Цветная трёхмерная печать

В продолжение предыдущего поста.

Первый вопрос, который возникает в связи с цветной печатью, это нужна ли она вообще. Вполне ведь можно отпечатать требуемое в одном цвете, а потом раскрасить кисточкой. Или отпечатать детали разного цвета и склеить из них затем одно многоцветное изделие. Но у кого-то кисть в руках дрожит, а у кого-то детали слишком мелкие и витиеватые получаются, да и вообще, без дополнительных шагов проще. Так что согласимся на том, что кому-то — пусть и не всем — цветная трёхмерная печать нужна. Тем более, что печатать ведь можно не только в разных цветах, но и из разных материалов: например, подпорки, которые необходимы при печати сложных форм, можно делать из другой пластмассы. Зачем? Потому что основная слишком дорогая для этого. Или потому, что есть пластмассы, которые растворяются в воде — и в результате поверхность модели в месте соединения с подпоркой окажется более чистой и безо всяких дополнительных усилий.

И здесь надо понимать, что механизмы цветной печати у разных принтеров могут иметь очевидные — или не столь очевидные, но всё равно достаточно существенные — различия. Которые надо учитывать при выборе принтера, если цветная печать вас интересует.

Прежде всего, все разноцветные принтеры делятся на две большие категории.

• Печатающие через несколько сопел. Тут всё ясно: к каждому соплу подводится свой филамент — всё равно, что раскрашивание разными карандашами. Одна проблема, стоят такие принтеры в разы дороже, чем односопельные. По многим причинам, в которые мы вдаваться не будем, как и вообще рассматривать этот вариант.
• Печатающие через одно сопло. То есть по сути, это обычный одноцветный принтер, в котором по ходу дела меняют филаменты. Что тоже имеет очевидный недостаток: при смене филамента сопло надо очищать от остатков предыдущего, так что определённое его количество пропадает. И иногда даже пропадает больше, чем идёт на собственно изделие. (Хотя это, конечно, не единственная пропажа. На печать подпорок филамента тоже вполне может уйти больше, чем на саму модель.)

Самый простой способ смены филаментов, не требующий абсолютно никаких дополнительных затрат, это менять его вручную. Принтер можно запрограммировать, чтобы он останавливался в определённых точках, и когда встанет, вытаскивать один филамент и вставлять другой. Причём, этим способом действительно пользуются, если надо что-то отпечатать всего лишь несколькими разноцветными слоями. Но, конечно, если свет надо менять в процессе печати каждого слоя, метод это не годится. Нужно какое-то устройство, которое будет менять филамент автоматически. Решение это, правда имеет — по сравненью с многосопельным принтером или ручной сменой — ещё один недостаток. который не сразу приходит в голову. Некоторые особо нежные филаменты (особенно, гибкие, из которых можно печатать, например, чехлы для телефонов) не переносят дополнительных механических воздействий в этих устройствах. Но с этим недостатком приходится мириться.

В прошлом посте речь шла о двух семействах принтеров, от Prusa и Bambu Lab. И к обоим есть приставки многоцветной печати. И стоят они примерно одинаково. Вот их мы здесь и рассмотрим.

Original Prusa MMU3 (Multi Material Upgrade) обеспечивает печать пятью цветами. Само устройство сравнительно небольшое и крепится к верхней перекладине принтера. (Если принтер стоит в шкафчике, то там для этого достаточно места.)

На первый взгляд, дополнение совсем небольшое. Но данная картинка показывает лишь верхушку айсберга. Тогда как полная рекомендуемая конфигурация выглядит вот так (вид сверху).

То есть, как видим, занимаемая площадь увеличивается по крайней мере вдвое. Один умелец, правда, умудрился разработать и напечатать разного рода крепления, чтобы разместить все дополнительные детали (включая держатели для пяти бобин) внутри шкафчика — благо он достаточно большой. Но процесс заправки филаментов в результате стал ещё более неудобным. Взглянем на него (в рекомендуемом виде) в подробностях. Вот как выглядят два варианта держателей бобин.

Филамент заправляется в тефлоновую трубку, ведущую к одной из кассет буфера.

Вокруг которой филамент надо обмотать и запихнуть в другую тефлоновую трубку, ведущую от буфера к собственно MMU3.

И так пять раз. А после печати всё в обратном порядке. (Хотя это, конечно, уже быстрее.) А вынимать филаменты надо, поскольку вот так открытыми они быстро отсыреют и их всё равно придётся вынимать для просушки. Этого, правда, можно избежать, держа их в упоминавшейся в предыдущем посте многобобинной сушилке, откуда они и пойдут через те же тефлоновые трубки в буфер. Или прикупив герметичных ящиков, в которых будут крутиться бобины. Всё это, однако, ещё увеличит занимаемую площадь.

У кого-то, возможно, возникнет вопрос: а к чему вооб1е такие сложности с буфером? Поясняю. Если взглянуть на самую первую картинку, видно, что от MMU3 к собственно принтеру идёт ещё одна тефлоновая трубка, и довольно длинная. Как работает устройство? Бегунок, из которого ведёт эта трубка, подгоняется к одному из заправленных в устройство филаментов, находящийся в нём механизм хватает филамент и пропихивает его через трубку в принтер. А при смене филамента его, соответственно,  надо выпихнуть обратно. Куда? Вот в этот самый буфер. Можно ли просто взять разрезанную пополам трубку? Нельзя. Люди пробовали, ничего хорошего из этого не получается.

И дополнительная проблема, это что подающий механизм в печатающей головке недостаточно мощен для того, чтобы тянуть филамент по всей этой системе трубок на слишком уж большое расстояние. Реально, то, что изображено в качестве рекомендуемой конфигурации, это близко к максимуму. Так что всю конструкцию надо разместить на одном столе или подвесить как-то к стенке, возле которой стол стоит. Кроме того, даже в этой минимальной конфигурации мощности двигателя, по-видимому, не хватает для подачи филамента со скоростью, требуемой для быстрой печати через высокоскоростное сопло. Во всяком случае в комплекте с приставкой дают ещё обычное сопло и велят пользоваться именно им.

На этом с MMU3 всё.

Bambu Lab AMS (Automatic Material System) совместима со всеми тремя рассмотренными моделями, P1P, P1S и X1-Carbon. В отличие от MMU3 она даёт возможность печатать всего четырьмя цветами, но зато подключить таких устройств к одному принтеру можно целых четыре, так что в результате мы можем печатать аж шестнадцатью разными цветами — хотя это, конечно, будет стоить дополнительных денег.

Как видим, данная приставка устроена совершенно иначе, чем MMU3. И, следует отметить, на порядок удобнее в эксплуатации. Заправка филамента заключается в том, что его кончик засовывается на пару сантиметров в приёмник. Всё. А если это фирменный филамент он Bambu (который не дороже любого другого не самого дешёвого филамента, особенно, если покупать по нескольку бобин сразу (в любом комплекте), то устройство само распознаёт его тип и цвет по радиокоду на бобине. Ну и поскольку оно герметично, филаменты можно просто хранить в нём, вынимая лишь для того, чтобы заменить на другие цвета.

Каждое гнездо в AMS снабжено своим собственным подающим механизмом, который и пропихивает филамент в единственную идущую от устройства к принтеру тефлоновую трубку. (Или затягивает его обратно на бобину.) Причём механизм этот достаточно мощный для того, чтобы разнести принтер и AMS на три с половиной метра, так что пользователь обладает гораздо большей свободой в конфигурации всей системы. Ну и поскольку подающие механизмы в печатающей головке и AMS работают в унисон, никакого замедления печати при использовании последнего не происходит. (Хотя смена цвета при достаточно длинных трубках, конечно, будет медленнее, чем в MMU3.)

Рекомендуемая конфигурация с одним AMS выглядит так.

Как располагать четыре, можно придумать массу вариантов. Но, насколько можно понять, достаточно популярный — вот такой. (Больше двух друг над другом не получается, поскольку для того, чтобы открыть крышку нижнего, его необходимо выдвинуть.

На этом всё совсем. Если кому-то мои записки помогли решиться заняться трёхмерной печатью, выбрать принтер уже решившимся или, наоборот, отказаться от этой дурной затеи, убоявшись сложностей и трудностей, о которых не подозревали, значит, мои труды не пропали даром.