VolgoBot A4 PRO с подогревом камеры

ТЕРМОКАМЕРА - зачем она нужна?

Итак, начнем с того, что такое термокамера и зачем она. Все кто хоть мало мальски сталкивался с FFF/FDM технологией и пробовал печатать большие детали, например, из АБС, знают, что это бывает не так просто: либо модель начинает отклеиваться, либо лопаться вдоль слоёв. Это следствие неравномерного охлаждения печатаемой модели и некоторого влияния температурного расширения, когда нижние слои уже остыли и немного уменьшились, а сверху только укладывается расплавленный материал. Причем, даже если визуально и геометрически модель получилась верной, нет никаких гарантий, что внутри неё не накопились внутренние напряжения и модель не лопнет, как только будут приложены нагрузки. В целом способы борьбы с этим делятся на 3 пути:

1. Изменение геометрии детали. Увеличение площади опорной поверхности, уменьшение концентраторов напряжения: количества углов, добавление скруглений, добавление дополнительных технологических бобышек на углах для лучшего прилипания. Но это не всегда возможно с конструкторской точки зрения.

2. Использование другого материала. Производители филаментов активно работают в этом направлении. Появляется всё больше материалов с лучшей межслоевой когезией (сцепкой слоёв) и меньшим коэффициентом теплового расширения. На наш взгляд хорошим примером этого служат композиты компании Filamentarno, такие как Total, Aerotex, Titan с добавлением стекла или углеволокна, в этом же направлении работает и REC с филаментами серии X-line. Но проблема в том, что такие материалы значительно дороже ходовых филаментов. К тому же на практике может возникнуть задача, когда необходимо использовать выскокотемпературные, хим. стойкие, или высокопрочные полимеры, которые специально для 3D печати не приспосабливались.

3. Поддержание равномерной температуры модели во время печати. Прежде всего для этого используется рабочий стол с подогревом. В результате модель не отклеивается, но на больших моделях всё равно лопаются стенки, а в некоторых случаях усилия от деформации в рёбрах достаточно, чтобы начать отклеивать углы. По этой причине на продвинутых аппаратах прогревается весь рабочий объём. Но проблема здесь тоже имеется - это достаточно дорогое и габаритное оборудование, которое не получится поставить дома.

Каждый путь имеет место быть, некоторые проблемы можно решить только комплексно, но наша компания решила сделать продукт в рамках третьего пути решения проблемы.

VOLGOBOT A4 PRO - что в нём особенного?

Это достаточно небольшой 3D принтер с подогревом рабочей камеры (в сравнении со старшими собратьями): размеры 585х550х515мм, а масса 56 кг. Размер рабочей области 297х210х210мм (отсюда название). Внутри имеется рабочий стол с подогревом, который может греться до 130 градусов, а сама камера греется до 100 градусов. Это позволяет легко печатать большие детали, например, из самого ходового АБС пластика без деформаций. Благодаря тому, что максимальная температура экструдера 450 градусов у нас получается работать с такими материалами, как PC, композитом на базе Полиамида-6 и PEEK. 

Проектируя эти принтеры мы думали о том, что они должны хорошо вписаться в формат мастерских, производств, КБ, и в целом организаций, но вряд ли это принтер для домашнего использования. Для дома мы спроектировали классический принтер VolgoBot A4 о котором расскажем в одной из следующих статей. 

Экструдеры требуют особого внимания и подробно мы о них также расскажем чуть позже. Но основная сложность в том, что они работают при повышенной температуре и поэтому в VolgoBot A4 PRO используется система водяного охлаждения. К тому же есть вариант с 1 экструдером или с 2 типа Dondolo.

Собственно говоря по конструкции это стандартный Dondolo с запирающими лапками для предотвращения вытекания излишков пластика. Но мы даём выбирать некоторые опции, например, можно выбрать обычный hot-end с максимальной температурой 275 или с повышенной в 450. Также имеется как стандартный механизм подачи с обычным зубчатым колёсиком, так и с двойными оппозитными типа bondtech. Результат печати на фото (ПЛА от Filamentarno, слой 0.2 мм):

Экструдеры с оппозитными колёсиками неплохо справляются и с эластичными филаментами.

А вот распечатка колеса, где диск сделан из АБС пластика, а покрышка из TPV-90 производства компании NIT.

Принтер также справляется с WAX3D от Filamentarno

Скорость перемещений головки принтера при этом может доходить до 120 мм/с. Отчасти это благодаря тому, что все механические части вынесены в холодную зону. Ни одна деталь кинематики на максимальных режимах не греется больше 70 градусов.

КАК ОНО СОБРАНО?

Принтер собран на стальной раме, внутри имеется оболочка из листовой стали самой камеры, между ними утеплитель. На раму установлена вся механика и всё это одето во внешний корпус из листовой стали. Конструкция выходит достаточно жёсткой, однако особых усилий стоило спроектировать и сделать раму так, чтобы её не вело при рабочем нагреве принтера. На иллюстрации оболочка камеры и электропечь.

Сверху камеры установлены шторки из жаропрочной ткани, чтобы разграничить область нагрева и холодную зону.

Также принтер изобилует фрезерованными деталями. Например, из Д16 сделана львиная доля деталей экструдеров.

Рабочий стол также требует особого внимания. Все привыкли, что достаточно обеспечить жёсткость консоли и прикрутить к ней достаточно лёгкую печатную платформу, чтобы при нагреве усилий от её расширения не хватало чтобы искривиться. Но что делать, когда внутри камеры прогревается всё? Мы фрезеруем толстую плиту из дюраля в "естественном положении", так что при нагреве она остаётся достаточно ровной. Сверху мы укладываем стекло, но пользователь может использовать покрытие, которое наиболее привычно ему, например пластину из PEI.

ОПЦИИ И ЦЕНЫ

Для своих принтеров мы решили сделать базу и максимальное количество опций, чтобы можно было сконфигурировать принтер под конкретную задачу и бюджет. Увы, здесь нам приходится платить временем, так как нельзя иметь все варианты на складе, а нужно время, чтобы укомплектовать и проверить оборудование. Но сейчас мы занимаемся налаживаем и улучшением этих процессов вместе с дистрибьюторами и представителями.

В завершение статьи приведу возможные опции и цены для VolgoBot A4 PRO версии 2.4:

Базовая комплектация 149 000 рублей (1 экструдер, 275 °C,  стандартный механизм подачи)

2 экструдер                    +22 890 рублей

Hot-end 450°C                +6 920   рублей

Оппозитная подача       +3 120    рублей

Также приглашаем Вас посетить наш сайт.