10 лучших деталей 3D-принтера и их функции

3D-печать — это одновременно хобби, которым наслаждаются миллионы людей по всему миру, и функциональная технология производства, позволяющая производить широкий спектр деталей и продуктов. Чтобы удовлетворить этот спрос, на рынке доступно множество принтеров. В целом эти принтеры используют одни и те же базовые компоненты, особенно с точки зрения моделирования наплавлением (FDM). Эти детали можно разделить на 10 типов компонентов машин для 3D-печати.

В этой статье будут описаны детали 3D-принтера, которые попадают в каждую из десяти категорий, а также функции этих деталей 3D-печати.

1. Материнская плата или плата контроллера

Материнская плата, также известная как плата контроллера, служит центральным узлом, к которому подключены все электронные компоненты 3D-принтера. Ключевые части материнской платы 3D-принтера описаны ниже:

• Процессор: Преобразует запрограммированный код программного обеспечения в набор инструкций, которым должны следовать другие части принтера для печати части. В материнских платах 3D-принтеров используются 8-битные или 32-битные процессоры.
• Соединители: Соедините все электронные компоненты 3D-принтера. Они могут быть в виде клеммных колодок, разъемов DuPont или USB.
• Шаговые двигатели: Управляйте мощностью, подаваемой на отдельные катушки шагового двигателя, позволяя валу двигателя вращаться. Стандартный 3D-принтер имеет четыре шаговых драйвера:по одному для осей x, y и z и один для экструдера нити.
• Коммуникации: Для печати детали необходимы инструкции G-кода. Программа может предоставляться либо через Wi-Fi, через жесткое кабельное соединение, либо через слот для SD-карты.

Материнские платы можно модернизировать, просто заменив старую и вставив электронные компоненты в новую плату. Однако необходимо позаботиться о том, чтобы новая плата могла удовлетворить требования к питанию существующих частей принтера.

2. Блок питания (БП)

Блок питания (PSU) подает питание на все электронные компоненты принтера. Это устройство представляет собой трансформатор и выпрямитель, который понижает мощность переменного тока и преобразует переменный ток меньшей мощности в постоянный. Блок питания является источником питания для всех соответствующих компонентов. Обновление блока питания часто требуется, если в 3D-принтер добавляются новые элементы, требующие более высоких требований к мощности. Будьте осторожны и не заменяйте блок питания, не убедившись предварительно, что материнская плата способна выдержать повышенную мощность.

3. Рамка

В корпусе 3D-принтера соединяются все различные механические компоненты, включая материнскую плату. Рама обычно изготавливается из алюминия, пластика или стали. Чем жестче или жестче корпус 3D-принтера, тем быстрее принтер сможет печатать, сохраняя при этом точность и качество. Большинство 3D-принтеров имеют три оси прямолинейного движения. Это означает, что экструдер может перемещаться влево и вправо по оси X и вверх и вниз по оси Z. Третью ось движения обеспечивает кровать принтера, которая может перемещаться вперед и назад по оси Y. Шаговые двигатели установлены на раме.

Рамы 3D-принтера можно модернизировать. Однако зачастую это трудоемкое мероприятие, требующее разборки, а затем повторной сборки всего принтера. Одно из самых простых обновлений, которое могут сделать пользователи, — это усилить косынки и кронштейны рамы, тем самым повысив общую жесткость и устойчивость.

Иллюстрация корпуса 3D-принтера.

4. Пользовательский интерфейс

Пользовательский интерфейс необходим для взаимодействия с 3D-принтером. Большинство 3D-принтеров имеют базовый экран с несколькими кнопками и дисками. Этого достаточно для выбора детали для печати с SD-карты и изменения некоторых основных настроек, таких как температура экструдера или температура стола. Более продвинутые принтеры будут иметь многоцветные сенсорные экраны с удобным интерфейсом. Альтернативно принтер можно подключить к ПК с помощью проводного соединения или через Wi-Fi. Для управления принтером и мониторинга состояния печати можно использовать либо OEM (производитель оригинального оборудования), либо стороннее программное обеспечение для управления принтером.

Пользовательский интерфейс можно обновить до более удобной версии. Необходимо позаботиться о том, чтобы материнская плата была совместима с новым экраном как с точки зрения физического подключения платы, так и с точки зрения требований к питанию. Кроме того, для поддержки нового экрана необходимо обновить прошивку платы.

5. Связь

Возможность подключения 3D-принтера определяется тем, как пользователь передает инструкции по печати G-кода на контроллер. Существует три основных способа подключения к 3D-принтеру:через SD-карту, фиксированный кабель или через Wi-Fi. Большинство принтеров поставляются с SD-картой и фиксированными кабельными соединениями. Однако Wi-Fi доступен только на более продвинутых принтерах. Обновление с SD-карты/фиксированного кабеля на Wi-Fi часто требует замены материнской платы.

6. Экструдер

Экструдер используется для вытягивания пластика из катушки с нитью, проталкивания его через нагретую камеру, а затем из сопла для печати детали. Экструдер состоит из шагового двигателя, подпружиненного зубчатого колеса для захвата пластика, горячего конца и сопла. Три основных типа экструдеров:

• Прямой привод: Экструдеры с прямым приводом обычно устанавливаются над горячим концом и соплом. Эти типы экструдеров выталкивают пластик непосредственно в нагретый конец и через сопло.
• Боуден: Экструдер установлен в фиксированном месте на раме принтера. Экструдер Боудена проталкивает пластик через длинную гибкую трубку к горячему концу. Это позволяет принтеру печатать быстрее, поскольку возле сопла меньше веса.
• Двойные экструдеры: Два отдельных экструдера расположены рядом, каждый из которых подает разный материал. Это могут быть любые другие цвета, либо для печати опор детали можно использовать один экструдер. Для двойной экструзии можно настроить как экструдеры с прямым приводом, так и экструдеры типа Боудена.

Модернизация прямого привода на экструдер Боудена может быть осуществлена сравнительно просто. Требуется лишь несколько дополнительных кронштейнов и трубок. Переход на двойную экструзию зависит от того, сколько драйверов шаговых двигателей можно разместить на материнской плате. Также потребуются точки подключения дополнительных вентиляторов, хотэндов и датчиков температуры.

Иллюстрация экструдера/хотэнда.

7. Контроллеры движения

Контроллер движения — это механизм, используемый для перемещения горячего конца принтера по трем осям, необходимым для печати детали. Шаговый двигатель используется для управления движением благодаря его способности поддерживать точное позиционирование. Однако шаговые двигатели производят вращательное движение. Это вращательное движение преобразуется в линейное с помощью приводного винта или зубчатого ремня. Ось Z почти всегда приводится в движение приводным винтом, тогда как оси X и Y могут приводиться в движение зубчатыми ремнями.

Обновление контроллера движений требуется редко. Шаговые двигатели оригинального оборудования способны контролировать положение печатающих головок с большой точностью.

8. Материал для печати

Типичные 3D-принтеры FDM могут печатать с использованием самых разных материалов в виде рулонов нити. Они могут быть диаметром 1,75 мм или 3 мм. Ниже приведены некоторые общие категории пластиков, на которых можно печатать:

• Термопластики: Термопласты, такие как PLA, ABS и PETG, являются одними из наиболее часто используемых сырьевых материалов.
• Термопластичные эластомеры: Эластомеры — это материалы, которые после печати остаются гибкими, как резина. Эти типы пластиков могут быть сложными для печати, требуют экструдера с прямым приводом и стоят дороже.
• Наполненные термопласты: Наполненные термопласты охватывают широкий спектр материалов, которые представляют собой смесь термопластов и дополнительных наполнителей, таких как металлический порошок, углеродное волокно или опилки. В основном они используются для создания деталей с уникальным внешним видом и повышенной прочностью.

Модернизация машины редко требуется для печати различными нитями. Однако в некоторых случаях необходимы специальные аксессуары. Например, может быть полезно снабдить принтер корпусом с вентиляционной трубкой для пластика, такого как ABS.

9. Кровать с принтом

Печатная платформа — это область, в которой создается печатная деталь. Размеры печатных столов могут варьироваться от 200 х 200 мм до 1 х 1 м. Печатная платформа часто перемещается вперед и назад вдоль оси Y. Платформа для печати может иметь съемные панели, которые улучшают прилегание отпечатка к платформе и облегчают снятие детали после печати.

Для печатной платформы доступно несколько обновлений, помимо добавления съемной панели для улучшения адгезии. Размер печатной платформы зависит от корпуса принтера.

Иллюстрация рабочей пластины 3D-принтера.

10. Система подачи

Система подачи представляет собой сеть трубок, по которым волокнистые материалы поступают в экструдер и выходят из нагретого сопла. Правильная система подачи делает возможной многоцветную печать без необходимости использования двойного экструдера. Система подачи — это специализированный процесс, который можно добавить к существующему принтеру.

Иллюстрация системы подачи.

Что такое детали для 3D-печати?

К деталям для 3D-печати относятся любые компоненты, необходимые для работы 3D-принтера. К ним относятся, среди прочего, экструдеры, материнские платы, блоки питания и пользовательские интерфейсы.

Где изготавливаются детали для 3D-печати?

Подавляющее большинство деталей для 3D-принтеров производятся в Китае.

Каков наиболее важный аспект 3D-печати деталей?

Наиболее важным аспектом 3D-печати деталей является соответствие характеристик машины вашим требованиям. Изучите характеристики принтера, который планируется приобрести, чтобы определить, сможет ли он выполнить необходимую задачу печати.

Дополнительную информацию можно найти в нашем руководстве по 3D-принтерам.

"3D-принтер функционирует как интегрированная электромеханическая система, в которой управление движением, регулирование температуры и нанесение материала работают в постоянной координации. Плата контроллера выполняет команды операции печати, управляет распределением тока на шаговые драйверы и синхронизирует позиционную обратную связь по всем осям. Механические допуски в раме и узле движения напрямую влияют на точность размеров и качество поверхности. Термическая стабильность в горячем конце и платформе сборки определяет адгезию слоев и общую структурную целостность. Точность аддитивного производства в конечном итоге зависит от калибровки и взаимосвязи этих подсистем, где параметры программного обеспечения напрямую преобразуются в измеримые физические результаты».

Как идентифицировать детали, напечатанные на 3D-принтере

На некоторых деталях 3D-принтера напечатан серийный номер. Это особенно актуально для электронных компонентов, таких как экструдеры или материнские платы. Производители принтеров обычно указывают запасные части и места их приобретения на своих веб-сайтах.

Как собрать детали для 3D-печати

Самый простой способ собрать детали 3D-принтера — следовать онлайн-инструкциям, особенно тем, которые предоставлены OEM-производителем принтера. В руководствах по эксплуатации OEM часто отображаются все детали 3D-принтера в разобранном виде, что может помочь в процессе сборки.

Часто задаваемые вопросы о деталях машин для 3D-печати

Сложна ли сборка деталей, напечатанных на 3D-принтере?

 Базовый 3D-принтер требует некоторых базовых технических навыков, а его сборка с нуля может занять несколько часов. Большинство производителей предоставляют подробные видеоинструкции о том, как безопасно собрать принтер. Особая осторожность требуется при работе с электрическими деталями и системами.

Где мы можем купить детали для 3D-печати?

Детали для 3D-принтеров можно купить практически в любом крупном интернет-магазине, например, на Amazon, AliExpress или Banggood. В местных магазинах 3D-печати могут быть компоненты, которые можно приобрести с небольшой наценкой. Простой поиск в Google по ключевым словам «запчасти для 3D-принтеров рядом со мной» поможет вам понять, где купить детали для принтера.

Сколько будут стоить детали, напечатанные на 3D-принтере?

Стоимость деталей для 3D-принтера зависит от покупаемой детали. Самой дорогой деталью часто является материнская плата и связанные с ней компоненты. Типичная материнская плата стоит от 44 до 75 долларов. Имейте в виду, что весь 3D-принтер может стоить всего 280 долларов.

Можно ли обновить детали, напечатанные на 3D-принтере?

Модернизация 3D-принтеров — это яркое хобби, для которого в Интернете можно приобрести бесчисленное множество аксессуаров. В Интернете также есть множество руководств по обновлению деталей вашего 3D-принтера.

Сводка

В этой статье были рассмотрены 10 категорий деталей машин для 3D-печати и объяснено их назначение. Чтобы узнать больше о 3D-печати и о том, как Xometry может помочь с деталями для 3D-принтеров, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая 3D-печать и дополнительные услуги для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное ценовое предложение без каких-либо обязательств.

Отказ от ответственности

Содержимое этой веб-страницы предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Любые параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные особенности, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет доставлено сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, желающие получить расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим деталям. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими положениями и условиями.

Дин МакКлементс

Дин МакКлементс — дипломированный инженер с отличием в области машиностроения с более чем двадцатилетним опытом работы в обрабатывающей промышленности. Его профессиональный путь включает в себя важные должности в ведущих компаниях, таких как Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace и Hyster-Yale, где он развил глубокое понимание инженерных процессов и инноваций.

Прочтите другие статьи Дина МакКлементса