Vermarkter wetteiferten miteinander, um die Vorzüge von 3D-Druckern mithilfe der FDM-Technologie zu beschreiben. Wird ein glücklicher Käufer jedoch wirklich Eigentümer einer „magischen Schachtel“, die jedes Kunststoffteil reproduzieren kann, oder handelt es sich immer noch um ein DIY-Werkzeug wie einen Graveur oder ein Gerät zum Brennen, das nicht für alle nützlich ist?
FDM- oder Fused-Deposition-Modellierung (sowie FFF- oder Fused-Filament-Herstellung) ist eine Methode zum additiven "Wachsen" von Objekten, auf deren Grundlage fast alle modernen "Haushalts" -DD-Drucker aufgebaut sind. Die Technik beinhaltet das schichtweise "Wachsen" eines Objekts aus geschmolzenem Kunststoff, der in Form eines Stabes zugeführt wird.
Die Idee wurde ursprünglich patentiert, aber das Patent lief aus und danach strömten preiswerte 3D-Drucker verschiedener Hersteller - von angesehenen Amerikanern bis zu namenlosen Chinesen - für jeden Geschmack und jedes Budget auf den Markt. Jemand wählt nach Marke. Wenn Sie jedoch Kenntnisse in Elektronik haben und Probleme selbst lösen möchten (ohne technische Unterstützung des Herstellers), können Sie sparen, indem Sie ein Kit kaufen oder den Drucker mit einem der Hunderte von veröffentlichten Modellen von Grund auf neu zusammenbauen.
Fass Honig
Die FDM-Technologie ist wirklich beeindruckend. Heute ist es nicht mehr nur ein Werkzeug für Rapid Prototyping für Designer und Architekten. Wenn wir ein dreidimensionales Modell eines Objekts haben, können wir es zu Hause reproduzieren, bei Bedarf den Maßstab ändern oder es im Editor ein wenig modifizieren. Sie können beispielsweise ein Mount-Modell für ein Telefon in einem Auto herunterladen und es an Ihr eigenes Gerät anpassen. Oder zeichnen Sie von Grund auf ein beliebiges Haushaltsteil - von einem Lampenschirm auf einer Lampe bis zu einem Türgriff, ganz zu schweigen von allerlei Kleinigkeiten wie hausgemachten Halterungen für GoPro, Elementen von Kinderdesignern usw.
Natürlich kann der 3D-Druck einen Förderer nicht durch Massenproduktion ersetzen - die Geschwindigkeit der schichtweisen Bildung von Kunststoffteilen ist gering, sodass ein „Standard“ -Drucker nur den Anforderungen seines Besitzers gerecht werden kann. Die Aufgabe besteht jedoch nicht darin, vorhandene Produktionstechnologien zu überspringen. 3D-Druckregeln, bei denen Sie maximale Anpassung und Serienproduktion benötigen, wären absolut unrentabel. Daher liebte sie DIY-Fans in einer Vielzahl von Bereichen usw. sehr. In der Tat ist ein 3D-Drucker ein DIY-Werkzeug.
Der 3D-Druck im Haushalt verzeichnet derzeit ein explosives Wachstum. Die FDM-Technologie ist recht einfach, und die Community der Enthusiasten hat bereits einige typische Designs solcher Drucker entwickelt, die sich in den Methoden zur Zuführung der Stange und der Kinematik unterscheiden. Basierend auf diesen Standarddesigns werden sowohl Markendrucker als auch Dutzende, wenn nicht Hunderte von hausgemachten Produkten, Einzelteilen oder sogar kompletten Kit-Kits erstellt, die Sie bei Ebay oder AliExpress kaufen können.
Teer ... auch ein Fass?
Es scheint, dass die Technologie läuft und billiger wird, obwohl bereits eine ernsthafte Nachfrage danach besteht. Ist dies nicht die Garantie für einen immensen Erfolg auf dem Massenmarkt (wie es bereits bei Mobiltelefonen, Digitalkameras und etwas früher geschehen ist - und bei Computern)? Ist es Zeit zu kaufen?
Es scheint uns, dass es sich nicht lohnt, sich zu beeilen. Die FDM-Technologie ist eher launisch und weit davon entfernt, in den Händen eines ignoranten Benutzers zu einer Art „Digitalkamera“ oder „Waschmaschine“ zu werden. Fast jede Ecke hier muss Technik anwenden. Fairerweise ist anzumerken, dass die Möglichkeiten des 3D-Drucks wirklich riesig sind, wenn alles in Ordnung mit dem Engineering ist. Es ist jedoch besser, im Voraus zu wissen, was Sie "abonnieren".
Tabellenverarbeitung und Modelle
Das schichtweise Auftragen von etwas erfordert eine spezielle Vorbereitung der Modelle und der Oberfläche, auf der gedruckt wird, sowie eine Nachbearbeitung der Teile.
Der Drucker wird mit einem Glas oder einem Tisch aus Metall geliefert - nicht jedes Material haftet ohne zusätzliche Tricks daran (und keines ragt später heraus, ohne die Geometrie des Modells zu beschädigen). PLA-Kunststoff kann ohne Erhitzen mit einer Beschichtung aus blauem Klebeband auf den Tisch gedruckt werden - ein besonders haltbares Abdeckband von 3M, das nun von unternehmungslustigen Anwendern als „Klebeband für den 3D-Druck“ neu qualifiziert wurde. Die überwiegende Mehrheit der Thermoplaste benötigt mindestens eine Tischheizung und manchmal zusätzliche Klebebeschichtungen (Lack, Kleber, Bier, Acetonsirup usw. - es gibt viele vom Benutzer getestete Optionen). Das Finden der richtigen Beschichtung für diesen Drucker (und Kunststoff) ist der Weg des Experimentierens und Irrtums. Sie müssen mehr als ein Modell verderben, bevor Sie die beste Option finden.
Das Drucken ist jedoch nicht auf die erste Schicht beschränkt. Eine Schnur aus geschmolzenem Kunststoff kann nicht an stark hervorstehenden Teilen (z. B. Teilen mit umgekehrter Neigung) in der Luft hängen. Es ist eine Unterstützung erforderlich, die am Ende des Druckvorgangs geschnitten werden muss, um den Schnittbereich so zu bearbeiten, dass keine scharfen Kanten entstehen. Es ist zu beachten, dass selbst die gewöhnlichste vertikale Wand nach einem 3D-Drucker nicht perfekt glatt ist (zumindest Schichtgrenzen und möglicherweise andere Fehler sind erkennbar). Daher ist für fast alle Teile, für die die Oberflächenqualität wichtig ist, eine Nachbearbeitung erforderlich.
Nicht alle Kunststoffe reagieren gut auf die Nachbearbeitung. Wer viel mit verschiedenen Materialien druckt, muss zu Hause eine ganze Reihe von Lösungsmitteln, Handwerkzeugen usw. besorgen. (sowie diejenigen, die aktiv Spaß am Heimwerken haben). Gleichzeitig sind einige Kunststoffe beim Drucken auch giftig - daher werden geschlossene Gehäuse, Hauben usw. benötigt.
Merkmale von Verbrauchsmaterialien
Die Ergebnisspezifikationen hängen stark von der Lieferung ab.Qualitätsprobleme können nicht nur durch Fabrikfehler, sondern auch durch völlig „regelmäßige“ Merkmale des verwendeten Materials bestimmt werden: Beispielsweise sind einige Kunststofftypen hygroskopisch (sie absorbieren Wasser aus der Umwelt). Wenn Sie solchen Kunststoff nicht in dicht verschlossenen Beuteln mit Kieselgel aufbewahren, wird der Riegel spröde, er kann beim Zuführen brechen, beim Drucken seltsame Geräusche machen, sich schlecht auf das Modell legen usw.
Selbst wenn die Qualität des Materials hoch ist (es gibt keine offensichtlichen Probleme), ist im Allgemeinen nicht jedes Modell für den Druck mit bestimmten Kunststoffen geeignet. Einige Materialien sind zerbrechlich und erlauben nicht das Drucken dünner Wände, während andere im Gegenteil ein gut geschichtetes Volumen aufweisen.
Jeder Kunststoff hat seine eigene optimale Drucktemperatur. Wenn es überschritten wird, verschlechtert sich das Detail und es treten Oberflächenfehler auf. Im umgekehrten Fall sind die Schichten schlecht gesintert. Ebenso gibt es optimale Schichtdicken, Rückzugsparameter (umgekehrte Fadenbewegung) und andere ähnliche Parameter.
Viele Druckfehler können durch Geschwindigkeitsreduzierung „ausgeglichen“ werden. Aber sie sagen richtig, dass das Hauptproblem nicht darin besteht, das Objekt zu drucken, sondern es in angemessener Zeit zu tun. Daher müssen Sie für Objekte, die größer als eine Streichholzschachtel sind, die optimalen Einstellungen für jeden Kunststoff festlegen.
Die Schwierigkeit besteht darin, dass die „Kollegen“ im Forum Ihnen die detaillierten Einstellungen nicht mitteilen - die optimalen Parameter werden weitgehend vom Drucker selbst bestimmt: Wie gut ist der Temperatursensor kalibriert? Wird Remote-Threading usw. verwendet? Außerdem können die endgültigen Zahlen für denselben Kunststoff verschiedener Hersteller sowie für Spulen unterschiedlicher Farben desselben Herstellers abweichen.
Drucker-Tricks
Der Drucker selbst weiß, wie er sich verhält. Jedes der auf dem Markt vorhandenen Designs hat seine eigenen Nachteile. Irgendwo funktionieren Motoren, die perfekt synchronisiert werden müssen, etwas falsch. irgendwo - der Tisch schwingt beim Drucken mit hoher Geschwindigkeit; Irgendwo wird durch das Gewicht des Druckkopfes zu viel beigetragen. Ebenso gibt es „wunde Stellen“, die auftreten, unabhängig davon, ob es sich um einen selbstmontierten Drucker, einen Wal-Drucker oder eine „Black Box vom Hersteller“ handelt. In den ersten beiden Fällen ist die Wahrscheinlichkeit von Störungen etwas höher, aber der Markenursprung schützt das Gerät nicht vor „typischen“ Krankheiten.
In einem durchschnittlichen 3D-Drucker gibt es einige bewegliche Teile, und die Mechaniker haben ihre eigenen Arbeitsressourcen. Bei einigen Geräten sind Kunststoffzahnräder abgenutzt, bei anderen beißt ein Teflonrohr usw. allmählich durch die Armatur. Früher oder später wirken sich solche kleinen Fehler auf das Druckergebnis aus. Leider gibt es keine universellen FAQ, die helfen, das Problem durch das Endergebnis zu erfassen. Es ist wie in alten Autos - Sie müssen nach unglücklichen Kollegen suchen, die Foren studieren und hoffen, dass jemand bereits auf dieses Problem gestoßen ist. Oder - als Option - finden Sie heraus, welcher der Knoten für das Problem verantwortlich ist, und schütteln Sie es vollständig auf. Dies ist jedoch eher so, als würde man einen eigenen Drucker von Grund auf neu bauen.
Softwarefehler
Bevor sich zehn Meter der Stange in ein brauchbares Objekt verwandeln, muss das Modell einem Schneidevorgang unterzogen werden - Schneiden in Schichten unter Berücksichtigung der technischen Spezifikationen des Druckers - Düsengröße, Schichtdicke usw. Ein Allesschneider kann „Brennholz zerbrechen“, wenn das ursprüngliche Modell nicht geschlossen ist (es kommt vor, dass das einfachste Modell Löcher erzeugt - im wahrsten Sinne des Wortes). Für die "Behandlung" von Modellen gibt es Online-Dienste und -Tools in spezialisierter Software, die jedoch nicht immer die Aufgabe erfüllen. Darüber hinaus können sie selbst einige Details „verlieren“.
Ehrlich gesagt kann der Allesschneider einen Fehler machen, selbst wenn das Modell völlig normal ist, und der Grund dafür ist die Rundung. Wenn die Steigung des Gewindes der Welle entlang einer Achse nicht proportional zur Dicke der Schicht ist, sammelt sich beim Schneiden der Rundungsfehler an, der auf dem Modell in Form einer gewellten Oberfläche erscheint.
Global gesehen ist das Hauptproblem des 3D-Drucks für Verbraucher in der aktuellen Version das Fehlen von Rückmeldungen beim Wachstum des Modells: Der Drucker sieht einfach nicht, was er druckt. Es gibt Temperatursensoren, Gewindestaus und andere Werkzeuge, aber das Erscheinungsbild des Modells wird in keiner Weise bewertet. Das einzige Feedback erfolgt durch den Benutzer, der auf seine eigene Weise interpretiert, was passiert.
Daher ist ein 3D-Drucker heute kein Haushaltsgerät. Es kann nicht mit einem herkömmlichen Drucker verglichen werden, und noch mehr mit jeder Waschmaschine. Stellen Sie sich vor, Sie müssten für ein erfolgreiches Waschen der Kleidung die Rotationsfrequenz der Trommel der Maschine während der Experimente auswählen und diese über die Firmware ändern. Ja, für einige war es wirklich interessant, aber für die meisten kaum.
Ein 3D-Drucker ist einem Elektrowerkzeug am nächsten. Dies ist ein hervorragendes Werkzeug zum Erstellen von Objekten, aber sie müssen es verwenden können. Leider wird diese Idee im Moment in der Werbung einiger 3D-Drucker nicht klar gelesen - daher gibt es einen beachtlichen Anteil enttäuschter Käufer, die Wunder von Science-Fiction erwarteten und zu Hause einen ungenutzten Stand für Junk erhielten.
Die Zukunft
Meiner Meinung nach hat die 3D-Drucktechnologie auch in Zukunft die Chance, wirklich alltäglich zu werden. Erstens entwickelt sich FDM rasant: Die Firmware wird verbessert, neue Sensoren werden hinzugefügt usw. Gleichzeitig wächst das Volumen der russischsprachigen Dokumentation exponentiell und ist für Laien leicht verständlich.
Zweitens haben Drucker, die an einer anderen Technologie arbeiten - der Lasersintermethode (SLS) - vor zwei Jahren begonnen, auf den Verbrauchermarkt zu gelangen, da die Patentbeschränkungen für SLS 2014 endeten. Die Kosten für Geräte übersteigen jedoch 5.000 US-Dollar. Wenn wir also vom 3D-Druck für Verbraucher sprechen, meinen wir immer noch FDM mit allen damit verbundenen Problemen.