Инновации

«Горячий конец» 3D-принтера Faberant Cube, или кое-что о высокотемпературном экструдере

Уважаемые читатели! Некоторые из вас слышали про 3D-принтер Faberant Cube с удвоением точности, однако большинство не в курсе, что это за аппарат и на что он способен. Сейчас мы, его разработчики, расскажем об этом 3D-принтере.

Итак, напомним, что Faberant Cube — это 3D-принтер российской разработки, который выпускается с 2018 года. Принтер обладает полностью закрытой камерой, что позволяет печатать прочные термостойкие детали из Поликарбоната и Нейлона. Также поддерживается Полипропилен, Полиуретан, ABS, PLA, FLEX, Rubber, HIPS, PVA, SBS, PETG. Нагрев стола до 170 °C, цельнометаллического экструдера до 340 °C.

Корпус сделан из стали толщиной 2 мм. Двигатели XYZ вынесены из камеры печати и вместе с электроникой расположены в отдельном охлаждаемом отсеке. Область печати составляет 200×200×245 мм. Используется оригинальная система перемещения с удвоением точности — FCoreXY. Принтер разработан для длительной коммерческой эксплуатации, при этом он с успехом используется в образовательных учреждениях, а также в личных целях.

3D-принтеры Faberant Cube постоянно улучшаются. Разработчик следит за просьбами пользователей по тем или иным улучшениям, за последними разработками в области 3D-печати, ведется постоянная работа по повышению технических характеристик, качества и удобства принтеров. Например, в данном ценовом сегменте, только у этого принтера стол греется до столь высокой температуры как 170 °C, а цельнометаллический экструдер (горячий конец) до 340 °C, что позволяет печатать практически всем ассортиментом пластиков, включая высокотемпературный нейлон и поликарбонат.

А зачем же греть стол так сильно? Дело в том, что чем выше температура плавления пластика, тем сильнее должен греться стол и окружающий воздух в камере, иначе изделие при печати отклеится от стола из-за усадки и печать прервется. Так, у поликарбоната температура экструдера при печати может достигать 310 °C. Если мелкие детали могут быть напечатаны при температуре стола в 130 °C, то средние уже от 150 °C, а крупные удержатся на столе только при 170 °C.

Нагревательный стол 3D-принтера Faberant Cube © Фото из открытых источников

В экструдере используется оригинальный термобарьер, который не нужно выкручивать из радиатора при замене сопла, достаточно ослабить один винт и весь блок нагрева легко вытаскивается для быстрой замены. Также для удобства пользователя, кроме автоматической смены пластика, предусмотрена ручная подача с помощью боковой ручки. Это очень сильно облегчает обслуживание принтера.

Блок нагрева 3D-принтера Faberant Cube © Фото из открытых источников

Устройство экструдера 3D-принтера Faberant Cube © Фото из открытых источников

Принтер изначально разрабатывался как закрытый, поэтому у него нет торчащих вверх проводов и трубок, и нет увеличивающего объем камеры «аквариума» сверху, как у других производителей.

Принтер закрывается сверху и спереди быстросъемными дверками. При использовании большого количества принтеров, предусмотрена возможность их установки друг на друга для создания «печатных стен».

3D-принтеры Faberant Cube в одном из колледжей г. Новосибирска. © Фото из открытых источников

Что касается кинематики, то в Faberant Cube используется собственная оригинальная разработка — система перемещения с удвоением точности — FCoreXY.

Классическая CoreXY превосходит кинематику типа H-Bot, которая применяется в большинстве подобных принтеров, за счет того, что в ней полностью скомпенсированы «перекосы» осей при перемещениях. Из-за перекосов в H-Bot такие принтеры могут качественно печатать лишь будучи собранными на дорогих линейных направляющих. Принтеры же на CoreXY прекрасно печатают на более доступных цилиндрических направляющих. Кстати, в этом принтере используются качественные направляющие из Швеции производства SKF.

Сложностью реализации систем на классической CoreXY является то, из-за особенности конструкции, два ремня должны перекрещиваться. Чтобы они не касались друг друга при работе, используются разные решения.

Принципиальная система перемещений FCoreXY. Красные и синие линии - ремни. © Фото из открытых источников

В новой системе FCoreXY используется решение с двумя уровнями, где ремни идут параллельно один над другим и не пересекаются. Некоторые шкивы в этой конструкции также располагаются в два уровня друг на другом на одной оси и занимают меньше места, чем в классической CoreXY.

Важным отличием FCoreXY стало то, что разработчики повернули моторы осями в горизонтальную плоскость, что позволило улучшить компоновку остальных элементов. При этом, двигатели XYZ вынесены из камеры печати и скрыты в техническом отсеке с принудительной вентиляцией. Стоит отметить, что практически у всех других принтеров эти двигатели находятся в камере печати и могут перегреваться. В 3D-принтере Faberant Cube такого не произойдет.

Для повышения точности, в системе FCoreXY используются дополнительные блоки, которые удалось разместить очень компактно, без существенного увеличения размеров всей конструкции. Уравнения перемещений показывают, что точность системы FCoreXY может быть в 4 раза выше классических систем (см. уравнения перемещений на схеме).

Для примера: при перемещении ремней моторами ΔA и ΔB на 10 см каждый, суммарно 20 см, получаем перемещение экструдера принтера ΔХ всего на 5 см, т. е. в 4 раза меньше, а значит точнее.

Если обычные принтеры печатают с точностью 0,1 мм по осям XY, то принтер на FCoreXY может печатать с точностью в 4 раза выше — 0,025 мм по осям XY.

Реализация FCoreXY для 3D-принтера Faberant Cube. По оси Y используются толстые направляющие диаметром 10 мм, по оси Х - более тонкие диаметром 8 мм © Фото из открытых источников

В результате использования системы на FCoreXY, 3D-принтер Faberant Cube может печатать очень точно геометрически, а поскольку слои укладываются с высокой точностью по XY, то видимая боковая поверхность изделий, образуемая периметрами слоев, получается визуально очень ровной, а изделие — качественным.

Кроме улучшенной кинематики по двум осям XY, модернизации подвернулась и третья ось Z. Так, чтобы получить максимально одинаковые по высоте слои и максимальное качество печати, для 3D-принтера Faberant Cube разработан специальный редуктор для оси Z с соотношением 1 к 2.5. Это значит, что высота слоев при печати будет в 2.5 раза более точной, чем на других принтерах без редуктора.

А теперь примеры того, как может печатать Faberant Cube:

Это далеко не все, что хотелось показать и рассказать о принтере! Если вам не хватило подробностей, то больше можете узнать у нас на сайте.

www.faberant.ru | ВКонтакте | Youtube | Instagram

Спасибо за внимание!

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.