробляє принтер за один захід. Чим менше буде товщина, тим чіткіше виходить поверхня, що друкується. При тонкому шарі на друк необхідно більше часу, оскільки шарів потрібно викласти більше.

Кому підійде?

На 3D-пристрої можливо здійснювати друк дитячих і ялинкових іграшок, сувенірної продукції, чохлів для смартфонів і планшетів, різних механізмів для автомобілів і прикрас. Він став незамінним в окремих галузях.

Будівництво

Технологія 3D-друку за допомогою гіпсових матеріалів надає можливість застосовувати їх при реставрації споруд і будівель. Також можливий друк клумб, лавок і навіть цілих будівель. Такий підхід у будівництві економить основний бюджет і збільшує потужність виробництва.

Архітектура

Тривимірне моделювання дозволяє архітекторам наочно донести свої ідеї до замовника. Майбутня модель будівництва ефективніша за просту картинку на екрані ПК. Клієнт у цьому випадку отримує повну інформацію про майбутній проект з урахуванням усіх доповнень і нюансів.

Довідка: За допомогою друку керамічними матеріалами можна створити шедеври архітектурного мистецтва і скульптури і витратити при цьому мінімум матеріалів і часу.

Медицина

3D-друк є популярним у протезуванні при виготовленні імплантатів. Технологія здатна врахувати індивідуальність будови тіла людини в процесі їх виробництва. Спеціальні мікрополості, які знаходяться в необхідних місцях протезних систем, дозволяють здоровим клітинам тканин вільно переміщатися, тим самим прискорюючи звикання людини до імплантатів.

Довідка: Виготовлення щелепних апаратів важливе для полегшення роботи хірургів.

01. Історія створення

3D-принтери з дельта-кінематикою з'явилися пізніше за класичні 3D-принтери з картезіанською кінематикою.

Історія створення дельта-принтерів починається в 2010 році, коли два учасники RepRap руху з ніками Energetic і Reinoud вирішили розробити бюджетний принтер на базі дельта-роботів.

Дельта-роботи набули популярності на лініях упаковки. Вони розфасовують товар швидше і дешевше, ніж люди.

Затиснутий для перенесення товарів замінили на екструдер. Так з'явилася абсолютно нова схема 3D друку.

Перший варіант дельта-принтера відрізнявся від сучасних принтерів. У нього не було направляючих для переміщення штанг, а кожна штанга мала додаткове плече вигину.

А трохи пізніше, на базі 3D-принтера Росток він зробив принтер Коссель, який мав звичний вигляд сучасних дельта 3D-принтерів.

Плюси і мінуси принтера дельта

Серед найбільш актуальних достоїнств дельта-принтерів фахівці виділяють:

• відносно низьку ціну на пристрій, якщо порівнювати з «картезіанськими» моделями;
• високу швидкість друку матеріалів за рахунок швидкого переміщення головки;
• майже повна відсутність шумів при роботі;
• більш зручні конструкційні параметри для друку вертикальних об'єктів;
• низьку ймовірність спотворень при друку завдяки компактній платформі;
• компактність.

Що ж стосується основних недоліків так званих дельта-ботів, то до них відносять:

• Висока вимогливість до детальності продукції, з необхідним збігом розмірів до однієї сотої міліметра.
• Необхідність роботи в основному на 32-бітних процесорах.
• Висока складність коригування ретракту. У разі встановлення легких директ-екструдерів на зразок «Титан», відбувається збільшення маси ефектора і, як наслідок, зниження швидкісних параметрів друку. Крім того, установка таких екструдерів підвищує собівартість самого пристрою.
• Можливі труднощі з калібруванням, які на більш дорогих системах вирішуються установкою систем автокалібрування.

ДОВІДКА! Фахівці рекомендують тим, хто вирішується на самостійне складання «дельти» в домашніх умовах, спиратися на вже готові робочі рішення, інакше проблем з калібруванням і підбудовою буде не уникнути, що збільшить терміни складання.

Переваги і недоліки, порівняльна характеристика з H - Bot3D принтерами

До основних переваг дельта 3D принтерів можна віднести наступне:

• Для виготовлення таких принтерів потрібна менша кількість деталей, відповідно у них нижча собівартість, на відміну від 3D принтерів H-Bot схемою.
• У роботі дельта-принтерів використовуються три приводи для переміщення друкуючої головки (екструдера), що значно прискорює сам процес друку і в середньому виходить швидше, ніж у картезіанських 3д принтерів.
• Так само у 3D принтерів Дельта нерухомий стільниця. Що виключає можливий ефект нерівності поверхні деталі (воблінг).
• Завдяки як правило витягнутій формі робочої області 3д принтера дельта зручно друкувати високі вертикальні об'єкти, такі як макети висотних будівель і пам'ятників. Виходить на 20% швидше, ніж на 3д принтерах H-bot наприклад.

Недоліки і особливості Delta-робота можна відзначити:

• 3D принтери кінематики Delta більш вимогливі до точності виготовлення деталей, їх геометричні розміри тяги і вузлів кріплення обов'язково повинні збігатися до сотих міліметрів, інакше при друку моделей виникають спотворення, які важко чим-небудь виправити. На даний момент виробники намагаються вирішити цю проблему.
• Ще до недоліків можна віднести складні математичні розрахунки для траєкторії рухомої головки і перетворення координат. Це вимагає переходу на більш потужні процесори, з 8-ми бітної бази Arduino 2560 на 32-х бітну електроніку.
• При подачі пластику використовується схема подачі «боуден», застосування даної системи подачі пластику обумовлено, значним полегшення друкуючої головки 3д принтера дельта. Тобто. мотор, який подає пластикову нитку, відокремлений від друкуючого блоку. Адже в 3Д принтерах Delta саме друкуюча головка є рухомою частиною. До недоліків боуден системи можна віднести - складність друку гнучкими матеріалами або матеріалами, які не мають пружності. Загалом це схема робоча і підходить для 95% завдань з 3Д друку.
• Так само з мінусів дельта-принтерів виявлено скрутність у їх калібруванні (тобто. знаходження нуля і визначення координат). Однак на професійних моделях Дельта 3D принтерів, наприклад виробника Vortex3D дана проблема вирішена установкою системи автокалібрування. Таким чином всі маніпуляції калібрування проводить сам 3Д принтер без участі оператора.

03. Плюси і мінуси, порівняння з картезіанськими 3D-принтерами

Плюси:

• Основною перевагою дельта-принтерів є їх більш низька собівартість, порівняно з принтерами з картезіанською кінематикою, з огляду на те, що для їх виготовлення потрібна менша кількість деталей.
• Їх швидкість друку в середньому вища, ніж у принтерів з картезіанською кінематикою - узгоджена робота трьох приводів дозволяє швидше переміщати друкуючу головку.
• Нерухома платформа дозволяє уникнути «вобблінгу», що зменшує ймовірність спотворень.
• На дельта-принтерах зручно друкувати вертикальні об'єкти, такі як макети висотних будівель і пам'яток. Цьому сприяє циліндрична форма області побудови.
• Компактні, займають невелику площу.

Мінуси і тонкощі:

• Дельта принтери більш вимогливі до точності виготовлення деталей, ніж принтери з картезіанською кінематикою. Геометричні розміри тяг і вузлів кріплення у дельта-принтерів повинні збігатися до сотих часток міліметра, інакше виникають важкоусуттєві спотворення при друку виробів. Дана проблема вирішується при промисловому виробництві дельта-принтерів різними виробниками.
• Використання складної математики при розрахунку траєкторії головки, для перетворення декартових координат на полярні, призводить до необхідності переходу на більш потужні процесори для роботи і обмежує застосування стандартної восьмибітної електроніки на базі Arduino 2560, потужностей якої вистачає тільки на розрахунок друку одним екструдером. Проблема вирішується переходом на електроніку наступного покоління, засновану на 32-бітних процесорах.
• У більшості дельта-принтерів використовується система подачі пластику типу боуден, що збільшує складність налаштування ретракту. На деякі моделі встановлюються легкі директ-екструдери типу «Титан», але вони обважнюють ефектор і зменшують швидкість друку, особливо якщо їх кілька, а також здорожують принтер.
• Через нерухому платформу ускладнено калібрування принтера, що на дорогих принтерах, наприклад Mass Portal XD 20, вирішується установкою системи автокалібрування, а на дешевих, наприклад Anet A4, платформу роблять з ручним калібруванням на гвинтах.

06. Огляд моделей - приклади 3D принтерів Delta

06.1. Mass Portal D300

3D принтер Mass Portal D300 професійної серії має найбільшу в своїй серії область побудови. Використовує для друку високотемпеолог ні відкриті матеріали. Призначений для роботи з кращими термопластичними нитками діаметром 1,75 мм, друк при температурі гарячого повітря до 475 ° C. У конструкції застосовано подвійний екструдер з водяним охолодженням.

• Розміри: 480x620x855 мм
• Програмне забезпечення: FabCloud, Simplify3D, FabControl
• Робоча камера: 300x300x300 мм
• Швидкість пересування: 250 мм/сек
• Технологія друку: FDM
• Товщина шару: від 150 мкм
• Підтримувані матеріали: ABS, ASA, BVOH ,CPE, HIPS, PA (Nylon), PC, PEI, PEEK, PET, PETG, PLA, PMMA, POM, PP, PPSU, PVA, PVB, TPE, TPU
• Діаметр нитки: 1,75 мм
• Діаметр сопла: 0,4 мм
• Платформа: підігрівається
• Ціна: 1132 061 руб. (Ціна наведена станом на 12.12.2018. Поточну ціну дізнавайтеся на сайті)

06.2. 3DQuality Prism Pro Dual

3D принтер 3DQuality Prism Pro Dual - пристрій професійного рівня. Роботу полегшує автоматичне калібрування, а підігрівається робочий стіл і закрита камера гарантують захист виробу від деформації під час друку, наприклад, ABS.

• Матеріал: ABS, PLA, HIPS, FLEX, SBS, PVA
• Підігрівається платформа: є
• Робоча камера: ^ 400х860 мм
• Швидкість пересування: 200 мм/с
• Технологія друку: FDM
• Товщина шару: від 50 мкм
• Діаметр нитки: 1,75
• Діаметр сопла: 0,6 мм
• Дисплей: Екран LCD
• Інтерфейси:Wi-Fi
• Кількість друкуючих головок: 2
• Ціна: 364 650 руб. (Ціна наведена станом на 12.12.2018. Поточну ціну дізнавайтеся на сайті)

06.3. Delta WASP 2040 Clay

DelceWASP 2040 Clay є незамінним інструментом для тих, хто працює в області 3D-кераміки. Точний і швидкий, підтримує всі керамічні матеріали. 3D-принтер Clay відкритий і доступний з трьох сторін для взаємодії під час друку. Компактний професійний глиняний тривимірний принтер, що створює відбитки до 40 см у висоту.

• Розміри: 490x440x870 мм
• Робоча камера: Ø200 ^ 400 мм
• Швидкість пересування: 150 мм/с
• Технологія друку: LDM
• Товщина шару: від 500 мкм
• Підтримувані матеріали: фарфор, фаянс, гріс, вогнетривок, глина
• Діаметр сопла: 1,2 мм
• Інтерфейси: SD Card
• Швидкість друку: 150 мм/с
• Ціна: 354 286 руб. (Ціна наведена станом на 12.12.2018. Поточну ціну дізнавайтеся на сайті)