Поскольку на DTF в очередной раз прозвучал вопрос о выборе 3D принтера, я решил, что имеет смысл дописать и опубликовать давно пылившийся у меня обзор – тем более, что некоторая связь с игровой тематикой у 3D печати всё же имеется – от создания пропсов для косплея, и до печати миниатюр для настольных игр и частей / корпусов для портативных консолей.
Изначально этот обзор писался для более профильного ресурса и я полагаю, что в данном случае будет правильным сказать пару слов о том, какие вообще бывают 3d принтеры — чтоб обозначить пространство выбора.
На сегодняшний день принтеры для домашней 3D печати разделяются на две основные категории – FDM принтеры и SLА. В промышленности используются и другие методы, но нас они не очень интересуют.
Я практически не разбираюсь в SLA печати, поэтому только скажу, что печать этого типа основана на том, что некоторые вещества (т.н. фотополимерные смолы) могут менять структуру, переходя от жидкого состояния к твердому, под действием ультрафиолета, источником которого может быть лазер или DLP проектор. Принтеры этого типа «запекают» форму внутри фотополимерной смолы содержащийся, во время печати, в своеобразной ванночке внизу принтера. Занятно то, что смола нужна только там, где нужно печатать, поэтому слой смолы для печати отнюдь не обязан покрывать всю модель – и печатаемая деталь как бы «вырастает» из слоя жидкости — поскольку печатается «вверх ногами», двигаясь вверх вместе с печатным столом. Этот метод очень высокоточен, рекомендуется для печати детальных миниатюр, но относительно дорог в плане расходного материала, притом, что сами принтеры этого типа относительно недороги и просты в настройке, хотя и достаточно требовательны в обслуживании и имеют ряд нюансов в работе и постоброботке моделей.
На фото выше можно видеть настольный SLA принтер и пример процеса печати миниатюры.
Еnder 3 — FDM принтер. F DM означает Fused Deposition Modeling и, по сути, является самым простым и прямолинейным применением принципа последовательного наложения друг на друга слоёв материала, обычно – пластика, подаваемого в нагревательный элемент в виде гибкой нити. Методика была запатентована еще в 1989, и с истечением патента стало возможным использовать этот принцип для небольших и недорогих любительских устройств. (заодно помогло развитие микроэлектроники и серьезное удешевление микроконтроллеров). Первым проектом 3д принтеров с открытым исходным кодом был проект RepRap, и эти принтеры во многом напоминали современные бюджетные модели. Еще одной их отличительной особенностью была возможность печатать многие детали для новых принтеров на уже имеющихся.
Один из первых бюджетных FDM принтеров с открытым исходным кодом.
Чуть позже сотрудничавший в проекте рипрап инженер и изобретатель Джозеф Пруса придумал модель принтера с подвижным столом. Эта модель известна, в том числе, как «пруса» — схема, при которой осью Х является подвижный стол, т.е. в одном из направлений на плоскости двигается не печатная голова, а сама модель. Так же подобные принтеры называют картезианскими. Это самая дешевая и простая в изготовлении схема, недостатком которой является, собственно, движение тяжелого стола вместе с моделью, вибрации и инерция и, соответственно, относительно низкая максимально допустимая скорость печати. Но из-за простоты, дешевизны и общей надежности большинство современных бюджетных принтеров реализованы именно на пруса-схеме.
Один из первых принтеров Prusa. До бюджетных китайских клонов — рукой подать.
Конечно-же, пруса-схема не единственный вариант FDM принтера. Т.н. «кубы» или core XY основаны на движении печатной головы (хотенда) по осям Х/У с движением стола вниз по оси Z, что делает конструкцию больше и сложнее, но сильно увеличивается точность и возможная скорость печати. К тому же конструкция этих принтеров позволяет достаточно легко устанавливать сплошные стенки и дверцы, что помогает установить и сохранять важный при печати многими пластиками температурный режим. Недостаток – цена, размер, и большая сложность. Но при этом большинство серьезных принтеров в мастерских и печатных фермах – именно кубы. Например, Алекс Корвин вообще не признаёт принтеры с подвижным столом.
Куб — Core XY. По мере печати стол опускается вниз.
«Дельта» — это вариант 3D принтера, в котором печатающий элемент (хотенд) двигается по всем трем осям довольно оригинальным образом — при помощи подвижных штанг, а стол неподвижен. Схема довольно сложная в настройке и диагностике неисправностей, и, к сожалению, бюджетные модели дельт редко работают как следует сразу из коробки.
Как и все, кто выбирает первый принтер под давлением полного отсутствия знаний и наличия ограничений бюджета (не слишком жестких, но все же) колебался и выбирал я довольно долго.
При этом цель покупки была вполне определенная – у нас с женой есть небольшая художественная школа, и на ее базе ряд творческих кружков, занимающихся разными аспектами творчества и дизайна. Принтер должен был стать производственной базой этих кружков. Печатать предполагалось копии гипсов и костей (черепов) для рисования и различные приспособления для печати (офорта) и изготовления рам и переплетов. Кроме этого, предполагались некоторые эксперименты с архитектурной морфологией– прототипирование трехмерных головоломок и игрушек.
Поскольку опыта в 3dпечати у меня не было, принтер я искал, что называется, «для новичка», хотя и с некоторыми оговорками – в анамнезе у меня корочка электрика второго разряда, служба мастером по вооружениям в военно-воздушных силах и учеба на архитектурном факультете, где была отличная слесарка, столярка и станки. Поэтому раз – в доме были инструменты и два – в плане работы с техникой я как енот — «тупой, но с ловкими руками».
Опыт возни с микроконтроллерами подсказал мне, что если с техникой таки предполагается возится (а что возится придется в любом случае, я понял довольно быстро) то лучше брать то устройство, у которого самое большое сообщество. В то же время опыт приобретения оборудования для творческой работы подсказывал, что смотреть надо не обзоры, как таковые, а на чем печатают люди с примерно теми же потребностями. И это привело меня к двум каналам на ютубе, владельцы которых занимаются головоломками, и, среди прочего, печатают их на 3d принтере. Т.е. принтеры, которыми они пользуются, способны печатать детали с нужным мне качеством и точностью, пусть даже после доводок.
Видео от Алексея Якушечкина, которое окончательно убедило меня взять ендер.
Все это определило двух финалистов – оригинальный Prusa mini и Ender 3 pro. И то, и другое – распространенные компактные принтеры с подвижным столом, каждый из которых имеет свои достоинства. Prusa mini привлекал качеством деталей и сборки узлов и очень высокой для FDM принтера максимальной резолюцией – около 50 микрон. Недостатками были цена (почти вдвое дороже) маленькая область печати и очень долгое время изготовления и доставки. Ender 3 – привлекал ценой, огромным сообществом энтузиастов, недорогими запчастями и довольно приличной, для своего размера, областью печати.
Да, уже на тот момент это были не очень новые конструкции, но они не устарели ни тогда, ни сейчас – поскольку их механическая схема некий абсолют дешевизны и простоты, и никаких принципиальных её улучшений пока что нет, и не предвидится. * Небольшое примечание — я начал писать статью достаточно давно, поэтому сегодня эти принтеры поставляются в иной комплектации — многие недостатки энедера были исправлены в новых версиях, полагаю, что и пруса не стояли на месте.
SLА-принтеры отпали, как из-за дороговизны и ограниченного выбора собственно пластиков, так и потому, что мне требовались достаточно крупные и прочные детали. Качественные кубы и дельты несколько выпадали из моего тогдашнего бюджета, а некачественные – я не питал иллюзий по поводу своей способности пересобрать и хорошо настроить что-то сложнее пруса-схемы. А кубы еще и выпадали из пожеланий по размеру – от принтера требовалась относительная компактность.
В конечном итоге цена, скидки 11.11 (китайская черная пятница) и время доставки (пруса в то время поставлялась в течении двух с половиной — трех месяцев с момента заказа) сказали свое веское слово – я заказал Ender 3 Pro.
Ender 3 – хобби из коробки.
Сборка принтера заняла примерно час, после чего, к моему удивлению, принтер довольно бодро напечатал первый кораблик-бенчи. Бенчи вышел с небольшими огрехами, большая часть которых, как я сейчас понимаю, происходила не от проблем с механикой, а от плохих настроек печати (G-код, ненастроенные ретракты (оттяг лишнего пластика из сопла), скорости, режим обдува и температура от балды). Но я решил, что принтеру требуется механическая настройка и начал чинить то, что не поломано – с закономерным результатом. Следующий Бенчи развезло по столу, как Титаник по Атлантике. Внимательный просмотр руководств на ютубе, пересборка и затяжка принтера заняли еще несколько часов. Надо заметить, что фото и видео в обзорах этого не передают, но в сборе Ender 3 очень маленький, и занимает на столе неожиданно мало места при вполне приличной области печати 23 на 23 сантиметра.
Эскадра калибровочных корабликов времен ремонта и экспериментов.
В конечном итоге, в плане механики у меня выявились две обычные врожденные болячки ендера и обе присутствовали в классически полном объеме: кривой стол — было вылечено позже докупкой ультрабазы – что-то вроде стекла со специальным покрытием. (можно использовать и обычное стекло, но оно тоже может быть кривым – у оконных стёкол, как оказалось, довольно приличные допуски кривизны по ГОСТу) и легкий клин оси Z – позже было вылечено напечатанным на принтере же регулируемым креплением мотора. Это в принципе одно из потрясающих свойств 3d принтеров – они могут печатать запчасти для себя же.
Гномы для настольной игры Dungeoneer. Высота фигурок побольше — около двух сантиметров.
Покупая Ender 3, будьте готовы, что вы покупаете себе новое техническое хобби. И не только потому, что принтер потребует доработок. Из-за своей дешевизны и простоты эндер идеален для изменений и экспериментов. В первый же месяц я разобрал/собрал/поменял буквально каждую часть принтера за исключением, разве что, блока питания. 8-битная материнская плата от производителя была почти сразу заменена на Skr mini e3 (более продвинутый 32-битный контроллер и тихие драйверы моторов) – принтер тут же стал тише и пропали «прыщики» на модели из-за легких подвисаний оригинального контроллера на сложных кривых. Кстати, замена платы оказалась очень простым процессом, занимающим минут пятнадцать, пять из которых – разогреть и отодрать термоклей на разъёмах родной платы. ( Да, китайские властелины зафигачили на разъемы термоклей.) Были заменены пружины стола – вот это прямо необходимый апгрейд, теперь менять регулировку стола стало нужно только после замены/чистки хотенда или сопла. Собственно, сам хотенд – вместо родного был поставлен клон micro swiss от Trianglelabs. И, что следовало сделать вот прямо сразу, но кто ж знал (об этом, кстати, в обзорах не говорят) – поменян вентилятор радиатора хотенда (стоковый вот прям очень плохой, невероятно, я бы даже сказал, дерьмовый) на более мощный.
Стоит заметить, что все действительно нужные замены уложились долларов в сорок, самая дорогая деталь – новый хотенд, не является хоть сколько-то обязательной для нормальной печати. Следующим закономерным этапом принтер начал строить сам себя – была добавлена деталь обдува модели вместо стоковой, клипсы для проводов и моя первая «авторская» доработка – сепаратор подачи нити филамента (пластика для печати) и винта оси Z – для исключения налипания смазки на пластик.
Я не хочу подробно рассказывать о процессе 3д печати как таковой, и что для нее нужно – эту информацию легко найти в сети. Скажу только, что ендер, как и многие другие принтеры, считывает переведенные в формат сборника команд модели с micro-SD карточки, которая втыкается в слот на материнской плате принтера – пока что бюджетные принтеры нельзя просто присоединить к компьютеру и посылать на них файлы. Практически, это небольшой ЧПУ-станок, требующий определенных навыков работы. Но при этом, это простой и достаточно безопасный станок, работу с которым легко освоить в течении пары недель.
Как и у всех недорогих FDM принтеров, у эндера довольно низкая резолюция печати – минимальный слой, который имеет смысл выставлять на практике – около 100 микрон (десятая миллиметра). Для экономии времени я обычно печатаю в резолюции 120-150 микрон, что дает довольно детальные модели и чистые поверхности при вполне приемлемом времени печати – от получаса для совсем мелких моделек, до 9-12 часов для относительно крупных деталей.
Практически всё, что я скажу далее, одинаково относится как к оригинальному ender 3 и его более поздним модификациям, так и к огромному количеству похожих на него моделей, таких, как Voxelab Aquila S2 или Anycubic Vyper. Будет ли принтер хорошо печатать прямо из коробки – в некоторой степени зависит от удачи. Но, даже если нет, его действительно легко доработать до хорошего состояния.
Доволен ли я покупкой? Определенно. И хотя на рынке появились более продвинутые и интересные модели, я все еще могу рекомендовать эндер другим начинающим энтузиастам DIY и изготовления собственных моделей – как лучший бюджетный вариант. При этом, если вы готовы потратить больше 250 долларов – сегодня, в 2023 году, доступны более качественные варианты, с большим количеством улучшений и доработок сразу в стоковой комплектации. ( В том числе поэтому я не хочу подробно перечислять, что советовал бы докупить для принтера в первую очередь – с высокой вероятностью, сегодня вы купите более продвинутую, чем моя модификацию, поэтому я не могу быть уверен, что этот узел не идет доработанным уже в стоке.)
В любом случае, подобный принтер даст вам возможность напечатать в домашних условиях много интересной и полезной мелочи, от простых фигурок для настольных игр и сувениров до пластиковых деталей или приспособлений для дома, самоделок, или в мастерскую. И когда видишь на своем столе маленький станок, из которого можно получить нужную игрушку или деталь ощущаешь, что будущее, похоже, все-таки наступило.
Выше — пособие для рисования (глаз Давида) и маленький офортный станок для нашей художественной школы — принтер исправно исполняет свое основное предназначение =)
При умении можно добится очень высокой точности моделей. Фото — fatdragongames.com
Расходный материал – пластик для печати стоит очень дешево относительно количества вещей, которые можно напечатать с одной килограммовой катушки. Самым дешевым считается ABS-пластик, но он токсичен и требует мер безопасности, и я им не печатаю. Я использую так же недорогие PLA и PETG пластики.
Запчасти и улучшения для ендера так же чрезвычайно дешевы – что позволяет экспериментировать, не боясь запороть и напортачить.
Что можно воспринимать и как достоинство, и как недостаток – покупая бюджетный 3д принтер вы практически наверняка покупаете себе новое техническое хобби. И не только потому, что обязательно понадобятся доработки – вполне возможно, что не понадобятся. Но 3д принтер – отличный конструктор, с которым хочется возится и улучшать, пытаясь получить максимальное качество.
Небольшой набор ссылок на интересное и полезное –
Канал Дмитрия Соркина и плейлист «с чего начать» — лучший набор рекомендаций для начинающих печатников от одного из лучших (если не лучшего) специалиста по 3д печати.
Для демонстрации принципиальных возможностей и вдохновения – видео о ender 3 с канала 3D Printed Tabletop. Собственно, название говорит само за себя – канал занимается 3д печатью для настолок.
Канал «Maker’s Muse» — отличный источник вдохновения и идей для самодельщика.
рекомендации из этого видео пару раз выручали меня в канун праздников. =)
Спасибо что дочитали до конца, надеюсь, что если вы задумывались о приобретении бюджетного принтера — эта статья помогла вам чуть лучше понять, чего вы хотите. Конечно-же, я буду рад дополнениям, фотографиям ваших моделей и историям из вашего опыта печати и доработок принтера в коментариях.
