3D-принтеры с двумя экструдерами

Расширьте возможности 3D-принтеров с двумя экструдерами! Читайте далее, чтобы узнать все о двойной экструзии, о том, как ее использовать и о советах по получению красивых отпечатков.

На заре развития 3D-печати производители FDM ограничивались печатью одного материала за один раз, поскольку у них было только одно сопло. С развитием двойной экструзии в последние несколько лет у производителей появилась возможность печатать детали из двух и более материалов. Те, у кого есть два экструдера, чаще всего используют их для ускорения больших проектов, печати несколькими цветами и печати с водорастворимыми опорами.

Несмотря на кажущуюся сложность, принцип печати с двумя экструдерами во многом такой же, как и с одним экструдером FDM 3D-принтерах. Двойные экструдеры состоят из тех же модулей управления, шаговых двигателей, ремней, трубок, пластин и хотендов, что и одинарные экструдеры, только в большем количестве. Имеющиеся различия автоматизируются принтером и учитываются в программном обеспечении для нарезки.

Хотя принтеры с двумя экструдерами могут упростить удаление поддержки и создание красивых отпечатков, тонкости их конструкции и необходимость использования двух экструдеров могут привести к удвоению объема технического обслуживания.

В этой статье мы рассмотрим типы принтеров с двумя экструдерами и принцип их работы, а также преимущества и недостатки работы с устройствами этого типа. Мы также подготовили несколько рекомендаций по использованию принтеров с двумя экструдерами и советов по получению наилучших отпечатков с помощью этих многофункциональных машин, так что оставайтесь с нами!

Типы двойной экструзии

Первые принтеры с двумя экструдерами выглядели и работали очень похоже на привычные нам одноэкструзионные принтеры. Эти принтеры имели одну печатающую головку с двумя соплами, что было удобно для печати двух разных цветов в одной модели или использования растворимых поддержек. О принтерах такого типа говорят, что они имеют зависимый двойной экструдер.

По сравнению с одноэкструдерными принтерами перемещение двух экструдеров изменяет способ нарезки модели. Для учета второго экструдера и его перемещения в объеме печати принтеру потребуется собственный профиль слайсера. В некоторых зависимых принтерах может быть предусмотрено перемещение стола по оси Z для минимизации спутывания филаментов и снижения нагрузки на более тяжелую печатающую головку.

Второй, и на сегодняшний день наиболее распространенный, вариант печати с двойной экструзией использует две отдельные печатающих головки, которые могут перемещаться и работать независимо друг от друга, что называется независимой двойной экструзией (IDEX). Большинство принтеров с двойной экструзией, представленных сегодня на рынке, являются IDEX, поэтому давайте рассмотрим подробнее, что может предложить этот тип принтера.

Независимые два сопла

Независимое движение печатающих головок в принтерах IDEX обеспечивается тем, что каждая из них имеет собственный шаговый двигатель. Это позволяет второй печатающей головке находиться вне зоны действия активной печатающей головки и печатаемой детали. Вторая печатающая головка может свободно перемещаться и печатать одновременно, хотя в большинстве любительских принтеров IDEX она все еще ограничена одной осью Y.

В результате 3D-принтеры IDEX имеют уникальные режимы, позволяющие печатать объекты одновременно, если позволяет объем сборки. Вот некоторые примеры таких режимов:

• Зеркальный режим: Часто можно встретить рекламу этого режима, в которой говорится о возможности печати зеркальной пары моделей на двух половинах печатного объема, что позволяет удвоить производительность. Экструдеры не должны иметь проблем с перекрытием, поскольку их движения синхронизированы.
• Дублирующий режим: Для параллельной печати двух разных моделей в принтерах IDEX используется режим дублирования. При этом возникают некоторые ограничения по размерам, так как модели должны быть правильно расположены, а скорость определяется самым медленным слоем за раз.
• Двойной режим: Чтобы совместить два разных цвета или материала в одной печатной детали, принтеры IDEX работают в двойном режиме. Каждое сопло нагревается до соответствующей температуры и поочередно укладывает филамент.

Многие 3D-принтеры могут быть модернизированы для получения аналогичных возможностей двойной экструзии. Давайте кратко рассмотрим разницу между двойной экструзией и модернизацией с использованием нескольких филаментов.

Два экструдера в сравнении с многофиламентной печатью

Первоначальная концепция двух экструдеров как разновидность многофиламентной FDM-печати заставила многих производителей желать большего. Это привело к появлению многофиламентных 3D-принтеров или принтеров со сменой филаментов, а также IDEX. Все эти технологии позволяют комбинировать несколько цветов и материалов в одной 3D-печати.

Принтеры со смешиванием филаментов и принтеры со сменой филаментов относятся к так называемым многоцветным принтерам. Как правило, эти принтеры оптимизированы для создания визуально привлекательных многоцветных (из одного материала) отпечатков. Это часто позволяет упростить их конструкцию и использовать одно сопло.

Многофиламентная печать — это более широкая категория, включающая принтеры, способные печатать более чем одним типом филаментов. Это требует модернизации оборудования, например установки закаленного сопла для печати древесными или нейлоновыми филаментами или нескольких печатающих головок для одновременной печати при различных температурах.

Мы рассмотрим варианты печати несколькими филаментами чуть позже, а пока давайте взвесим все «плюсы» и «минусы» принтеров с двумя экструдерами.

Преимущества

Принтеры с двумя соплами могут использоваться не только для создания красивых отпечатков. Вот еще несколько преимуществ принтеров с двойной экструзией:

• Растворимые поддержки — наиболее часто используемое преимущество двойной экструзии. Это поддержки, которые можно не отрывать, а смывать, например PVA, растворяющийся в воде и HIPS, растворяющийся в лимонене. Это очень полезно, поскольку избавляет от необходимости удалять опоры, а также гарантирует, что на готовом отпечатке не останется следов от опор.
• Усиленное заполнение — один из аспектов двойной экструзионной печати, которому не уделяется должного внимания. Печать заполнения из более прочных материалов — отличный способ повысить общую прочность детали без ущерба для внешнего вида или использования высокого процента заполнения. Например, одно сопло используется для печати большей части детали из PLA или ABS, а другое — для печати только отдельных участков с использованием филамента на основе углеродного волокна. Для обеспечения наилучшей адгезии между заполнением и внешней стенкой следует выбирать вариант с заполнением углеродным волокном из того же материала, из которого печатается остальная часть объекта.
• Цветовая гамма — является наиболее очевидным преимуществом двойной экструзии. Хорошо напечатанная модель, выполненная в нескольких цветах, может сэкономить мастеру несколько часов на покраске и сушке. Некоторые слайсеры позволяют принтерам создавать градиентные эффекты или переходы между двумя цветами. Существует множество интересных многоцветных отпечатков, которые можно попробовать сделать.
• Функциональные комбинации появляются по мере удешевления филаментов. Такие вещи, как печатные платы, содержат пластик и металл, которые служат организационным интерфейсом для простой схемы. Комбинируя обычные филаменты с проводящими филаментами, производители могут создавать простые схемы.

Недостатки

Рекламируемое преимущество принтеров с двойной экструзией всегда заключалось в том, что «вдвое больше экструдеров, вдвое меньше времени печати». В определенной степени это верно, но зависит от конкретной ситуации. Одним из самых громких обещаний IDEX было » вдвое больше экструдеров, вдвое меньше времени печати, и на этот раз мы действительно это имеем в виду!». Можно с уверенностью сказать, что двойная экструзия не является решением проблемы высокоскоростной печати.

Вот еще несколько моментов, которые следует иметь в виду:

• Увеличение технического обслуживания — самая большая проблема, поскольку в процессе печати в два раза больше деталей может выйти из строя. Замена деталей по мере их старения или устранение засоров экструдеров — все это потребует дополнительных затрат времени. Если вы опытный печатник, то лучше выбрать принтер с двойной экструзией от знакомого вам производителя.
• Увеличение стоимости принтера — естественное следствие усложнения устройства. Несмотря на то, что это не так актуально, как раньше, за широкоформатные и высокоскоростные устройства все же придется выложить немалые деньги. При рассмотрении объема печати можно обнаружить, что при покупке двух бюджетных одноэкструдерных принтеров вы получите больше за свои деньги, чем при покупке одного двухэкструдерного принтера.
• Большая занимаемая площадь при меньшем объеме сборки является основным недостатком 3D-принтеров с двумя экструдерами в целом. Из-за того, что два экструдера помещаются в обычно закрытый принтер, вам потребуется много места на рабочем столе, чтобы разместить устройство, но при этом объем сборки будет таким же или меньшим, чем у одноэкструдерных принтеров.
• Высокий расход филамента — не стоит забывать при рассмотрении варианта с двойной экструзией. Для предотвращения вытекания во многих принтерах используются очищающие конструкции, такие как стенки и башни. Они обеспечивают бездефектную поверхность напечатанной детали, но заставляют выбрасывать большее количество материала.
• Больше времени для оптимизации настроек под всевозможные виды филаментов. В дополнение к обычной калибровке, которую необходимо выполнить для нового материала на одноэкструзионном принтере, дополнительные сложности добавляет наличие второго хотенда, который сидит рядом и капает материал в ожидании своей очереди. Поэтому перед началом печати целесообразно убедиться, что оба экструдера откалиброваны идеально.

Принтеры с двумя экструдерами

Когда речь идет о покупке принтера для двойной экструзии, важно помнить, что ваше время имеет цену, поэтому выбор принтера знакомой вам марки или стиля позволит сэкономить время на устранение неполадок и ремонт. С учетом сказанного ниже приведены некоторые принтеры, заслуживающие внимания:

1. Tenlog TL-D3 Pro: Один из самых популярных 3D-принтеров с двойной экструзией. Это отличный принтер для опытных мастеров, но некоторые пользователи жалуются на то, что с их службой поддержки бывает трудно связаться. Этот принтер представляет собой IDEX с объемом печати 300 x 300 x 350 мм, который не полностью доступен для обоих экструдеров.
2. Qidi Tech X-Pro: Принтер Qidi с двумя экструдерами — это закрытый, дешевый и более компактный вариант. Экструдеры работают в едином зависимом узле, занимая объем печати 230 x 150 x 150 мм, доступный для обоих экструдеров. Он отлично подходит для печати мелких деталей, игрушек и фигурок. Пользователи отмечают, что этот принтер прост в настройке и для него уже существуют хорошие профили Simplify3D.
3. Flashforge Creator Pro 2: Этот принтер компании IDEX имеет умеренную цену и небольшой объем печати — 200 x 148 x 150 мм, но оба экструдера могут охватить всю пластину сборки, и он поставляется в комплекте с корпусом. Кроме того, компания Flashforge — не новичок в области двухэкструзионных принтеров, и у нее больше всего информации в Интернете и видеороликов, которые могут помочь пользователям в обслуживании устройств. Если у вас возникнут проблемы с этими принтерами, то, скорее всего, кто-то уже снимал видео о том, как их устранить.
4. Sovol 3D SV04: Это умеренный по цене принтер IDEX, который поставляется с более распространенным видом декартовой рамы. В целом, он имеет хорошую стоимость и может быть более привычен для тех, кто работает с устройствами с одной экструзией. Принтер имеет приличный объем печати 300 x 300 x 400 мм, хотя он не полностью доступен для обоих экструдеров. Пользователи отмечают относительно быструю настройку.
5. Kywoo3D Tycoon: Этот принтер известен своей прочной конструкцией. Он изготовлен по технологии IDEX и имеет достаточный объем печати — 260 x 300 x 350 мм, хотя эта область не полностью доступна для обоих экструдеров. Некоторые пользователи жалуются на отсутствие хороших профилей даже для Cura, но если вы больше любите настраивать параметры, то этот принтер может стать надежным инструментом.
6. Snapmaker J1: Это один из немногих высокоскоростных закрытых принтеров с двойной экструзией. Snapmaker изготовлен компанией IDEX и имеет приличный для корпусного принтера объем сборки. Пространство размером 300 x 200 x 200 мм доступно для обоих экструдеров. Несмотря на хорошее соотношение цены и качества за увеличенную скорость печати, следует иметь в виду, что любые специальные или наполненные филаменты будут сдерживать скорость ниже указанной, независимо от возможностей устройства.

Эти принтеры рекомендованы для любителей и печатников. Если вы ищете более профессиональные решения, ознакомьтесь с нашей статьей «Лучшие 3D-принтеры с двумя эктрудерами«.

Слайсеры для двух экструдеров

Выбор правильного слайсера для принтера может существенно повлиять на то, сколько времени вы потратите на совершенствование своих отпечатков. Несмотря на то, что существует множество слайсеров, мы сузили список до лучших, по нашему мнению, для любителей, включая начинающих и опытных пользователей.

1. Simplify3D: Это наиболее удобный в использовании слайсер для двойной экструзии. Он не бесплатен, но для тех, кто хочет получить возможность печатать методом двойной экструзии без больших затрат на обучение, Simplify3D вероятно является лучшим выбором. Многие принтеры из приведенного выше списка имеют свободно распространяемые профили для Simplify3D, так что большая часть работы уже сделана за вас.
2. FlashPrint: Этот слайсер от компании FlashForge имеет удобную компоновку и минимальную кривую обучения. Кроме того, в нем имеется множество встроенных инструментов редактирования моделей, позволяющих легко разделять STL-файлы и назначать задания экструдерам. Если у вас нет принтера FlashForge, вам придется создать свой собственный профиль.
3. PrusaSlicer: Это отличный универсальный слайсер, который надежен, удобен в использовании и отлично работает с многофиламентной печатью. Поскольку он не предназначен для работы с конкретным принтером с двойной экструзией, вам придется немного повозиться, чтобы создать профиль принтера.
4. Cura: Будучи одним из наиболее распространенных слайсеров, Cura безусловно, способен работать и с принтерами с двойной экструзией. В зависимости от марки принтера, для обеспечения совместимости могут существовать плагины или G-код. Компания UltiMaker также опубликовала несколько советов и рекомендаций по нарезке для двойной экструзии.

Советы по печати

При большом количестве экструдеров печать идеальной модели может потребовать терпения и усилий. Вот несколько советов и приемов, позволяющих снизить риск:

• Выравнивание печатающих головок: Необходимо регулярно выравнивать обе печатающие головки, а сопла должны быть одинаковой длины. Это также гарантирует, что одна печатающая головка не будет слишком низко опущена во время движения, что может привести к царапинам, перетаскиванию, засорению и смещению слоев.
• Настройте слайсер: Перед печатью обязательно настройте слайсер на правильные параметры. Для этого необходимо выбрать подходящий принтер и включить оба экструдера в настройках оборудования принтера. Обычно целесообразно измерить расстояние между экструдерами и убедиться, что оно точно отражено в настройках оборудования.
• Разрешить черновую башню: При большем количестве экструдеров может возникать большее количество сочащегося материала. Чтобы предотвратить это, в настройках печати слайсера можно включить черновую башню. Это позволяет создать дополнительный объект рядом с печатаемым объектом. Каждый раз, когда печатается слой, неактивное сопло вытирается о башню, а затем переключается на другое сопло. Черновые башни — отличный выбор для высоких отпечатков с простой геометрией. Они расходуют меньше филамента, чем щиты и требуют меньше времени.
• Печатать защиту от капель: Еще одним способом уменьшения сочащегося материала является создание защиты. Стенка шириной в один слой создается по периметру всей модели и улавливает остатки материала на сопле перед печатью каждого слоя. Хотя этот метод очень эффективен, он лучше всего подходит для широких отпечатков, вызывающих большие перемещения по осям X и Y.
• Настройте параметры печати: Увеличение скорости перемещения позволит предотвратить утечку материала во время движения, не связанного с печатью. Аналогичным образом, увеличение отката также поможет предотвратить утечку филамента.
• Грамотно распределяйте филамент: При работе с такими помощниками адгезии, как подложка, печатайте одним филаментом, который как вы знаете хорошо прилипает, чтобы получить идеальный первый слой. Для печати внутренних структур, например заполнение, можно использовать более прочный материал или тот, который вы хотели бы израсходовать в зависимости от области применения.

Апгрейд 3D-принтера

Если у вас уже есть 3D-принтер и вам нравится идея 3D-печати с использованием нескольких материалов и цветов, существует несколько различных аксессуаров, позволяющих превратить «обычные» принтеры в фабрики по производству нескольких материалов. Некоторые производители оснащают этими аксессуарами и принтеры с двумя экструдерами, предоставляя им дополнительные возможности печати из нескольких материалов.

• Mosiac Palette 2, 2S и Pro: Одно из самых инновационных решений предлагает компания Mosaic Manufacturing. Их продукт представляет собой дополнительное устройство для 3D-принтеров, которое, по сути, создает единый филамент из нескольких филаментов. Устройство нарезает филамент и соединяет их в одну нить в соответствии с вашими техническими требованиями и потребностями модели.
• Устройство Prusa Multi-Material Upgrade 2S (MMU2S): Если вы занимаетесь 3D-печатью, то наверняка знакомы с Prusa i3 MK3S+. Дополнение MMU2S позволяет печатать на i3 с использованием нескольких материалов. Сколько материалов, спросите вы? До пяти! Результат похож на палитру, но вместо нарезки и сплавления MMU выгружает и загружает филамент по мере необходимости.
• 3D Chameleon: Один из двух мультиматериальных наборов, предназначенных для добавления в широкий спектр FDM-принтеров с открытым исходным кодом. Текущая версия представляет собой набор для смены четырех цветов, легко совместимый с PrusaSlicer. Компания 3DChameleon известна отличной поддержкой клиентов.
• SMuFF Multi: Это вариант «сделай сам«, который может работать с 12 филаментами одновременно! Однако для этого проекта, предназначенного для замены приводного механизма экструдера существующего принтера, не существует комплекта для сборки, поэтому будьте готовы к тому, что придется немного повозиться, чтобы довести SmuFF до совершенства.