Типи екструдерів: переваги та недоліки

У технології FDM, а ми говоримо саме про неї, екструдер створює об'єкт пошарово, видавлюючи друкований матеріал – філамент – за заданим умовам через сопло. Складається таке пристрій з двох частин: корпус екструдера і нагріває частина (вона ж хотенд).

Сам корпус екструдера може бути як пластикових, так і металевим. Тут вже варто звернути увагу на якість виконання, адже важлива кожна деталь – нещільно прилягає шестірня може призвести до неправильної подачі пластику і, як наслідок, до помилок друку.

Існує три основних типи екструдерів:

• Прямий тип.
• Непрямий тип – Боуден.
• Для друку пастоподібними матеріалами.

Правильний вибір екструдера залежить в першу чергу від конструктивних особливостей вашого принтера, оскільки всі типи мають свої переваги і недоліки. Дуже часто екструдери, як і 3D-принтери загалом, поставляються наборами для самостійної збірки. Важливо заздалегідь визначитися з видами виробів і матеріалами для їх виготовлення – це допоможе не помилитися при виборі самого екструдера.

До речі, якість матеріалів, з яких виготовлений сам екструдер та його складові частини, також має велике значення. Чим вище якість, тим точніше притирання, тим менше проблем виникає при роботі з різними видами витратного матеріалу. У цьому випадку варто все-таки зупинити свій вибір на литих деталях, а не на надрукованих, оскільки навіть кілька міліметрів різниці можуть приводити або до прослизання нитки, або до її заплутування. І це однозначно позначиться на якості надрукованих виробів.

Окремо хотілося б відзначити, що увагу слід звернути на діаметр сопла екструдера – і співвіднести його з тими матеріалами, з якими плануєте працювати. Вони беззастережно повинні збігатися.

Прямий тип екструдера

У такому принтері подаючий механізм знаходиться безпосередньо на рухомий каретці. Така подача дозволяє друкувати швидко і точно, відстань подачі пластику мінімально. Це дозволяє зменшити похибки при друку. Для прямого типу екструдера також можна використовувати гнучкі матеріали. Більшу різноманітність при виборі матеріалів забезпечує більший вибір предметів, які можна роздрукувати. До того ж, у такої системи менше проблем при заміні витратного матеріалу.

Але таке пряме з'єднання обумовлює і основні недоліки – вага і габарити екструдера. Крім більш складної конструкції всього пристрою, він вимагає більш тонкого прошивки. Велику вагу – це велика інертність. Таку каретку не можна зупинити миттєво при виявленні помилки, її вага обов'язково повинен враховуватися при програмуванні, особливо при створенні нових моделей.

Боуден

У цьому варіанті екструдер відділений від друкуючого механізму, філамент подається по трубці до хотенду. Така подача дозволяє полегшити вагу каретки за рахунок виносу двигуна на раму.

Швидкість друку дозволить збільшити, але необхідність роботи з великими відстанями вимагає більш потужного двигуна. До того ж, це обмежує роботу з гнучкими матеріалами. Похибка подачі прутка для друку також збільшується. Та й заміна матеріалу стає більш складним заняттям.

Ці типи екструдерів можуть працювати з двома видами приводів – прямим і з зубчастими колесами. Перший тип подає матеріал безпосередньо в хотэнд. Стандартний діаметр ниток для екструдерів такого типу – 1,75 мм Другий варіант передбачає використання зубчастих коліс. Вони захоплюють філамент і проштовхують його в сопло. Зазвичай використовується при роботі з матеріалом більшого діаметра – від 3 мм. Це забезпечує велику силу при роботі. Конструкція прямого приводу простіше і використовується в більшій кількості моделей.

Для друку пастоподібними матеріалами

Крім пластику, 3D-принтери давно й активно використовуються для печатки із пластичних матеріалів – глина, шоколад, силікон та інше. В'язке стан вихідного матеріалу не дозволяє використовувати ні боуден, ні прямої тип. Тут екструдер більше нагадує великий шприц, схожий на ті, які використовують в кондитерських. Він приводиться в дію пневматикою або степпер-мотором. Такий же принцип використовується в самих популярних на даний момент 3Д-ручках як найпростіший, але при цьому досить ефективний. До речі, також такий тип вважається найбезпечнішим.

Класифікація за кількістю сопел

Крім типу подачі, екструдери відрізняються за кількістю сопел. Останнім часом для створення більш складних моделей з'явилися екструдери з двома соплами. Варіанти з'єднання і послідовності використання взагалі набирається близько десятка.

Основні переваги конструкції:

• можливість друку різними кольорами, як послідовно, так і паралельно;
• друк різними матеріалами – важливо при створенні складних виробів з необхідністю друку растворяемой підтримки;
• висока якість друку.

Недоліки – складна конструкція і висока вартість. Є сенс використовувати тільки при необхідності в пресі дійсно складних багатокомпонентних моделей і прототипів. З усіма іншими завданнями відмінно справляються і екструдери з одним соплом.

Висновки

Екструдер – це серце 3Д принтера, тому його вибір має бути ретельно обґрунтовано, виходячи з усіх даних. Обов'язково враховуйте його тип при написанні програм для моделей – найменша помилка в оцінці інертності або температури подачі може призвести до появи технологічних недоліків у надрукованих виробах.