Микро 3D-печать (FDM) На кончике пинцета

Я всех приветствую, дорогие друзья! С вами я, Юнах Анатолий, а это мастерская “Прожектор 8 кВт”.

Сегодня у нас очень необычная 3D-печать - микро 3D-печать. И она будет производиться не на фотополимерном, то есть SLA принтере, а на обычном FDM. Что для этого нужно и как вам повторить такую же 3D-печать, расскажу в этой статье. Давайте приступим к печати.  

Для микропечати я затарился микросоплом диаметром 0.15 мм от TriangleLabs. Учтите, что даже в описании к этим соплам написано, что они экспериментальные. Отверстия почти не видно, хотя оно есть.

Также я купил сапфировую фильеру диаметром 0,1 мм. Но про неё уже в следующей статье. Уж очень ей нужен другой подход. 

Первое - заменим сопла. Для этого нужно не так много инструментов: простой ключ, у меня на 17, желательно с тонкими губками, чтобы не повредить нагревательный элемент и не замкнуть его;

торцевая головка под ваши сопла, у меня 7 мм;

самый тонкий щуп на 0,05 мм.

Хочу отметить, что очень удобный инструмент для настройки стола, жаль только, что щупы в основном продают комплектами, но если есть несколько сопел, то покупка набора целесообразна.

 Буду рад представить вам принтер, который мы будем мучить - Ulti Steel. Обзор на него можно посмотреть здесь: https://www.youtube.com/watch?v=Ki3ODdg21Is

Начнем замену сопла. Я понимаю, что сейчас будут говорить прописные истины, но эту информацию читают не только прожжённые гуру, поэтому потерпите. Первое - это, конечно же, прогреваем хотенд до рабочей температуры, придерживаем куб ключом и откручиваем торцевой головой само сопло.

Если все сделано правильно, оно должно отойти довольно легко, чтобы не мучиться, откручиваем далее от руки.

Главное, делайте это быстро и не обожгитесь. Закручиваем новое сопло также на горячую. Тут надо крутить ещё быстрее. Наживляем, а далее закручиваем и затягиваем, не забывая придерживать блок ключом.

Ну, а теперь самая муторная часть - это калибровка стола. Первым делом прижимаем винтами стол в самый низ и отправляем стол домой, а далее угол за углом настраиваем стол.

У Ulti Steel всего три точки крепления, стол настроился идеально. Так как первый слой 0,05 мм, то берём щуп на 0,05 мм, после чего надо попытаться сделать так, чтобы он не мог заходить между кончиком сопла и столом.

Сейчас покажу на рисунке. Я знаю, я просто "Бог инфографики." Жёлтый цвет - сопло, чёрный цвет - щуп, синий - стол. Как видно, щуп как бы задевает за сопла. Но между столом и соплом должно быть расстояние.

А если щуп проходит под соплом, то это неверно.

Далее нам нужно взять модель, мы заглянем в наш альма-матер на Thingiverse. Бэби Йода - идеально. Уменьшаем габариты  в 10 раз, по оси Z с 90 мм до 9 мм, думаю для начала хватит.

Время печати довольно интересное, всего 15 минут. Это хорошо, не надо сутками сидеть и ждать пока напечатается образец. Наслайсили и приступаем к печати. Настройки в первую печать оставил такие же, как я обычно печатаю 0,4 соплом.

 Для печати всех деталей я использовал ABS пластик от компании “Filamentarno”.

Честно, когда увидел первый раз эту фигурку, моя реакция была примерно такой:  “Птичка покакала”.

Ну не надо расстраиваться, напечатаем ещё другую модельку. Самое скучное мероприятие - это ждать, пока печатает принтер при микропечати (фото - вид печати сбоку).

Я не стал занижать скорости печати для этого принтера. Достаем отпечатанную модель. Снимаем целую кучу поддержек, для этого размера была целая куча.

А в реальности вся поддержка может поместиться на монетке, именно столько пластика нужно тратить на бесполезные детали. Из напечатанной детали видно, что из-за того, что я забыл выставить ретракты, согласно новому диаметру, он почти не включался, и вся деталь в соплях.

Поддержки отходят очень легко. Но и, в принципе, все косяки точно такие же как у большинства новичков. Неправильно настроенный ретракт, недостаточный обдув, неправильно настроены скорости. Но, опыт это круто! Когда ты можешь, глядя на деталь, сказать, что конкретно неправильно настроено. Да, опыт не пропьешь, но сильно разбавишь.

Ну и сразу же после этой не очень красивой печати мы запускаем новую. Смотрим на фото.

Далее я напечатал дракончика. Качество просто бомбическое. В реальности он выглядит совсем крохотулькой.

Далее Пикачу, на ушах следы приличного перегрева пластика, но при этом качество печати просто на высоте.

А по поводу перегрева, тут надо шаманить с обдувом, хоть это не так уж и сильно спасет. Всё это из-за того, что сопла имеют плоскость на выходе из рабочего отверстия и при небольших перемещениях тепло от кончика сопла всё равно передаётся в материал для печати. Для такого мелкого калибра надо подключать более тяжелую артиллерию. 

 Перед вами слева сопла с рабочим диаметром 0,15 мм, как видите, плоские края почти в два раза шире отверстия. А справа это уже сапфировая фильера, выходной диаметр 0,1 мм.

 Но с ними повоюем в следующий раз. Причина проста, при таком маленьком диаметре там уже другие законы физики. Про законы я, конечно, пошутил, но требования к настройкам, как и к пластику просто спартанские. Но в данный момент я хочу обратить ваше внимание на скругление кончика фильеры, как мы понимаем, чем меньше площадь контакта, тем меньше передается тепла детали.

Я для эксперимента по техничке, взял классический тестовый кубик в уменьшенных габаритах в 2 раза.

Как видите, все грани и все буквы распечатались просто шикарно. Но вы не находите, это как-то мелко для такого сопла. Ой, какая игра слов получилась. Вы просто не представляете, какой крохой он выглядит в реальности. Напоминаю, что все модели я печатал с высотой 0,05 мм.

 Для чего я развиваю тему микропечати. В принципе, это шкурный интерес. Я уже неоднократно сталкивался с тем, что отказывал клиентам, потому что они мне приносили слишком мелкие детали, которые классическими соплами 0,3-0,4 мм я бы не напечатал. Физически не напечатал бы. Например, даже при покупке дорогой сапфировой фильеры вы сможете отбить её примерно за 2-5 заказов, но кроме тех, кто обычно считают цену заказа за грамм.

Для примера мы распечатаем шестерни диаметром 5, 8 и 10 мм и для масштаба тут шестерня в оригинальном размере 24 мм.

Ну ещё парочка шестерен, чтобы вы могли посмотреть, что собственно получилось.  

Печатал я специально с разным количеством зубьев. Эта пара шестерен получилась абсолютно работоспособна, а вот остальные под вопросом.

Я бы сказал так, для всяческих диорам и прочего подойдёт, а вот для работы, конкретно эти модели, вряд ли подойдут. Слишком крупные сопла для таких деталей.

А вот сравнение напечатанных шестерён с обычной пятирублёвой монетой.

Эта картинка прекрасно подойдет для превью.

Попробую подвести промежуточные итоги. Что вам нужно для того, чтобы вы могли заняться микропечатью. Первое -это конечно же принтер, который сможет выдать такое качество печати и такой микрошаг, прежде всего. Второе - сами сопла или сапфировая фильера. Третье - настройки, это прям печально, дальше я выдам основные закономерности. Четвертое - прямые руки и куча терпения, потому что, чтобы добиться хоть каких-то вменяемых результатов вам понадобится целая куча терпения.

И у меня ушла целая неделя, чтобы вылезти из качества уровня “Птичка накакала” до того, что вы видите сейчас на экране.

Хороший клей, который может быть нанесен тонким слоем, в идеале спрей.

На худой конец жёсткий клей карандаш. Но, я бы тут тоже тысячу раз подумал перед тем как его брать, например, ту же самую каляку-маляку, потому что детали от стола она даёт очень неохотно, а детали у нас очень маленькие и хрупкие. Поэтому мой выбор падает на клей-спрей. Сопла должны быть хорошего производителя, чтобы к вам приехало что-то такое. 

А не такое.

Теперь о настройках слайсера, учтите, что микропечать очень привередлива к текучести пластика, поэтому температура печати должна быть повыше. Но при этом вы должны понимать, что увеличивая температуру надо будет бороться с наплывами и соплями, и воевать с обдувом. Я уже нашел для себя золотую середину. Это примерно на 5 градусов ниже максимальной температуры печати, при которой я обычно печатаю. При сопле 0,4 у меня ABS 245 градусов.

Для микро сопла - 240 градусов. Ретракт 1-1,5 мм. Стол - 110.

 Это лишь первая статья посвященная микропечати. А будут еще.

 А теперь давайте подведем итоги. Так, вообще, для чего эта статья?  Всё очень просто. Есть SLA принтеры, то есть фотополимерики, и конечно же, по части детализации с ними не сравнится никто. Это потрясающая технология. Но есть одно но. Для художки этот вид печати просто шикарен, он замечателен, прямо супер. Но допустим, для той же самой технички, нам нужно знать физические свойства материала которым будем печатать. “А что? Фотополимерной смолы, что неизвестны физические свойства?” Ну в большинстве своем, да, неизвестно. Нужно перепробовать несколько составов, чтобы понять какой из составов даст самый оптимальный и нужный тебе результат.

Учтите, что SLA принтеры, фотополимерники, после того как принтер напечатает модель, вы не получаете готовую деталь, вы получаете лишь заготовку. Её нужно будет промыть спиртом, после чего обработать ультрафиолетом, чтобы деталь затвердела. И при этом повторюсь, видов смол огромное количество, тестов нет никаких. Нужно ориентироваться только на то, что пишет сам производитель, но бумага все стерпит, написать можно всё что угодно.

 Поэтому моё мнение, художку лучше печатать на SLA принтере, то есть там нет физической нагрузки, там главное красота и детализация, поэтому это туда, в ту степь. Если мы говорим про технические детали, то конечно, лучше выбрать обыкновенный FDM принтер.

 Вот и все, мои дорогие друзья. Надеюсь эта статья была для вас полезной. С вами был Анатолий Юнах.

Ссылка на видео с микропечатью:  https://www.youtube.com/watch?v=YljgJaKkYKc&feature=youtu.be