Записки программиста

Люди, желающие погрузиться в FDM 3D-печать, задают очень похожие вопросы. Главный вопрос — это какой 3D-принтер выбрать? Как правило, человек не знает, понравится ли ему заниматься 3D-печатью, и поэтому не готов вкладывать в нее большие деньги. Часто бюджет ограничен суммой около 25 тысяч рублей (~270$). Другой популярный вопрос — какой филамент выбрать? Нередко берут самый дешевый филамент, какой получится найти, что является ошибкой. Не менее важными являются вопросы, которые обычно не задают. В частности, вопрос про необходимые аксессуары и расходники. Давайте же во всем разберемся и соберем полный комплект начинающего 3D-печатника.

Начнем с выбора 3D-принтера. Если бюджет позволяет вам взять 3D-принтер в закрытом корпусе, я рекомендую взять в закрытом. Закрытые принтеры при прочих равных работают тише, не копят пыль, и в них не может запрыгнуть кошка. Так Flying Bear S1 обойдется вам в ~400$. Это отличный 3D-принтер «просто нажал кнопку и печатает». При меньшем бюджете выбор ограничен открытыми 3D-принтерами. Подходящими являются линейки Creality Ender 3 v3, Elegoo Neptune 4 и Anycubic Kobra 3. Я остановился на первом варианте. По состоянию на сегодняшний день он является самым доступным.

Немного истории для контекста. В свое время Creality выпустила 3D-принтер с названием Ender 3. Цифра, по всей видимости, является отсылкой к Prusa i3. Затем были Ender 3 Pro, Ender 3 v2, Ender 3 S1, и другие. На сегодняшний день Creality предлагает Ender 3 v3. Но это не один 3D-принтер, а линейка устройств:

• v3 SE. Наиболее бюджетная модель. Простой и понятный «дрыгостол» под управлением прошивки Marlin;
• v3 KE. То же самое, но на прошивке Klipper. Главное преимущество заключается в наличии алгоритмов input shaping и pressure advance. Субъективно, цена за KE завышена, если принять во внимание, что названные алгоритмы просто и дешево добавляются в SE;
• v3. То есть, без ничего в названии. Сомнительный в плане отношения цена / качество 3D-принтер с необычной кинематикой CoreXZ (CoreXY, повернутый на 90°). Его связывает с SE и KE только то, что почему-то в Creality его тоже решили назвать v3. Судя по обзорам, имеет проблемы с рябью. Есть модификация v3 Plus с увеличенной областью печати;

Таким образом, по моему субъективному мнению, внимания заслуживает только Ender 3 v3 SE. Он недорог, легок в использовании и не имеет больших косяков. Просто нормальный 3D-принтер для начинающих. Конечно, взять версию KE не будет большой ошибкой, только вы переплатите.

Принтер был приобретен на AliExpress. Мне он обошелся в 16 200 руб, включая доставку к порогу. Доставка с местного склада заняла 10 дней.

Устройство поставляется практически собранным. Всего-то нужно прикрутить портал к основанию устройства. Убедитесь, что винты затянуты как следует, это важно. При переносе принтера с места на место берите его за основание, а не за портал.

Ender 3 v3 SE в собранном виде:

На фотографии можно видеть пару модификаций. О них будет рассказано далее.

В комплекте c 3D-принтером идут запасное сопло, бокорезы, моток пластика PLA, а также SD-карта на 8 Гб и USB-адаптер к ней. Из полезного на SD-карте есть видео-инструкция по сборке, а также более подробное руководство пользователя. В нем рассказывается, как смазывать принтер, менять сопло, а также приводится рисунок основной платы устройства.

К перечисленному потребуется докупить:

• Пинцет. Не более 200 руб. Обычно его кладут вместе с 3D-принтером. Однако в данном случае производитель пожадничал;
• Изопропиловый спирт. Не более 300 руб. Рекомендую приобрести в виде небольшого флакона с распылителем. Когда закончится, докупите пятилитровую канистру спирта, распечатаете на 3D-принтере воронку, и будете пополнять флакон из канистры;
• Тканевые салфетки. Не более 300 руб. Смачиваете изопропанолом и протираете стол 3D-принтера. Иначе на столе будут копиться следы от рук, и модели перестанут липнуть;
• Литол-24. Не более 150 руб. Смазка для 3D-принтера. Первое время она не понадобится, но лучше купить заранее;

Пинцет у вас дома наверняка уже есть. На замену тканевым салфеткам сгодятся бумажные полотенца. Ссылки на все упоминаемые здесь и далее устройства, аксессуары и расходники собраны в отдельном документе [PDF].

При первом включении принтер прогревает сопло, настраивает Z-offset и строит карту высот. Пластик пока не заправляем.

Кладем на SD-карту disable_power_loss_recovery.gcode, отправляем на печать. Вы увидете, как 3D-принтер припаркует голову. Файл не содержит печатаемой модели. Он только отключает функцию возобновления печати после отключения электричества. На деле эта функция все равно не работает. Она лишь сокращает срок службы SD-карты и приводит к дефектам печати.

С завода сопло 3D-принтера не протянуто на горячую. Значит, кубик очень быстро протечет, что приведет к неприятному ремонту. Во избежание столь незавидной учести снимаем с хотенда носок, потянув за него вниз. Затем разогреваем сопло до 230°C и делаем вот так:

За сопло хватаемся ключом на 6 мм. Ключ идет в комплекте с 3D-принтером, но я использовал свой. Кубик придерживаем ключом на 18 мм. У меня такого не было, поэтому я воспользовался разводным ключом. Будьте осторожны, не закоротите контакты нагревательного элемента. Ключ на 6 мм поворачиваем от себя, только без фанатизма. Рычаг достаточно умножает ваше усилие. Затем даем хотенду остыть и возвращаем носок.

Теперь можно напечатать лежащую на SD-карте модель при помощи мотка PLA, что нам дали в комплекте. Так мы проверим работоспособность 3D-принтера и убедимся, что его не нужно возвращать в магазин. У меня на карте оказалась модель шпателя. Другие владельцы говорят, что им положили кошечку. Я хотел кошечку. Так обидно.

Далее нам предстоит обновить прошивку. Притом, не на официальную, а на модифицированную, поддерживаемую сообществом. В ней, помимо прочего, включены алгоритмы input shaping и linear advance. Последний аналогичен pressure advance в прошивке Klipper. Печать без этих алгоритмов возможна, но радости не приносит, я проверял.

Качаем последнюю доступную версию прошивки отсюда. Распаковываем, кидаем .bin файл на SD-карту, карту вставляем в выключенный 3D-принтер, включаем. Загрузка займет чуть больше времени, чем обычно. Через меню Control → Info проверяем версию прошивки. Далее запускаем Leveling. Строится новая карта высот 7x7. С завода сетка была 5x5. Настройки input shaping можно пока и не трогать. Потом настроите поточнее.

Следующим шагом предстоит настроить программу-слайсер. Актуальных слайсеров на сегодняшний день существует два — это PrusaSlicer и OrcaSlicer. Они плюс-минус одинаковые. Я лично пользуюсь Orca, поэтому рассказывать буду о нем. При первом запуске Orca спросит, что у нас за принтер. Находим «Ender-3 v3 SE», выбираем сопло 0.4 мм, пластики Generic PLA и PETG.

В свойствах принтера в Extruder 1 → Retraction → Z hop type заменяем на Spiral. Это устраняет «паутину». В данном 3D-принтере паутина вызвана неудачной конструкцией сопла. За неимением сопла на замену прибегаем к программному решению. Далее открываем настройки PLA, ищем Filament → Flow ratio and Pressure Advance. Ставим галочку Enable pressure advance. В поле Flow ratio вводим значение 0.94, а в поле Pressure advance — значение 0.1.

Наконец, в основном окне слева ставим галочку Advanced и снимаем галочку Others → G-code output → Reduce infill retraction. Это устраняет тревожные звуки при перемещениях над заполненными областями. При снятой галочке работает Z hop и сопло приподнимается при таких перемещениях. Прочие настройки пока оставляем как есть.

К настроенному 3D-принтеру нужен пластик (филамент). Существует много разных видов пластика для 3D-печати. Учиться печатать следует на пластике PLA. После него можно будет попробовать PETG, а только потом более сложные пластики. Впрочем, потребности в чем-то кроме PLA и PETG может никогда и не возникнуть.

В последнее время стали делать всякие экзотические PLA — матовые (matte), блестящие (silk), с вкраплениями (marble), флюоресцентные, высокоскоростные, и даже с добавлением древесной муки. Несмотря на название, эти пластики имеют посредственное отношение к PLA. На данном этапе они вам не нужны. Берите простой PLA или PLA+. Плюс в названии указывает всего лишь на наличие присадок. Когда простой PLA вам наскучит, попробуете другие PLA.

Один килограмм приличного пластика стоит где-то 1500 .. 2000 руб. Во время распродаж тот же пластик можно найти за 1300 .. 1500 руб. Не стоит экономить, беря дешевый пластик от неизвестного производителя. Начинающим нужна не лотерея, а проверенный пластик, с которым не будет проблем.

Известные производители, пластиками которых я лично печатал:

• BestFilament. Российский производитель с адекватным отношением цена / качество. В свое время я учился печатать именно на BF. Всегда в наличии в местных онлайн-магазинах. Выбор цветов большой;
• eSUN. Также представлен в местных онлайн-магазинах по разумным ценам. Выбор цветов большой. Филамент идет не на пластиковых бобинах, как у большинства производителей, а на картонных. Это хорошо для экологии, но учитывайте, что картонные бобины имеют больше шансов повредиться при транспортировке;
• Eryone. Предлагает широкий выбор необычных пластиков: переходные, блестящие, и так далее. Однако нам нужен самый обыкновенный. Его следует искать по запросу «eryone standard pla». Ереван бывает как на картонных бобинах, так и на пластиковых. Цены в местных магазинах оставляют желать лучшего, как и выбор цветов. Изучите предложения на AliExpress;

К сожалению, нельзя рекомендовать одного производителя, дескать печатайте только им, и все будет отлично. У всех со временем меняются техпроцессы и поставщики сырья, могут быть не самые удачные партии, и так далее. Выберите производителя, который показался вам наиболее интересным. Накопив немного опыта, сможете поэкспериментировать с разными брендами.

Пластик является гигроскопичным. То есть, он впитывает в себя влагу из воздуха. Для качественной печати пластик должен быть сухим. Когда пластик отсыревший, это проявляется в виде паутины, дыр на стенках, и прочих дефектов. Если вы купили новую бобину филамента, это не значит, что она сухая. Производитель мог ее недосушить, особенно если завод находится во влажном климате, упаковка могла быть нарушена при транспортировке, и так далее.

Для борьбы с данной проблемой придумали специальные устройства, сушилки филамента. Бытует мнение, что на первых порах можно обойтись и без них. Что де в крайнем случае пластик можно высушить, положив его на стол 3D-принтера, и накрыв картонной коробкой из под этого самого пластика. Однако я не могу рекомендовать данный подход. Во-первых, по личному опыту, сушка на столе 3D-принтера работает плохо. Во-вторых, вы не сможете печатать, пока сушите пластик. Поэтому мой совет — вместе с 3D-принтером сразу берите сушилку.

В качестве неплохой сушилки могу рекомендовать Creality Space Pi:

Это одно из немногих устройств, способных сушить пластик при 70°C. Но важнее, что температуры здесь настоящие, а не просто отображаемые на дисплее. Корпус не воняет пластиком из-за высоких температур, что нередкая проблема у сушилок. Из минусов я бы отметил тот факт, что Space Pi шумновата. Однако не шумнее, чем вентилятор блока питания у 3D-принтера. Сушилка обойдется вам примерно как 2-3 бобины нормального пластика и сбережет много нервов. Существует похожая модель, позволяющая сушить две бобины одновременно.

Получив новую катушку PLA, распаковываете ее, и сразу отправляете сушиться 12 часов при температуре 50 градусов. Даже если вам кажется, что катушка может быть сухой, и не терпится поскорее что-нибудь напечатать, все равно отправляете. На следующий день спокойно печатаете. Если вы столкнетесь с какой-то проблемой, то будете относительно уверены, что она не из-за сырого пластика. Учитывайте, что в особо тяжелых случаях пластик приходится сушить и более 12 часов.

Когда не пользуетесь катушкой, храните ее в вакуумном пакете с силикагелем:

Пакеты, в которых пластик приходит с завода, у некоторых производителей после вскрытия превращаются в zip-пакеты. По моему опыту, такие пакеты не особо удобны. Поскольку из пакета нельзя откачать воздух, он занимают больше места, чем мог бы. Комплект из десяти вакуумных пакетов с насосом обойдется не дороже 700 руб. В довесок к ним стоит взять пакетики силикагеля покрупнее. Комплект из 10 пакетов по 20 г обойдется не дороже 400 руб. Запасы силикагеля сушатся и хранятся тем же образом, что и пластик.

Откачивая воздух из пакета, не переусердствуйте. Иначе спустя какое-то время пакет откроется сам по себе. Учитывайте, что вакуумные пакеты не идеальны. Медленно, но верно влага проникает даже в них. На десяток пакетов стабильно попадается один или два неудачных, которые не держат вакуум. Столкнувшись с таким пакетом, просто берите следующий. Так или иначе, с вакуумными пакетами лучше, чем без них.

Первое, что вы должны напечатать на своем 3D-принтере — это модификации, переносящие крепление бобины. Creality предлагает крепить бобину сверху, на портале, что является не самой удачной затеей. При таком расположении бобина превращается в маятник, увеличивая вибрации и раскачивая портал. Это может приводить к дефектам печати, а также сокращает срок службы устройства.

Соответствующие модификации можно скачать здесь и здесь. Для первой модификации дополнительно понадобятся два винтика M3x22, а также четыре шайбы и две гайки M3. Для второй необходима тефлоновая трубка. Эта трубка у вас уже есть, поищите в коробке от Creality Space Pi. Также понадобится два фитинга PC4-M6. Цена вопроса на AliExpress не превышает 100 рублей. В одной из моделей нужно нарезать резьбу M6. Если у вас нет метчика, отверстие можно рассверлить до большего диаметра и нарезать резьбу самим фитингом.

Скачиваем STL-файлы. В OrcaSlicer слева вверх находим иконку с кубиком и плюсиком. С ее помощью открываем желаемый STL. Справа вверху нажимаем Slice plate, а затем Export G-code file. Файл G-code сохраняем на SD-карту. Вставляем SD-карту в 3D-принтер и запускаем печать. Ender 3 v3 SE с обеими модификациями должен выглядеть, как на ренее приведенном фото.

Итак, теперь у вас есть 3D-принтер. Что дальше?

Если вы желаете печатать готовые модели, то найдете их в соответствующих каталогах, например, Thingiverse, Printables и Makerworld. Если же вы планируете создавать свои модели, то для этого существует большое количество программ, в том числе и бесплатных. Для технических моделей есть FreeCAD и OpenSCAD. Для художественных больше подходит Blender. Уроки по использованию этих и других программ в большом количестве доступны на YouTube.

3D-печать является весьма многогранным хобби. Вы можете дорабатывать свой принтер и прошивку для него, экспериментировать с разными материалами для печати, попробовать 3D-сканирование, законтрибьютить в OrcaSlicer, и так далее. В основном все ограничено лишь вашей фантазией.

Метки: 3D печать, Девайсы.