Как выбрать правильный объем печати для FDM 3D-принтеров

FDM 3D-принтеры сейчас доступны на рынке в широком диапазоне объемов печати. От принтеров с площадкой 15 x 15 см до 50 x 50 см. Существует общее убеждение, что чем больше объем печати, тем лучше. Это обусловлено рассуждением, что всё, что можно напечатать на маленьком принтере, можно напечатать и на большом, но не наоборот.

Хотя это верно в принципе, и кажется, что принтер большого объема не имеет недостатков по сравнению с маленьким, более пристальный взгляд на технические аспекты каждого раскроет важные компромиссы, которые могут склонить весы в пользу FDM-принтеров малого объема.

Изображение 1: Creality CR10 S5 с площадкой 50 см. Источник: Creality

Во-первых, необходимо проанализировать строительную платформу. Маленькие площадки имеют гораздо более высокую степень ровности, чем большие, из-за того, что их проще производить. Кроме того, чтобы избежать деформаций, чем больше размер площадки, тем больше должна быть её толщина, что не всегда выполняется. Это означает, что в то время как выравнивание площадки 20 x 20 см очень просто, на площадках 30 x 30 см или 40 x 40 см часто бывают значительные различия в высоте между центром и углами. Это особенно заметно на алюминиевых площадках при нагреве, так как большие размеры также означают большие деформации.

Это затрудняет получение качественного первого слоя печати, что необходимо для обеспечения правильного сцепления определенных материалов. Некоторые профессиональные крупноформатные принтеры, такие как Raise3D Pro2 и Pro2 Plus, включают дополнительные точки крепления помимо угловых, чтобы компенсировать эти деформации и улучшить ровность.

Изображение 2: Задний вид строительной площадки Raise3D Pro2. Источник: Filament2Print

Однако проблемы крупноформатных принтеров по сравнению с малформатными не ограничиваются более низкой ровностью подложки. Больший размер площадки также означает более длинные перемещения головки печати, что переводится в более длинные ремни и направляющие. Более длинные приводные ремни также ассоциируются с потерей позиционной точности, в то время как более длинные направляющие или рельсы подвержены деформациям и дефектам линейности.

Для компенсации этого крупноформатные принтеры потребовали бы специальных проектов и компонентов более высокого качества и более низких производственных допусков. Однако это редко бывает так, поэтому можно сказать, что точность FDM 3D-принтера уменьшается в зависимости от его размера.

Изображение 3: Промышленный принтер малого формата Zortrax M200 Plus. Источник: Zortrax

Другое распространенное убеждение заключается в том, что даже если производимые детали малы по размеру, 3D-принтер с большей площадкой позволит производить больше деталей за один раз. Это верно, однако у этого больше недостатков, чем преимуществ. Время печати в FDM пропорционально количеству одновременно печатаемых копий. Это означает, что разница во времени между производством одной партии из 10 деталей и двумя партиями по 5 деталей незначительна, увеличиваясь только за счет времени, необходимого для извлечения первых деталей и запуска второй партии. Однако у этого есть серьезный недостаток: вероятность сбоя растет с продолжительностью работы. Вероятность сбоя в 12-часовой печати всегда выше, чем в случае 6-часовой. Более того, при более высоких требованиях к производству всегда лучше приобрести два маленьких принтера, работающих параллельно, чем один крупноформатный, так как время и потери в случае сбоя уменьшаются вдвое.

При выборе FDM 3D-принтера критерием не должно быть выбор самого большого, что помещается в бюджет, а самого маленького, который удовлетворяет наиболее частые требования пользователя по размеру деталей. Если 95% деталей можно произвести на площадке 20 x 20 см, было бы целесообразно рассмотреть возможность приобретения малогабаритного станка и изготовления более крупных деталей частями с последующей сборкой.