Классификация 3D-принтеров по осям движения экструдера и платформы

10 Августа 2014

Поскольку 3D-принтер печатает трёхмерные объекты, его печатающая головка (экструдер) должна перемещаться во время работы по трём осям: X – вперёд и назад, Y – вправо и влево и Z – вверх и вниз. В некоторых принтерах экструдер остаётся неподвижным, а по осям X, Y и Z перемещается рабочая платформа. Встречаются модели 3D-принтеров, в которых подвижными являются и экструдер, и рабочая платформа. Направления движения экструдера и рабочей платформы можно использовать для классификации 3D-принтеров.

 

ПЕРВАЯ ГРУППА: экструдер X и Z, рабочая платформа Y


В первую группу нашей классификации входят 3D-принтеры, у которых экструдер во время работы перемещается вперёд – назад и вверх – вниз, а рабочая платформа – вправо и влево.

Первая группа классификации

В первую группу классификации входят, в основном, принтеры Rep-Rap, отличительной особенностью которых является открытая платформа и треугольный каркас боковых стенок. Облегчённая конструкция таких принтеров упрощает процесс сборки, но порождает во время печати вибрации, от которых снижается качество готовых изделий.

3D-принтер Prusa Mendel

Ярким представителем первой группы является прародитель всех 3D-принтеров – проект Darwin, от которого впоследствии отпочковались устройства Mendel и Prusa Mendel. При разработке Prusa Mendel автор немного упростил конструкцию, добавил для оси Z дополнительный движок.

Довольно популярным на постсоветском пространстве стало устройство Mendel-90 с расположенными под прямым углом деревянными панелями. Фанеру эстеты легко могут заменить на оргстекло или другой удобоваримый материал. Такая конструкция положительно влияет на точность печати и снижает количество вибраций.

3D-принтер PrintrBot Plus

Ещё одним представителем первой группы является 3D-принтер PrintrBot с повышенной жёсткостью несущей рамы. При разработке данной модели конструкторы также отказались от треугольного каркаса боковых стенок и утяжелили основание, спрятав в него электронную начинку. Это позволило удешевить конструкцию устройства и упростить процесс его сборки.

 

ВТОРАЯ ГРУППА: экструдер X и Y, рабочая платформа Z


Во вторую группу нашей классификации входят 3D-принтеры, у которых экструдер во время работы перемещается вперёд – назад, вправо – влево, а рабочая платформа – только вверх и вниз.

Вторая группа классификации

Три самых популярных 3D-принтера второй группы – это Ultimaker, RapMen и MakerBot Cupcake.

3D-принтер Ultimaker

3D-принтер Ultimaker, разработанный немецкими инженерами, быстро завоевал популярность во всём мире. Принтер «оде» в деревянный корпус, он сложен в сборке, но отличается хорошей скоростью и качеством печати. Аналогами данной модели являются китайские устройства LX Maker Acrilic R1, LX Maker Special Plastic и LX Maker Double Nozzles.

3D-принтер RapMen

3D-принтер RapMen относится к категории Rep-Rap. Устройство можно опознать по облегчённому квадратному дизайну и крестообразным конструкциям на боковых панелях.

Самым популярным представителем второй группы, без сомнений, является 3D-принтер MakerBot. Его прародительница – модель Cupcake, была изготовлена из деревянного профиля, имела два экструдера и умела печатать двухцветные модели. На смену Cupcake 3D-принтер Thing-o-matic, и только потом появились всем известные устройства Replicator и Replicator 2.

3D-принтер MakerBot Replicator

О популярности Replicator свидетельствует огромное количество его «клонов», выпущенных предприимчивыми китайцами, среди которых устройства Come3D C120N, Wanhao Duplicator 4 Black DH и др.

 

ТРЕТЬЯ ГРУППА: экструдер X, рабочая платформа Y и Z


В третью группу нашей классификации входят 3D-принтеры, у которых экструдер во время работы перемещается вперёд – назад, а рабочая платформа – вправо – влево и вверх – вниз.

Третья группа классификации

К сожалению, 3D-принтеры третьей группы не получили широкого распространения из-за сложности их сборки и настройки. Единственным успешным представителем группы является 3D-принтер UP! от компании PP3DP.

3D-принтер UP!

3D-принтер UP! не требует сборки и настройки перед началом работы, его достаточно достать из коробки, подключить к сети и к персональному компьютеру и можно сразу приступать к печати. Единственным существенным недостатком 3D-принтера UP! является его высокая цена.

Остальные модели 3D-принтеров, разработанные по той же кинематической схеме, не получили широкого распространения.

 

ЧЕТВЁРТАЯ ГРУППА: экструдер X, Y и Z, рабочая платформа неподвижна


Печатающие устройства последней группы благодаря необычной конструкции стоят в нашей классификации особняком. Такие принтеры имеют стационарную рабочую платформу и подвижную печатающую головку, которая перемещается по осям X, Y и Z. 3D-принтеры четвёртой группы получили название «дельта-принтеров» из-за расположенных по окружности манипуляторов, которые приводят в движение печатающую головку.

Четвёртая группа классификации

Четвёртая группа нашей классификации представлена лишь прототипами. На данном поприще пока никому не удалось добиться успеха из-за обманчивой простоты конструкции, но сложного процесса сборки и отладки принтеров.

Прототип дельта-принтера

Примечательно, что к категории дельта-принтеров относится не любой 3D-принтер с неподвижным рабочим столом. У истинного дельта-принтера перемещение печатающей головки реализуется по схеме дельта-робота с помощью приводов, установленных параллельно по окружности.

Одним из факторов, снижающих интерес к 3D-принтером четвёртого вида, является небольшая область печати, которая ограничивается тремя пересекающимися полуокружностями.

Есть у дельта-принтеров и неоспоримые преимущества, такие как скорость работы, точность позиционирования, низкие энергозатраты и высокая область печати по вертикали.

Остаётся лишь надеяться, что в ближайшие годы дельта-принтеры получат более широкое распространение и развитие, а на рынке появятся коммерческие версии.

Теги: 3D-печать

10 Августа 2014