3D-принтеры со сдвоенными экструдерами и кинематикой IDEX: преимущества и недостатки

Реклама ООО «3ДТУЛ» ИНН 7733905388 erid: 2VtzqwT9e4w

Всем привет. С вами компания 3Dtool!

В сегодняшней статье сравним два распространенных варианта двухэкструдерных аддитивных систем — 3D-принтеры со сдвоенными головками и с кинематикой IDEX. Разберем преимущества и недостатки и определим, какой вариант лучше подходит для тех или иных задач.

Большинство 3D-принтеров оснащаются одним экструдером, но многие варианты имеют сдвоенные головки, а некоторые, например Snapmaker J1s, полагаются на продвинутую кинематику IDEX, позволяющую перемещать две головки независимо друг от друга по оси X. Какой 3D-принтер выбрать — решать вам, а мы кратко перечислим преимущества и недостатки разных вариантов. 

Содержание:

1. Комбинирование двух цветов или материалов
2. Отделяемые и растворимые опоры
3. Дополнительные функции
4. Программное обеспечение
5. Недостатки двойных экструдеров
6. Отличия IDEX от обычных двухэкструдерных систем
7. Что выбрать — один экструдер, два или IDEX    

1. Комбинирование двух цветов или материалов

 Двойной экструдер позволяет выращивать двухцветные модели, либо использовать два материала одновременно, например основной и опорный, тем самым получая более красочные или более сложные изделия. 

Двойной экструдер на 3D-принтере Snapmaker 2.0

Похожих результатов можно добиться и одним экструдером, вручную меняя филамент. В то же время при попеременном использовании разных материалов, например акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) и термопластичного полиуретана (TPU), ручная смена филамента может быть очень хлопотной и сопряженной с риском брака из-за разных требований к настройкам 3D-печати. В таких случаях может быть целесообразнее печатать детали по частям разными материалами, а затем склеивать вместе.

2. Отделяемые и растворимые опоры

Пожалуй, главная причина, по которой люди покупают двухэкструдерные 3D-принтеры — возможность построения легко отделяемых и растворимых поддержек. Удаление опорных структур по завершении 3D-печати может быть весьма трудоемким, да еще и с риском повреждения поверхностей.  

 Специализированные материалы для построения отделяемых опор создаются с упором на низкую адгезию и высокую хрупкость, чтобы их можно было отделять от моделей с минимальным усилием.

3. Дополнительные функции

Двойные экструдеры также открывают доступ к дополнительным режимам работы. Например, в резервном режиме модель печатается одним экструдером, но если материал заканчивается или возникает какая-либо неисправность вроде пробки в хотэнде, 3D-принтер переключается на второй экструдер и продолжает работу.

4. Программное обеспечение

Построить двухэкструдерную аддитивную систему не так уж и сложно, сложнее создать подходящее программное обеспечение. Рост популярности двухэкструдерных 3D-принтеров напрямую связан с постепенным развитием функциональности слайсеров: современные, развитые алгоритмы позволяют оптимизировать траектории укладки и ретракты двух экструдеров, а также назначать конкретные участки моделей к построению тем или иным хотэндом. Все это сделало двухэкструдерные 3D-принтеры более удобным и надежными, способствуя росту популярности таких систем.

5. Недостатки двойных экструдеров

С ростом индустрии 3D-печати настольные 3D-принтеры стали более доступными и удобными в эксплуатации. Двойные экструдеры также стали привычным функционалом многих бюджетных аддитивных систем, что позволило большему числу пользователей оценить преимущества двухэкструдерной 3D-печати на практике. В то же время у этой технологии имеются некоторые недостатки:

• Перекрестное загрязнение и столкновения. При двухцветной 3D-печати деактивированный экструдер может «сопливить» — сливать расплав через сопло из-за остаточного тепла и тем самым вызывать загрязнение модели и/или рабочей поверхности. В крайних случаях образующиеся на моделях наплывы даже могут приводить к столкновениям сопел с печатаемыми изделиями, что чревато отрывом последних от столика.

• Повышенные трудозатраты и расходы на обслуживание. Два экструдера означают двойные затраты на чистку и ремонт.

• Сокращение доступного рабочего объема. Экструдеры занимают определенную длину оси X, а это означает, что при оснащении двумя головками эффективная ширина доступного рабочего объема сокращается на соответствующее значение. 

С повышенными трудозатратами и сокращением рабочего объема ничего не поделать, но проблемы с перекрестным загрязнением решаемы. Обычно это делается за счет точной настройки ретракта в слайсере, дополнительно в конструкцию 3D-принтеров могут быть заложены устройства для запирания или вытирания сопел при холостом перемещении. 

Для борьбы со случайными столкновениями и снижения риска перекрестного загрязнения также нередко используются механизмы подъема деактивированных хотэндов, как, например, в конструкции двойного экструдера от Snapmaker, совместимого с многофункциональными устройствами Snapmaker 2.0 и Snapmaker Artisan.

Наконец, есть оптимальный вариант — кинематика IDEX (Independent Dual Extrusion), предусматривающая независимое позиционирование двух головок по оси X. На этой кинематике работает, например, 3D-принтер Snapmaker J1s. При работе одним экструдером второй паркуется возле стенки без нагрева хотэнда, чтобы не мешать. При работе двумя экструдерами головки могут перердвигаться по оси X независимо друг от друга — попеременно или синхронно. Для дальнейшего снижения риска перекрестных загрязнений и столкновений также можно использовать ретракт и механизмы очистки и подъема, если они предусмотрены конструкцией.

6. Отличия IDEX от обычных двухэкструдерных систем

3D-печать в режиме копирования на 3D-принтере Snapmaker J1s

Преимущества:

• Минимальный риск перекрестного загрязнения и столкновений. В двухэкструдерных режимах деактивированная головка паркуется на безопасном расстоянии от модели и работающего экструдера. Во время активации и перед началом построения головка может вытереть или прочистить сопло с помощью специального механизма или так называемых «мусорных башенок».

• Дополнительные режимы работы. Независимое позиционирование по оси X открывает возможность работы в режиме копирования (построения двух идентичных моделей одновременно) и в зеркальном режиме (построения двух обратно симметричных моделей). Также сохраняется возможность использования режима дублирования (запасного экструдера на случаи сбоев).

• Снижение массы и повышение точности. Обе головки имеют собственные приводы и по отдельности весят меньше, чем сборка из двух экструдеров, что способствует более высоким ускорениям и повышению точности позиционирования.

Недостатки:

• Более сложная конструкция. Необходимость точного изготовления и сборки IDEX предъявляет повышенные требования к производителям.

• Усложненная калибровка. Калибровка — одна из сложных задач при использовании кинематики IDEX, так как необходимо не только отдельно выставлять нулевую дистанцию относительно столика, но и настраивать синхронную работу головок по всем трем осям. Неточности в настройке могут приводить к расслоению моделей и другим дефектам.

• Повышенная стоимость. Разработка систем с кинематикой IDEX более затратна как с аппаратной, так и программной стороны, требуя дополнительных компонентов, более сложной системы позиционирования и продвинутого программного обеспечения, способного поддерживать дополнительные режимы работы. Все это означает неминуемый рост себестоимости в сравнении с обычными двухэкструдерными 3D-принтерами.

7. Что выбрать — один экструдер, два или IDEX

Если сформулировать кратко, особенности каждого варианта сводятся к следующему:

Одноэкструдерный 3D-принтер:

• самый простой и доступный вариант;

• простая калибровка и техническое обслуживание;

• ограничен использованием одного материала и цвета.

• возможность 3D-печати двумя цветами и/или материалами;

• возможность использования специализированных опорных материалов, включая растворимые;

• повышенная стоимость в сравнении с одноэкструдерными системами;

• потенциальный риск перекрестного загрязнения и столкновений сопел с печатаемыми моделями;

• более сложная калибровка, чем при работе с одноэкструдерными 3D-принтерами.

• возможность одновременной 3D-печати двух идентичных или обратно симметричных моделей с вытекающим двойным ростом производительности;

• возможность 3D-печати двумя цветами и/или материалами;

• возможность использования специализированных опорных материалов, включая растворимые;

• минимальный риск перекрестного загрязнения и столкновений сопел с печатаемыми моделями;

• повышенная стоимость оборудования и более сложная калибровка.

Остались вопросы? Свяжитесь с нами, и специалисты 3Dtool будут рады предоставить подробную консультацию по выбору аддитивного оборудования и расходных материалов под конкретные задачи..

Приобрести 3D-принтеры, задать свой вопрос, или сделать предложение, вы можете, связавшись с нами:

По телефону: 8(800)775-86-69
Электронной почте:Sales@3dtool.ru
Или на нашем сайте: 3dtool.ru

Так же мы выкладываем наши материалы в Telegram канале, на Dzen и в нашей группе Вконтакте