Ретроспектива FDM 3D-печати: ключевые вехи и компоненты

С момента рождения движения RepRap и Open Source в 2005 году с появлением FDM 3D-принтера доктора Эдриана Боуера, который мог построить себя почти полностью, этот сектор сильно эволюционировал до наших дней. В этой статье поговорим о 3D-принтерах и компонентах, которые были ключевыми в своё время для достижения успешных деталей.

3D-принтеры

После истечения патента на технологию FDM появилось несколько моделей 3D-принтеров, основанных на Open Source. Эти 3D-принтеры формировались трубчатой структурой, простой электроникой и обычно не имели нагреваемого стола. Но в 2012 году мир 3D-печати встретил FDM 3D-принтер, который стал и остаётся самым продаваемым и модифицируемым на рынке — Prusa i3 Original. Его последняя версия, Prusa i3 MK3s, — фаворит непрофессионального рынка.

Рисунок 1: Prusa i3 Original. Источник: RepRap

Слайсеры

В этом разделе есть разные программы слайсинга с начала, даже производители 3D-принтеров разрабатывали свои слайсеры. Одной из первых, использувшихся широко, была Repetier-Host — относительно простая в использовании программа, совместимая с Windows, Mac и Linux. В 2015 году Ultimaker запустил Cura 2.0 — бесплатный слайсер, очень простой в использовании. За короткое время большая часть сообщества 3D-печати начала использовать Cura3D, став одной из самых используемых. Наконец есть Simplify3D — платный софт, который в своё время внес бесчисленное множество новых параметров конфигурации 3D-печати.

Рисунок 2: Cura3D 15.04. Источник: Ultimaker

Подключение

В начале 3D-печати требовался компьютер, подключённый к принтеру постоянно, чтобы снабжать электронику движениями, которые она должна была управлять. Это было действительно неудобно, так как не только заставляло держать компьютер рядом с принтером, но во многих случаях нельзя было пользоваться ПК для других работ, потому что он тормозил и останавливал печать. С появлением принтеров с SD-модулями и ПО для удалённого управления через Raspberry, пользователи оптимизировали процессы печати в значительной степени.

Экструдер

Самый используемый экструдер до недавнего появления Titan Extruder, Titan Aero и экструдеров типа MK8 и MK10 — был Greg Wade. Этот экструдер — результат объединения работы двух инженеров. Уэйд Бортц, канадский инженер, создал экструдер с приводом двигателем NEMA 17, который вращает маленькую шестерёнку, которая в свою очередь двигает большую, чей болт двигает нить. Хотя главная идея была хорошей, Грег Фрост, австралийский инженер, взял основную идею двойной шестерёнки Уэйда и создал революционный экструдер, который использовался в бесчисленном множестве 3D-принтеров.

Рисунок 3: Экструдер Greg Wade. Источник: RepRap

Хотэнд

В настоящее время подавляющее большинство хотэндов металлические и имеют вентилятор для рассеивания тепла. В начале хотэнд был проще и просто формировался пластиковым корпусом, выдерживающим высокую температуру (PTFE или PEEK) и латунным наконечником с входным диаметром, подгонявшимся под диаметр нити, и выходным диаметром, который был нужен. Главная проблема этих хотэндов — они не могли использоваться с материалами высокотемпературной экструзии.

Рисунок 4: Хотэнд с корпусом PEEK

Печатный стол

Первые FDM 3D-принтеры не имели нагреваемого стола, поэтому использовали каптоновый скотч и синий скотч для приклеивания деталей к столу. Позже появились нагреваемые столы, работавшие от отдельного блока питания, на которые ставили стекло. Некоторые принтеры комбинировали стекло с упомянутыми выше скотчами, чтобы добиться адгезии деталей. Вскоре появились некоторые спреи для фиксации, которые эволюционировали в полный ассортимент, существующий сегодня.

Рисунок 5: Печатный стол со стеклом

Нити

Даже сегодня материалы, наиболее используемые в 3D-печати — PLA и ABS — были единственными материалами, доступными в начале этого сектора. PLA был материалом, используемым всеми пользователями из-за своей легкости печати, цены и отделки. Нить ABS появилась из-за спроса со стороны промышленных пользователей, так как они были знакомы с этим термопластиком — пластиком с хорошими механическими свойствами и пригодным для прямых применений. В 2012–2013 новые материалы появились от руки двух крупных производителей — Кай-Парти и Taulman3D. Кай-Парти разработал первую деревянную нить, с которой можно достичь отделки, действительно похожей на дерево. Taulman3D إحدил революцию в 3D-печати нилоновыми нитями, открыв сектор бесконечному числу новых применений.

FDM 3D
Printers HotEnd Bed Adhesion Premium PLA

Старые пользователи 3D-принтеров наверняка вспоминают всё вышеуказанное с некоторым облегчением, видя, что сейчас этот сектор эволюционировал и печать деталей намного проще и эффективнее. Пользователи нового притока в этот великий мир, мы надеемся, что они узнали что-то из истории и продолжат помогать эволюционировать этому сектору.

Не стесняйтесь комментировать все свои переживания, будь то текущие или начала 3D-печати, чтобы все мы учились.