3D-принтер Faberant
 |
 |
| Это первая модель 3D-принтеров Faberant. Производилась с 2015 по 2017 гг. Снята с производства. |
Новая модель. 3D-принтер Faberant Cube. Производится с 2018 г. Смотреть подробнее >>> |
 |
 |
3D-принтер Faberant с инновационной системой удвоения точности XY и цельнометаллическим экструдером
Как известно, при длительной 3D-печати таким распространенным пластиком как ПЛА, на 3D-принтерах с цельнометаллическими экструдерами могут образовываться пробки, которые останавливают процесс печати, а также засоряют систему экструзии, которую не всегда легко очистить.
Для решения этой проблемы, многие производители взяли на вооружение использование скользкой фторопластовой трубки, которая идет внутри канала экструдера и не дает полурасплавленному пластику застревать.
Это решение работает, но имеет ряд недостатков.
Так, температуру печати нельзя надолго поднимать выше 250°C, иначе фторопласт начнет разлагаться с выделением вредных испарений. Кроме того, такое ограничение максимальной температуры не позволяет печатать прочными тугоплавкими пластиками.
Для 3D-принтера Faberant мы разработали цельнометаллический экструдер, который лишен таких недостатков.
Новый экструдер работает без фторопласта в нагреваемой части, при этом длительная печать ПЛА-пластиком идет без образования пробок.
Максимальная рабочая температура пока ограничена возможностями температурного датчика и составляет 290°C, что позволяет печатать такими высокопрочными пластиками, как поликарбонат и другими.
Также, благодаря оригинальной конструкции экструдера, удалось кардинально повысить качество печати на всех режимах – вплоть до скорости 130 мм/сек.
У нового экструдера сохранена совместимость с предыдущими версиями принтера, что дает возможность апгрейда для старых моделей.
Как мы добились такого результата?
Секрет заключается в соединении термобарьера из нержавеющей стали с низкой теплопроводностью с нагревательным блоком и соплом, а также в их форме.
Так, термобарьер имеет специальный конус и тонкую часть на конце, которые входят в аналогичные пазы в сопле. Термобарьер вкручивается в нагревательный блок на минимальное расстояние, чтобы минимизировать его нагрев. При этом, термобарьер прочно фиксируется в конструкции благодаря конусу и тонкой части на конце.
За счет такой конфигурации удалось максимально снизить образование пробки из пластика в нагреваемой части, а также устранить возможность протекания пластика в месте соединения термобарьера и сопла.
Кроме того, термобарьер имеет гладкую часть, которая входит в охлаждающий радиатор без резьбы, и всю конструкцию легко выровнять по высоте вместе с соплом или полностью снять с принтера, при необходимости.
Новый 3D-принтер Faberant с цельнометаллическим экструдером показывает прекрасные результаты печати различными материалами и рекомендуется как для домашнего использования, так и для коммерческой эксплуатации.
В 3D-принтере Faberant используется распространенный метод послойного наплавления пластиковой нити для создания объектов реального мира из компьютерных 3D моделей. Исходными материалами могут служить такие пластики как ABS, PLA, FLEX, NYLON, поликарбонат и другие с температурой экструзии до 290°C.
Область печати 3D-принтера Faberant составляет 200*200 мм по длине и ширине и 210 мм по высоте. Таким образом, рабочий объем составляет 8.4 литра.
При печати выход готового изделия может составлять до 44 гр. в час.
В 3D-принтере Faberant используется инновационная система удвоения точности XY, разработанная в “Кубъект Лаб”. Она представляет собой механизм с двухсторонними блоками, где ремень передает усилие на подвижный элемент конструкции через подшипник. Это позволяет за одно минимальное перемещение на приводном моторе получить 1/2 перемещений на подвижном элементе конструкции - каретке с экструдером, двигающейся по X, и столику, двигающемуся по Y. Стоит отметить, что блоки были известны еще со времен Архимеда, но использовались для выигрыша в силе. В “Кубъект Лаб” же блоки были использованы для выигрыша в точности.
Вместе с электроникой, работающей в режиме 1/32 шага, была получена точность перемещений по XY равная 0.025 мм, которая в 4 раза выше, чем у подавляющего числа похожих 3D-принтеров*, работающих в режиме 1/16 шага без системы удвоения, точность которых составляет всего 0.1 мм по XY.
Продемонстрируем, как выглядит печать с точностью 0.025 мм.
В данном примере представлена деталь высотой 36 мм. Печать выполнялась на 3D-принтере Faberant, сопло 0.5 мм, высота слоя 0.16 мм. PLA-пластик. Деталь имеет сегменты, каждый из который смещен относительно соседнего вглубь детали всего на 0.025 мм!
Можно увидеть, что сегменты пропечатались, их можно отличить друг от друга.
В другом примере представлена та же деталь, но печать выполнялась на обычном 3D-принтере с точностью 0.1 мм. Использовалось сопло 0.5 мм, высота слоя 0.16 мм. PLA-пластик. Деталь также имеет сегменты, каждый из который смещен относительно соседнего вглубь детали на 0.025 мм.
Можно увидеть, что сегменты вовсе не пропечатались, их нельзя отличить друг от друга. Да и в целом, поверхность изделия, полученного на обычном 3D-принтере, внешне проигрывает печати на 3D-принтере Faberant.
Таким образом, на примерах печати видно, что новый 3D-принтер Faberant значительно превосходит обычные принтеры по точности и качеству печати.
Новая система удвоения точности также дает возможность использовать такие тяжелые элементы, как мотор с редуктором на экструдере и подвижный печатный стол, без снижения качества печати, т.к. благодаря двухсторонним блокам, имеется в два раза большее усилие для ускорения и торможения массы, чем на обычных 3D-принтерах. При этом, максимальная скорость перемещений по XY при печати составляет 130 мм/сек.
Для 3D-принтера Faberant разработан узкий экструдер с вертикальным расположением мотора, что позволило максимально эффективно использовать рабочее пространство по оси X и сократить габариты всего принтера.
Использование мотора с редуктором на экструдере позволяет подавать пластиковую нить максимально точно. Такая функция как “откат подачи” выполняется максимально качественно, даже для резиноподобных пластиков. У принтеров же с дистанционной подачей, печать резиноподобными пластиками затруднительна или занимает больше времени.
Для печати пластиками с большой усадкой при остывании, такими как распространенный ABS и высокопрочный NYLON, в 3D-принтере Faberant используется подогреваемая платформа собственной конструкции с максимальной температурой нагрева до 120°C. Для печати пластиками типа PLA нагрев платформы не используется. Плоскость платформы регулируется по трем точкам.
Стальная рама 3D-принтера Faberant оригинальной конструкции состоит всего из 6 элементов толщиной по 3 мм, большинство из которых имеет загибы по краям, к которым перпендикулярно прикрепляются соседние элементы конструкции. Соединение обеспечивают прочные винты диаметром 5 мм. Благодаря этому, рама принтера имеет высокую конструктивную жесткость, в отличие от многих 3D-принтеров, состоящих из большего числа деталей, скрепленных винтами диаметром всего 3 мм.
Сравнение жесткости рамы 3D-принтера Faberant и более дешевого принтера
Минимально рекомендуемая высота слоя для печати на 3D-принтере Faberant составляет всего 0.04 мм. При таком разрешении, поверхность получаемой детали становится практически гладкой.
3D-принтер Faberant оборудован встроенным дисплеем с органами управления и слотом для SD карты, который позволяет производить автономную печать без подключения к компьютеру.
Принтер сконструирован так, что не имеет выступающих за габариты рамы статичных элементов конструкции, которые портят внешний вид во многих других принтерах. Вся электроника размещена внутри корпуса самого 3D-принтера.
Благодаря оптимизации конструкции, вес принтера составляет всего 12 кг.
Разработка 3D-принтера Faberant велась силами “Кубъект Лаб”, г. Новосибирск в течении 7 месяцев.
3D-принтер Faberant успешно применяется предпринимателями г. Новосибирска в различных видах производства и сфере услуг.
Основные характеристики 3D-принтерa Faberant
для последней версии 1.85
|
Рама |
- сталь толщиной 3 мм, лазерная резка, гибка, порошковая окраска - соединение винтами М5 - акриловые накладки корпуса |
|
Метод печати |
- моделирование методом послойного наплавления (Fused deposition modeling - FDM) |
|
Материалы печати |
- Диаметр филамента 1.75мм. Все пластики для 3D-печати, включая высокотемпературные: ABS, PLA, HIPS, SBS, FLEX, NYLON, поликарбонат и другие |
|
Область печати |
- 200*200*210 мм. (X,Y,Z) |
|
Подогрев платформы |
- есть, нагрев до 120°C |
|
Выход готового изделия в час |
- до 44 гр. |
|
Скорость перемещений при печати |
- 130 мм/сек |
|
Экструдер |
- цельнометаллическая система: термобарьер из нержавеющей стали, сопло из латуни - нагрев до 290°C. |
|
Подача пластика |
- мотор с редуктором на экструдере |
|
Диаметр отверстия сопла |
- 0.5 мм в комплекте (0.3, 0.35, 0.4, 0.8 мм - по заказу) |
|
Рекомендуемая высота слоя |
- от 0.04 мм до 0.2 мм для сопла 0.3 мм* - от 0.1 мм до 0.3 мм для сопла 0.5 мм* *(с шагом 0.02 мм) |
|
Система удвоения точности XY |
- есть |
|
Шаг позиционирования по XY Точность позиционирования по XY при печати |
- 0.0025 мм (2.5 мкм) - 0.025 мм (25 мкм) |
|
Количество шагов двигателей XY |
- 400 шагов на 1 мм с системой удвоения точности |
|
Режим микрошага |
- аналогичен 1/64 с системой удвоения точности |
|
Дисплей |
- есть, встроен в корпус |
|
Возможность автономной печати с SD карты |
- есть |
|
Регулировка плоскости печатной платформы |
- есть, ручная по трем точкам |
|
Управляющая электроника |
- Arduino MEGA2560 |
|
Силовая электроника |
- RAMPS 1.4, DRV8825 |
|
Блок питания |
- 12В, 15А. Питание от сети переменного тока 220В 50Гц. |
|
Габариты принтера без катушки |
- 376*368*456 мм (длина, ширина, высота) |
|
Програмное обеспечение |
- Repetier-Host, Cura (для Win и Mac) |
|
Вес |
- 12 кг. |
|
Гарантия |
- 6 мес. |
|
Производство |
- Россия |
* Под другими 3D-принтерами понимаются те, драйвера моторов XY которых работают в режиме 1/16 микрошага, 100 шагов на мм, без системы удвоения точности.
Инструкция по эксплуатации 3D-принтера здесь >>>
О проекте
“Кубъект Лаб” был основан в конце 2013 г. как сервис 3D-печати. Для работы был приобретен 3D-принтер SibRap новосибирской Open Source разработки. Однако, выяснилось, что данный принтер не был способен печатать с качеством, позволяющим удовлетворить коммерческих заказчиков. В связи с этим, было принято решение о самостоятельной модернизации данного принтера. Результатом стало кардинальное улучшение качества печати, а наработки “Кубъект Лаб” были внесены в открытый проект SibRap. Кроме того, “Кубъект Лаб” и дальше вносил свой вклад в данный открытый проект.
В 2015 г. в “Кубъект Лаб” было принято решение о самостоятельной разработке нового 3D-принтера, который впоследствии получил название “Faberant”. При его создании использовался большой опыт работы “Кубъект Лаб” с вышеназванным открытым проектом.
Основной целью создания нового принтера стало повышение качества печати при доступной цене. Решением этой задачи стала инновационная система удвоения точности XY, разработанная в “Кубъект Лаб”, на основе особого механизма с двухсторонними блоками. Преимущества 3D-принтера с данной системой очевидны.
Также, для нового принтера была разработана оригинальная стальная рама и узкий экструдер, печатающий всеми видами материалов для 3D-печати.
Разработка 3D-принтера Faberant велась в течении 7 месяцев. После серии успешных испытаний, было решено запустить новый 3D-принтер в мелкосерийное производство.
Так, основным направлением развития для “Кубъект Лаб” стало производство 3D-принтеров.