Автокалибровка
Автокалибровка
Автоматическая калибровка
Автокалибровка
Ручная автокалибровка

Программное обеспечение нашего принтера позволяет пользователю делать автоматическую калибровку: процессор принтера без участия человека делает ряд важных измерений своей геометрии, запоминая автоматически данные для коррекции, используемые при печати моделей, тем самым улучшая их качество и повышая точность размеров.

Подавляющее большинство 3D принтеров не имеют программ для автоматической калибровки. Это обусловлено сложностью закрепления датчика z-min на главную каретку, да и сами датчики должны быть высокоточными, а программы обработки таких датчиков должны гарантировать отсутствие помех.  

Все это приводит к тому, что вам приходится либо совсем отказаться от настройки параметров геометрии и удовлетвориться качеством «как есть», либо делать калибровку вручную, что очень трудоемко и не всегда приводит к положительному с точки зрения качества печати результату.

 

Альтернативные головки
Альтернативные головки
Наш принтер пишет авторучкой
Альтернативные головки
Без сменной головки

Универсальность конструкции головки нашего принтера позволяет закреплять на главной каретки не только сопло для экструзии пластика, но и любые другие инструменты для работы, например: ручку, маркер, перо, лазер, резак и пр. Это существенно расширяет сферу где вы можете применить наш 3D принтер.

Стандартный 3D принтер умеет только печать модели из пластика. Модернизировать его для какой либо другой работы без разрушения конструкции практически невозможно.

Держатель филамента
Держатель филамента
Наш держатель филамента на подшипниках
Держатель филамента
Держатель филамента без подшипников

В конструкции нашего принтера предусмотрена вращающаяся платформа для установки катушки с филаментом. Система из 6 подшипников позволяет катушке самостоятельно раскручиваться без толчков и трения прямо в процессе печати. 

Платформа очень тонкая, не занимает места, её не надо снимать при перемещении принтера. Система сменных вставных колец делает возможной установку катушек любого формата.

Как правило, держатели катушки филамента продаются отдельно, они имеют разное качество и заточены под какой-то один формат катушек. Зачастую, такие держатели не содержат подшипников и раскручивание идет с усилием, а это значит вам придется постоянно быть рядом с катушкой в течение всего процесса печати, чтобы следить за свободной подачей нити филамента.

Климат контроль
Климат контроль
Вентиляторы климат контроля
Климат контроль
Корпус без вентиляторов

Наш принтер снабжен системой климат-контроля, что позволяет осуществлять длительную печать без опасности перегреть важные узлы: хотенд, датчики, блок питания и электронику устройства. 

Вентиляторы в верхней и нижней части устройства позволяют циркулировать воздуху внутри объема корпуса и поддерживают постоянную температуру внутри.

В обычных моделях климат контроля нет. А это значит что при долгой печати (когда модель большая или сложная) есть опасность перегрева устройства. Такое закончится в лучшем случае сбоем в работе, а в худшем — поломкой принтера и пожаром.

Комплектация
Комплектация
Инструменты
Комплектация
Без инструментов

Наш принтер комплектуется целым набором необходимых для работы инструментов, в том числе SD картой,  на которой вы сразу можете найти всё необходимое программное обеспечение (слайсеры, драйверы, примеры для печати, готовые модели, рекомендации по настройке). У вас сразу будет  всё, что необходимо для начала работы.

Обычные 3D принтеры не имеют полноценной комплектации, и не снабжены готовыми программами. Всё это вам придется искать и покупать самостоятельно за дополнительные деньги отдельно. Купив такой принтер напечатать что-то сразу вы  не сможете.

Нагревательный стол. Датчик температуры
Нагревательный стол. Датчик температуры
Наш датчик неподвижен и касается стекла
Нагревательный стол. Датчик температуры
Крепление датчика температуры в обычном принтере

Датчик температуры в нашем нагревательном столе припаян и через окошко в нагревательном элементе касается непосредственно  стекла.  Контакты датчика специальными дорожками подводятся к плате контроллера температуры, причем контакты экранированы, а экран заземлен для уменьшения помех. Для улучшения контакта датчика со стеклом мы используем специальный термоклей.

Все это приводит к тому, что ошибка измерения температуры нагревательного стола минимальна, а это значит, что при печати температура стола контролируется стабильно и деталь не отрывается.

Датчик температуры крепится к нагревательному элементу с помощью тонких проводов и скотча, причем не со стороны нагрева. В итоге датчик измеряет не температуру стекла поверхности печати, а температуру воздуха с обратной стороны нагревательного элемента. Из за этого реальная температура стола может отличаться от показанной на экране на десятки градусов. В процессе эксплуатации датчик может отклеиться (скотч не надежен) и температурная ошибка возрастет.

Нагревательный стол. Нагревательный элемент
Нагревательный стол. Нагревательный элемент
Наш нагревательный стол и контроллер нагрева
Нагревательный стол. Нагревательный элемент
Сгоревший стол

В нашем столе используется нагревательный элемент собственной разработки. Геометрия дорожек, ширина, количество металла рассчитаны под наш блок питания и контроллер управления нагревом, чтобы обеспечить наиболее эффективную мощность нагрева и повысить безопасность.

Наша собственная разработка контроллера управления нагревом предусматривает гальваническую развязку силовой части от цифровой схемы, дополнительный контроль температуры, световую индикацию. Все силовые кабели, идущие на нагревательный элемент, подобраны исходя из расчетных токов.

Силовые провода стола не нужно протягивать вверх-вниз от блока питания к процессорной плате, т.к. управление нагревом осуществляется непосредственно на нагревательном столе вблизи с блоком питания. Для подключения силовых проводов к плате управления используются специальные разъёмы, предотвращающие нагрев места контакта в отличие от обычных принтеров, где часто можно увидеть силовые контакты цвета побежалости, что характерно для перегретых мест.

Конструкция стола абсолютно безопасна для пользователя.

В стандартных нагревательных элементах используется тонкая фольга, а также предусмотрены несколько цепей для подключения различных вариантов напряжения питания. Такая система не очень эффективна, поскольку рассчитана на универсальность.

В итоге при неправильном подключении обмоток или неправильном выборе блока питания через дорожки протекает неправильный ток, что приводит к перегреву и перегоранию дорожек.

Как правило, для управления нагревом используются упрощенные силовые цепи расположенные на главном модуле arduino, которые не выдерживают больших токов, а сечение проводов ведущие от ардуино к нагревательному столу не соответствуют текущим по ним токам.

Нагревательный стол. Поверхность печати
Нагревательный стол. Поверхность печати
Термостойкая стеклокерамика
Нагревательный стол. Поверхность печати
Обычный нагревательный стол

В нашем принтере используется огнеупорная жаростойкая стеклокерамика производства известной немецкой компании с максимальной рабочей температурой 760 градусов. Поверхность стекла идеально ровная, без сколов и трещин. Это позволяет обходиться без специальных средств для повышения адгезии стола, типа лаков, растворов на основе ацетона и т.п., которые портят внешний вид принтера. Перед печатью на нашем принтере достаточно протереть стекло спиртом. 

После окончания печати поверхность детали, касающаяся со столом, идеально гладкая.

Использование  синего скотча или каптоновой ленты не может гарантировать ровной поверхности. Между полосками есть стыки, а если клеить внахлест, то разница высоты стола может достигать десятых долей миллиметра. Кроме того, скотч оставляет клей на стекле, что ведет к накоплению грязи при долгой эксплуатации. Однако скотч применять приходится, потому что в обычном принтере конструкция и материалы стола не обеспечивают необходимой адгезии. Другими средствами повышения адгезии стола являются лаки, клеи, раствор АБС в ацетоне.  

Все это в конечном случае портит внешний вид принтера, а поверхность печатаемой детали в месте касания стола не гладкая.

Нагревательный стол. Самовыравнивание
Нагревательный стол. Самовыравнивание
Наш нагревательный стол
Нагревательный стол. Самовыравнивание
Обычный нагревательный стол

Конструкция крепления стола нашего принтера продумана так, чтобы предусмотреть автоматическую компенсацию (самовыравнивание) при нагревании и охлаждении. Сам нагревательный элемент изолирован от корпуса термопрокладкой и прижимается равномерно  со всех сторон пружинами к стеклу, поэтому потери тепла незначительны и нагрев эффективно передается стеклу.

Нагревательный элемент сделан размером во всю поверхность стола, что позволяет делать равномерный (температура одинакова в центре и на краю стола) и очень быстрый нагрев -  это сокращает время на подготовку печати до  нескольких минут.  Также на наш стол нанесена радиальная и концентрическая разметка для того, чтобы видеть размеры детали во время печати.

 

Как правило в принтерах отсутствует система компенсации при нагреве /охлаждении стола, что приводит к его деформации,  искажении уровня, нарушению горизонтальности. А это влечет за собой ошибки в наложении первых слоев пластика и, как следствие, ухудшения качества всех последующих слоев и модели в целом. Стекло прижимается к нагревательному  элементу канцелярскими прищепками, отсутствует термопрокладка, стол закреплен не жестко.

Как правило в стандартных принтерах подготовка к первой печати (разогрев стола) занимает значительное время —  15-20 минут.

 

Особенности конструкции. Герметичность
Особенности конструкции. Герметичность
Наш принтер полностью герметичен
Особенности конструкции. Герметичность
Принтер открытого типа

Наш принтер выполнен в форме закрытого со всех сторон корпуса с плотно закрывающейся дверью на магнитах. Это позволяет при печати на АБС (ABS) исключить сквозняки и неравномерности в охлаждении, и не допустить искривления и деформации модели. Нашу дверь вы можете самостоятельно перевесить на другую сторону.

Если принтер не имеет герметичной стенки и не закрывается дверью,  то при печати на АБС может возникнуть неравномерное охлаждение модели - это окажет существенное влияние на усадку пластика, в результате чего модель будет перекошена по направлению наибольшего охлаждения. По сути, если печатать на АБС на открытом пространстве, то любой сквозняк может привести к непредсказуемому результату.

Особенности конструкции. Кинематика
Особенности конструкции. Кинематика
Дельта кинематика
Особенности конструкции. Кинематика
Принтер с ортогональной кинематикой

Наш принтер сделан на основе кинематической схемы дельта-робота, что позволяет получить преимущества:

  1. недостижимо высокой (по сравнению с ортогональными принтерами) скорости печати, при этом наблюдается слабая зависимость качества получаемой модели от скорости ее создания,
  2. отсутствия сильной зависимости качества печати от соосности направляющих валов.

Применение обычных схем кинематики (ортогональных XY Head Z Bed) имеет следующие недостатки:

  1. более медленная (по сравнению с дельта принтером) скорость печати, при этом наблюдается заметное ухудшение качества от более высокой скорости
  2. очень резкая зависимость качества и геометрии получаемой модели от точности собранной конструкции и соблюдения углов между осями направляющих (такая погрешность всегда есть, и она может усугубиться при транспортировке, неправильной сборке и в процессе эксплуатации, а исправить ее как правило просто невозможно).
Особенности конструкции. Производство и сборка
Особенности конструкции. Производство и сборка
Изготовление собственных высокоточных деталей
Особенности конструкции. Производство и сборка
Принтер из стандартных комплектующих

В конструкции нашего принтера сделан упор на применение собственных деталей высокой точности, которые изготовлены на станках ЧПУ, что существенно влияет на точность сборки принтера, позиционирования печатающей головки, скорости печати, а также повторяемости параметров конструкции при производстве принтеров—все это напрямую влияет на качество получаемой модели.

При сборке принтера из стандартных комплектующих качество комплектующих сильно отличается от производителя к производителю. На российском рынке доминирует принтеры китайского производства, сделанные из самых дешевых, зачастую некачественных компонентов. Как правило, такие принтеры требуют существенной доработки пользователем и это все равно не гарантирует качественной печати.

Особенности конструкции. Система натяжения ремней
Особенности конструкции. Система натяжения ремней
Регулируемая система натяжения ремней
Особенности конструкции. Система натяжения ремней
Обычные способы натяжения ремней

В нашем принтере на боковых каретках реализована удобная система натяжения ремней. Это позволяет пользователю подтянуть ослабленные в процессе долгой эксплуатации ремни если это необходимо. С помощью винтов можно выставить необходимую силу натяжения ремня.

Как правило в бытовых принтерах не предусмотрена система натяжения ремней. Натяжение ремней создается при сборке и в процессе эксплуатации оно может заметно проседать, что неотвратимо скажется на точности позиционирования головки и, как следствие, на качестве модели, ее форме и размерах.

Чтобы натянуть ремни используют стяжки или пружинки, однако такое натяжение фиксировано и его невозможно подстроить. В тех же принтерах, где система натяжения есть, добраться до элементов натяжения ремней весьма сложно.

Особенности конструкции. Тяги
Особенности конструкции. Тяги
Углепластиковые тяги
Особенности конструкции. Тяги
Металлические тяги

Математическая модель траектории движения дельта принтеров основывается на предположении абсолютной одинаковости длины тяг.  Если какая-то тяга, даже незначительно отличается по длине, то движение главной каретки становится непредсказуемым. Мы уделили этому вопросу особое внимание:

  1.  Наши тяги сделаны из углепластика—материала прочнее стали при весе в 10 раз меньшем. В итоге тяги не деформируются в процессе работы, а малый вес уменьшает инерционность главной каретки.
  2. При сборке мы компенсируем небольшой разброс длин в специальной оснастке и в результате принтер комплектуется абсолютно  одинаковыми тягами!

 

Как правило в принтерах используются металлические тяги, которые при транспортировке или во время работы могут погнуться. Длинные металлические винты и шпильки всегда имеют изгиб, который со временем только увеличивается. При сборке такого принтера никто дополнительно не измеряет  разность тяг (слишком трудоемко), и, как следствие, она обязательно присутствует при любом качестве и точности резки тяг (а в бытовых принтерах и точность резки высокой не бывает).

Особенности конструкции. Эндстопы
Особенности конструкции. Эндстопы
Магнитный датчик с регулировкой чувствительности
Особенности конструкции. Эндстопы
Механический и оптические датчики

В нашем принтере в качестве эндстопов (ограничителей движения боковых кареток) используются только магнитные датчики. Их особенность в том, что работают они надежно, обладают высокой точностью и стабильностью. При необходимости их чувствительность (расстояние срабатывания) легко  настроить вручную.

Регулировка чувствительности каждого датчика осуществляется с помощью отдельного микропроцессора, который обрабатывает магнитное поле датчика. Схема управления датчиками наша собственная разработка. Необходимое расстояние срабатывания датчика  можно изменить одним нажатием кнопки, после чего новый уровень сохраняется в энергонезависимой памяти.

Кроме этого мы добавили цветовую индикацию срабатывания и пользователь сразу видит сработал датчик или нет. Отсутствие механического контакта гарантирует долговечность и стабильность работы принтера.

Практически все 3D принтеры снабжены механическими или оптическими датчиками касания. Механические датчики очень не надежны, т. к. механический контакт дает дребезг (ложный сигнал), а в процессе эксплуатации лепесток датчика подгибается и расстояние срабатывания непредсказуемо меняется. Такие датчики имеют недолгий срок службы, они часто ломаются, а сломанный датчик может вывести из строя весь принтер. Кроме того, чувствительность механических датчиков невозможно настроить.

Оптические датчики лучше механических, они устраняют проблему дребезга, но и они работают по принципу включил-выключил на фиксированном расстоянии. Чтобы изменить расстояние срабатывания надо механически переместить датчик, а это просто бывает невозможно, поскольку конструкция принтеров предполагает жесткую фиксацию эндстопов.

Особенности материалов. PTFE трубка
Особенности материалов. PTFE трубка
Фторопластовая тефлоновая трубка
Особенности материалов. PTFE трубка
Некачественная трубка

В нашей модели принтера используются трубки подачи филамента только из качественного мягкого фторопласта, который обладает минимальным трением и практически не оказывает воздействие на позиционирование головки, а также не мешает автокалибровке принтера.

Если в принтере используется трубка из  дешевого материла, из-за высокой жесткости она будет оказывать влияние на позиционирование головки, заметно ухудшая качество модели на краях. Кроме того, жесткая трубка делает невозможным осуществление автокалибровки и, всякий раз перед этой процедурой, ее придется откручивать — что и трудоемко и есть опасность  повредить другие детали головки.

Особенности материалов. Ремень
Особенности материалов. Ремень
Полиуретановый армированный ремень
Особенности материалов. Ремень
Обычный резиновый ремень

Мы применяем в нашем принтере термопластичные полиуретановые ремни армированные стальным кордом. Такие ремни обладают высокой сопротивляемостью к кратковременному и длительному вытягиванию. Как следствие такой ремень не  растягивается, не пружинит при работе и практически не требует подтягивания.

В большинстве моделей принтеров применяется стандартный неармированный ремень из черной резины. При низкой сопротивляемости к кратковременному растягиванию (рывках) получаются ошибки в позиционировании головки принтера. При длительном растягивании за этим придется регулярно следить и всякий раз подтягивать ремни.

Печатающая головка. Размеры
Печатающая головка. Размеры
Наше сопло с нагревателем
Печатающая головка. Размеры
Печатающая головка большой конструкции

Печатающая головка нашего принтера имеет малые размеры, благодаря чему 3D модель остается открыта для всестороннего наблюдения во время печати. Это дает возможность вовремя отследить проблемы печати, а также визуально подбирать параметры скорости и температуры в процессе печати если вы используете такой метод.

Если в принтере большая печатающая головка, то она может закрыть 3D модель для наблюдения. Это означает, что о любых проблемах печати вы узнаете уже после того как модель будет полностью закончена, и таким образом потеряете время, которое потребуется если будет необходима переделка.

Печатающая головка. Система нагрева
Печатающая головка. Система нагрева
Уникальная конструкция нагревателя
Печатающая головка. Система нагрева
Обычный хотенд

В конструкции нашей печатающей головки применяется оригинальная собственная конструкция нагревателя. Это позволило нам сократить время нагрева сопла до 15 секунд!

Стандартный нагревательный элемент не только медлительный, но и обладает высокой инерционностью, когда контроллер принтера подолгу не выходит на рабочий температурный режим. Таким образом, начало любой печати будет затягиваться на 5-10 лишних минут.

Платформа со съемной печатающей головкой
Платформа со съемной печатающей головкой
Платформа и печатная головка нашего принтера
Платформа со съемной печатающей головкой
Обычная каретка дельта-принтера

Главная каретка нашего принтера разработана и изготовлена в России, из композитных и металлических материалов на ЧПУ станках высокой точности и проходит обязательную проверку на качество.  На ней находится микроконтроллер, который отслеживает движение и собирает информацию с различных датчиков.

Китайские запчасти, которые часто применяются даже российскими производителями для самых важных узлов 3D принтеров, почти всегда не имеют никакого контроля качества материала, размеров, допусков и т. д. и выбираются по принципу минимальной стоимости. 

Зачастую, некоторые производители не хотят тратить время и деньги на разработку и собирают изделие из готовых комплектующих. Собранная из таких частей головка принтера может выдать массу неприятных вещей: подтекающий пластик, плохое охлаждение хотенда и, как следствие, засорение изнутри, невозможность напечатать большую модель из-за перегрева,  неправильный неравномерный или просто медленный нагрев сопла и прочее и прочее.