Писать о совершенно новом классе устройств всегда непросто. Нет-нет, 3D-принтеры — отнюдь не изобретение нового века. В той или иной ипостаси они существуют уже давно. Другое дело, что в массе своей это такие хитроумные и очень сложные устройства размером как минимум с тумбочку или комод. 3D-принтер UP! Plus, в отличие от них, гораздо компактней. Он использует для печати метод наплавления. А самое главное, стоит он относительно недорого и доступен в свободной продаже на территории России. Интересно? Что же, давайте познакомимся с ним плотнее.
В профиль принтер выглядит как перевёрнутая буква Г. В толстом основании в виде параллелепипеда прячется электронная начинка, которая отвечает за процесс непосредственно печати. К основанию приделана П-образная рама, внутри которой перемещается платформа. На ней собственно и формируется трёхмерная модель. Платформа может ездить вверх-вниз и вперёд-назад. А сверху над ней нависает печатающий блок, перемещающийся влево и вправо. Таким образом, мы получаем ограниченную свободу по трём осям, что и требуется для 3D-печати.
Основной каркас устройства сделан из толстого металла, окрашенного в чёрный цвет. Для эстетов есть и другие варианты окраски, более весёлые. Из-за металлических частей при не самых больших размерах 245 мм (ширина) х 260 мм (глубина) х 350 мм (высота) принтер весит добрых 5 кг. В принципе, не так уж много. С учётом того, что почти всё «навесное оборудование» (разборный печатающий блок, платформа, подвес для бобины с пластиком и так далее) легко снимается, транспортировка устройства довольно проста. Если интересно, то на сайте производителя можно посмотреть одним глазком на внутренности принтера.
С левой стороны подвешивается бобина с пластиковой нитью, которая расплавляется в печатающей головке и через маленькое сопло подаётся на платформу для печати, где тут же застывает и снова твердеет. Собственно метод 3D-печати, используемый в UP! Plus, уже должен быть понятен.
Над бобиной находится устройство, которое равномерно вытягивает из неё пластиковую нить во время работы. Оно подключается с помощью тонкого провода к разъёму, который находится в основании принтера. Туда же выведено гнездо питания, кнопка включения и порт mini-USB, через который принтер «общается» с компьютером. В комплекте с UP! Plus идёт толстый и длинный кабель USB ↔ mini-USB.
К принтеру также прилагается небольшая лопаточка для снятия готовой модели с платформы, кусачки для отрезания пластиковой нити и набор штихелей. Из расходных материалов в комплекте была 700-граммовая бобина с пластиком ABS и специальная краска. Последняя не пригодилась ввиду того, что её нужно наносить только при печати на металлической платформе. В нашем же случае к металлическому основанию крепилась пластиковая накладка, которая заметно облегчает процесс «отдирания» готовой модели.
Блок питания поначалу поражает своими размерами и весом. Впрочем, выдаёт он 220 Вт мощности, которые идут в первую очередь на расплавление пластика.
Кстати, если присмотреться, то некоторые пластиковые детали покажутся несколько грубовато сделанными. Это не удивительно, ведь они напечатаны на самом принтере.
Начинается всё со сборки принтера. И тут надо отказаться от всенародной привычки не читать инструкции с надеждой, что «Авось и так разберёмся — чай, не дураки ведь». Не то чтобы этот процесс был очень сложным или запутанным, но с ходу вряд ли удастся быстро сообразить, что и куда прикручивать. То же самое касается и процесса печати — хотя бы один раз надо обязательно прочитать все инструкции. Подробное руководство пользователя доступно в том числе и на русском языке. После первого подключения устройства к сети и ПК придётся вручную установить драйвер и нужный софт. Фирменная программа доступна для Windows и Mac OS X.
Перед каждой печатью необходимо инициализировать (кнопкой на корпусе или программно) и откалибровать принтер — сделать так, чтобы расстояние между экструдером и платформой было в допустимых пределах (0,2-0,3 мм). Грубая подгонка делается вручную, а потом можно сделать более точную калибровку в полуавтоматическом режиме. Кроме того, возможна калибровка в вертикальной плоскости. Также для каждой новой катушки с пластиком надо указывать его тип и вес.
UP! Plus способен работать с ABS- или PLA-пластиком. Оба являются нетоксичными и термопластичными пластмассами. Характерная особенность первого — ударопрочность, а второго — биоразлагаемость. Оба пластика могут быть разного цвета. PLA к тому же может быть прозрачным или полупрозрачным. По умолчанию печать идёт с использованием только одного вида пластика, а готовую модель после завершения процесса можно слегка отшлифовать и покрыть, например, акриловыми красками.
Температура плавления PLA равна примерно 170-180 градусам по Цельсию, а ABS — в районе 270. Так что на разогрев печатающей головки требуется некоторое время. Утверждается, что никаких неприятных запахов при работе с пластиком нет. На самом деле во время работы в воздухе всё-таки витает очень лёгкий, чуть сладковатый аромат. А вот если вы не соблюли инструкции и пластик прилип к печатающей головке, то вы быстро поплатитесь характерной вонью жжёной пластмассы. Впрочем, при регулярном использовании всё равно придётся вручную очищать блок печати.
Фирменный софт поддерживает импорт 3D-моделей в формате STL (стандартный формат сохранения для программ трехмерного моделирования) или UP (сжатый STL). Главное требование: исходная модель должна представлять собой полностью закрытую поверхность (лучше без щелей, впадин, отверстий и бугров). В случае чего можно включить автокоррекцию в настройках печати. В процессе подготовки можно подогнать размеры и расположение детали на платформе. Одновременно можно печатать сразу несколько деталей. Главное, чтобы промежутки между ними были достаточными. Готовую «сборку» можно сохранить уже в формат UP — будут запомнены все размеры и положение детали(ей). Работа с программой довольно проста и удобна, каких-то особых навыков не требуется.
Толщина нити, выпускаемой из экструдера, немного меньше 0,2 мм, соответственно и разрешение печати равно тем же самым 0,2 мм (максимально можно выставить 0,4 мм). В параметрах печати задаются разрешение, толщина подложки, тип заполнения и различные параметры печати полостей и наклонных поверхностей. Главная фишка заключается в автоматическом создании подпорок для печати полостей, выемок и отверстий. Подложка и подпорки представляют собой редкую «сетку» из пластика. После печати они легко отделяются от модели руками или штихелями.
Для внутренних полостей модели можно выбрать четыре типа заполнения. Полное (Solid), как ясно из названия, позволяет получить полностью монолитный объект с максимальной прочностью, но и более тяжёлый. Остальные три подразумевают создание внешних стенок толщиной 1,5 мм с внутренним заполнением в виде сетки различной частоты. Непосредственно перед печатью можно выбрать её качество (чем выше, тем лучше, но и дольше по времени), задать время подогрева платформы после печати для более лёгкого отделения модели.
Когда все подготовительные операции сделаны, можно отправлять модель на печать. Потребуется некоторое время для заливки информации о слоях во внутреннюю память принтера. После этого программа сообщит, сколько времени осталось до завершения работы и сколько будет потрачено пластика. С этого момента принтер выполнит печать автоматически — можно даже отключить его от ПК. Описывать этот процесс словами нет смысла — посмотрите видео.
Во время работы UP! Plus шумит не больше, чем обычный струйный принтер. Разве что после инициализации маленький кулер постоянно крутится да звуковые оповещения принтера очень уж громкие. Рабочее пространство имеет размеры 140 мм (ширина) х 140 мм (глубина) х 135 мм (высота). На практике, конечно, надо делать отступ от краёв хотя бы в десяток миллиметров. Время печати зависит от сложности, объёма и типа заполнения исходной модели. На видео модель буквы отпечаталась за 11 минут, при этом было выбрано полупустое заполнение. А на фото ниже представлена объёмная полузаполненная модель логотипа нашего портала, на печать которой ушло чуть больше 20 минут.
Длина модели 115 мм (вместе с подложкой)
Качество отпечатанных объектов немного ниже, чем у привычных нам пластиковых вещей, изготовленных промышленными способами вроде литья или прессовки, но вся равно оставляет приятные впечатления. Во всяком случае, кружкой, распечатанной на UP! Plus, будет не стыдно пользоваться. Если что, можно упирать на креативность, уникальность и собственноручное изготовление изделия. Крупные объекты распечатать не получится, но можно изготовить их по частям, а потом склеить их воедино. (Коллеги первым делом предложили распечатать известно что известно какого актёра. Но известно что из-за габаритов не влезало в рабочее пространство принтера. К тому же были некоторые опасения судебных преследований со стороны владельца оригинала — авторские права, недополученная прибыль и прочие неприятности.)
Хорошо видна структура подложки в виде крупной сетки
Пришла ли пора доступных всем 3D-принтеров? Увы, пока ещё нет. Во-первых, цена UP! Plus низка именно в сравнении с другими моделями. В России его можно купить за $3 690 (с новогодней скидкой — $3 320). У производителя он стоит немногим меньше — $2 690-2 890. Прибавьте к этому таможенные и прочие накладные расходы — в итоге много сэкономить всё равно не получится. Расходные материалы, а точнее килограмм пластика ABS, стоят от $50 и выше, что тоже не так уж мало.
Для домашних пользователей 3D-принтер будет слишком дорогой и не слишком полезной игрушкой. Зато он может пригодиться различным художественным деятелям — дизайнерам, художникам, аниматорам, архитекторам и так далее. Наверняка заинтересуются подобными устройствами и небольшие конторки, занимающиеся изготовлением сувенирной продукции. Их более чем устроит и качество печати, и скорость работы, и размер готовых изделий. Ну а обычным людям, видимо, придётся подождать ещё как минимум пару лет до того, как технологии 3D-печати действительно станут дешёвыми и доступными. Вот тогда и посмотрим, пойдут ли люди в IKEA за новым набором посуды или стянут с торрентов подходящую модель и распечатают её сами.
Здесь справедливости ради стоит упомянуть о проекте RepRap — 3D-принтере в духе DIY