Сравнение Elegoo Mars 5 Ultra vs Anycubic Photon Mono M5

Технология 3D-печати, используемая принтером.

В наше время наибольшее распространение получили такие технологии, как моделирование методом наплавления (FDM/FFF), печать на ЖК-дисплее (LCD), струйная печать пластиком (PJP), цветная струйная печать (CJP), многоструйное моделирование (MJM), цифровая обработка светом (DLP), лазерная стереолитография (SLA) и выборочное тепловое спекание (SHS). Вот более подробное описание каждой из них:

— Моделирование методом наплавления (FDM/FFF). Наиболее распространенная в наше время технология 3D-печати. Принцип такой печати следующий: рабочий материал (термопластик) в виде нити подается в экструдер, где расплавляется за счет нагрева и поступает на печать через специальное сопло небольшого диаметра. При необходимости линии в пределах одного слоя укладываются бок-о-бок, формируя сплошную поверхность необходимой площади; для элементов, находящихся на весу, используются временные опоры из того же пластика, удаляемые вручную после окончания процесса. Популярность этого способа обусловлена в первую очередь невысокой стоимостью как самих принтеров, так и расходников для них, что позволяет применять такую печать практически во всех сферах — от бытового применения до промышленного производства. Кроме того, для FDM/FFF может использоваться множество видов термопл...астика, а уж о разнообразии расцветок и говорить нечего. К недостаткам этой технологии можно отнести разве что меньшую точность, чем у «фотополимерных» SLA и DLP, но этот момент в большинстве случаев не является критичным.
Отметим, что общепринятое обозначение этой технологии «FDM» является торговой маркой; для обхода ограничений на ее использование отдельные производители пользуются маркировкой «FFF», имеющей в целом тот же смысл.

— Печать на ЖК-дисплее (LCD). Метод создания трехмерных объектов путем нанесения слоев жидкой смолы и ее последующего затвердевания с использованием ультрафиолета. Для управления процессом печати в 3D-принтерах с технологией LCD используются жидкокристаллические дисплеи. Печатным материалом для них служит жидкая смола, которая затвердевает при облучении УФ-светом. На ЖК-дисплее принтера отображается плоский срез 3D-модели, сквозь пиксели на экране пропускается свет и находящаяся под ними жидкая смола затвердевает в соответствии с этим срезом. Повторяя процедуру нанесения и затвердевания слоев, принтер постепенно создает трехмерный объект. Технология LCD отличается от других методов 3D-печати и зачастую обеспечивает более высокую скорость. Она позволяет создавать детали с хорошей точностью и детализацией, что делает ее привлекательной для печати прототипов, концептуальных моделей и функциональных деталей. Еще одним вариантом наименования LCD-технологии является MSLA (Masked SLA LCD).

— Струйная печать пластиком (PJP). Фактически — еще одно название для описанной выше технологии FDM, используемое 3D Systems и некоторыми другими производителями. Принципиальных отличий не имеет.

— Цветная струйная печать (CJP). Разновидность струйной 3D-печати, позволяющая создавать многоцветные изделия; фирменная разработка 3D Systems. Общий принцип струйной 3D-печати заключается в следующем: на рабочую платформу наносится тонкий (порядка 0,1 мм) слой порошкообразного материала, а затем через сопло печатающей головки на этот материал наносится жидкий связующий состав (аналогично тому, как это происходит в струйном принтере). Затем платформа опускается на толщину слоя и цикл повторяется до готовности изделия. А конкретно для цветной струйной печати используются головки с несколькими соплами и связующие материалы разных цветов, что и позволяет создавать изделия самых разнообразных оттенков. Такой метод печати отличается высокой точностью как в плане форм, так и в плане расцветки; он применяется даже в кукольной мультипликации. С другой стороны, CJP-принтеры обходятся недешево, поэтому их использование в основном ограничивается профессиональной сферой.

— Лазерная стереолитография (SLA). Один из видов 3D-печати, основанных на использовании фотополимерных смол — жидких материалов, твердеющих под воздействием света. Источником света в данном случае служит лазер, а печать осуществляется следующим образом. В емкости, заполненной фотополимером, находится подвижная платформа. В начале процесса поверхность платформы находится на глубине одного слоя (порядка 0,1 мм ±0,05 мм). Лазер вычерчивает на поверхности смолы контуры этого слоя, заставляя материал затвердеть; затем платформа погружается на глубину еще одного слоя, и процесс повторяется, пока изделие не будет готово. (Платформа может двигаться и вверх, однако общая схема работы остаётся такой же). Главным преимуществом SLA является высочайшая точность, позволяющая применять эту технологию даже в стоматологии и ювелирном деле. При этом скорость такой печати довольно высока, а современные фотополимеры весьма разнообразны, в готовом виде они могут имитировать различные материалы (пластик, резину и т.п.), С другой стороны, и сами принтеры, и расходные материалы для них отличаются высокой стоимостью.

— Цифровая обработка светом (DLP). Еще одна разновидность 3D-печати с применением фотополимеров. Принцип работы аналогичен описанной выше SLA: изделие формируется послойно из специальной смолы, затвердевающей под воздействием света. Отличие заключается в том, что в вместо лазерных излучателей в DLP-принтерах используются проекторы на основе светодиодов. Это позволило заметно уменьшить стоимость такой техники при сохранении всех основных преимуществ фотополимерной 3D-печати — высокой точности, хорошей скорости и разнообразия материалов (по цветам и свойствам). Слабая распространенность этой технологии обусловлена в основном тем, что она появилась сравнительно недавно.

— Многоструйное моделирование (MJM). Технология 3D-печати, основанная на использовании печатающей головки с большим количеством сопел (десятки и даже сотни). Материал для печати может быть разным; в современных моделях чаще всего применяются фотополимеры (как в SLA и DLP), а также легкоплавкий воск, хотя возможна и работа с термопластиками (как в FDM/FFF). В любом случае материалы наносятся послойно, при работе с фотополимерами каждый слой закрепляется при помощи УФ-излучения. Возможна печать одновременно несколькими материалами — это, в частности, облегчает работу с нависающими элементами и опорами для них: для опор можно использовать воск, который затем легко выплавляется из готового изделия. В целом MJM-принтеры характеризуются высокой точностью (сравнимой с SLA) при меньшем расходе материала, при этом они отлично подходят даже для довольно крупных деталей. С другой стороны, стоимость подобных устройств и расходников для них (фотополимеров) получается довольно высокой, к тому же MJM-принтеры сложны в обслуживании и ремонте. Поэтому основной сферой их применения является профессиональное прототипирование в промышленности.

— Выборочное тепловое спекание (SHS). Технология, по принципу действия схожая с описанной выше CJP. В качестве расходного материала используется специальный порошок (термопластический или из легкоплавкого металла). В начале работы на рабочую платформу валиком наносится порошок по толщине одного слоя; затем тепловой излучатель обрабатывает материал по заданным контурам, платформа опускается вниз на толщину очередного слоя и цикл повторяется до формирования готовой модели. Фактически SHS является упрощением технологии SLS, где для спекания использовался лазер: применение тепловой головки вместо лазерной позволило заметно упростить и удешевить конструкцию принтера. Также отметим, что для элементов конструкции, находящихся на весу, при данном способе печати не нужно печатать дополнительные опоры — роль этих опор играет неиспользуемый порошок. К недостаткам SHS можно отнести ограниченность в выборе материалов: тепловой излучатель не столь эффективен, как лазерный, что требует применения легкоплавких материалов. А металлическим изделиям, напечатанным на таком принтере, может потребоваться дополнительная обработка для придания нужной прочности и термостойкости.

Формат файлов 3D-моделей, с которыми способен работать принтер.

Проекты 3D-моделей создаются при помощи специальных программ (САПР — систем автоматизированного проектирования), при этом такие программы могут использовать разные форматы файлов, часто несовместимые между собой. Данная информация может пригодиться как для подбора САПР под конкретную модель принтера, так и для оценки того, подойдут ли уже готовые проекты для печати на выбранной модели.

Среди наиболее распространенных в наше время разрешений (по алфавиту) — .3ds, .amf, .ctl, .dae, .fbx, .gcode, .obj, .slc, .stl, .ply, .vrml, .zrp.

Программы для построения моделей, с которыми оптимально совместим принтер. ПО, используемое для 3D-печати, включает как САПР (системы автоматического проектирования для создания моделей), так и слайсеры (программы, которые разбивают трехмерную модель на отдельные слои, готовя ее к печати). Поэтому в данном пункте нередко указывается целый список программных продуктов.

Отметим, что степень оптимизации в данном случае может быть разной: некоторые модели совместимы только с заявленными программами, однако немало принтеров способны работать и со сторонними САПР. Тем не менее, лучше всего выбирать ПО, прямо заявленное производителем: это позволит максимально реализовать возможности принтера и сведет к минимуму вероятность сбоев и «нестыковок» в работе.

Максимальные габариты изделия, которое можно напечатать на 3D-принтере в один заход.

Чем крупнее габариты модели — тем шире выбор у пользователя, тем большее разнообразие размеров доступно для печати. С другой стороны, «крупногабаритные» принтеры занимают немало места, да и на стоимости устройства этот параметр заметно сказывается. Кроме того, при печати FDM/FFF (см. «Технология печати») для большой модели желательны более крупные сопла и более высокая скорость печати — а эти особенности отрицательно влияют на детализацию и ухудшают качество печати небольших изделий. Поэтому при выборе не стоит гнаться за максимальными размерами — стоит реально оценивать габариты объектов, которые планируется создавать на принтере, и исходить из этих данных (плюс небольшой запас на крайний случай). Кроме того, отметим, что крупное изделие можно печатать по частям, а затем скреплять эти части между собой.

Наибольший объем модели, которую можно напечатать на принтере. Этот показатель напрямую зависит от максимальных габаритов (см. выше) — как правило, он соответствует этим габаритам, перемноженным друг на друга. Например, габариты 230х240х270 мм будут соответствовать объему в 23*24*27 = 14 904 см3, то есть 14,9 л.

Конкретный смысл этого показателя зависит от используемой технологии печати (см. выше). Принципиальными эти данные являются для фотополимерных технологий SLA и DLP, а также для порошковой SHS: объем модели соответствует количеству фотополимера/порошка, которое нужно загрузить в принтер для печати изделия в максимальную высоту. При меньшем размере это количество может уменьшаться пропорционально (к примеру, для печати модели в половину максимальной высоты потребуется половина объема), однако некоторые принтеры требуют полной загрузки независимо от размеров изделия. В свою очередь, для FDM/FFF и других аналогичных технологий объем модели имеет скорее справочное значение: в них фактический расход материала будет зависеть от конфигурации печатаемого изделия.

Что касается конкретных цифр, то объем до 5 л включительно можно считать небольшим, от 5 до 10 л — средним, более 10 л — крупным.

Важная характеристика, определяющих качество и детализацию 3D-печати на ЖК-дисплеях (см. «Технология печати»). Разрешение LCD-матрицы указывает на то, насколько мелкие детали и слои можно создать при печати объектов. По сути, это количество пикселей, которые пропускают свет через данную матрицу. Чем больше пикселей, тем более детализированные и мелкие объекты можно напечатать. Наиболее качественный результат печати обеспечивают модели с высоким разрешением матрицы (от 6К и выше).

Скорость печати, обеспечиваемая 3D-принтером типа LCD (см. «Технология печати»).

Под этим параметром обычно подразумевается количество материала или слоев, которые принтер способен создать за один час. Чем выше скорость печати (70 – 80 мм/ч, свыше 80 мм/ч), тем быстрее принтер сможет завершить печать объекта, но при этом скорость также может влиять на качество печати. Более высокая скорость нередко приводит к менее детализированным и более грубым печатным объектам, в то время как более низкая скорость (до 60 мм/ч, 60 – 70 мм/ч) обеспечивает более высокое качество и более точные детали. Выбор оптимальной скорости зависит от конкретных требований к печатному объекту и желаемого качества трехмерной печати.

Дополнительные функции и возможности принтера.

Список наиболее популярных подобных функций в современных 3D-принтерах включает, в частности, подогреваемый стол, закрытую камеру печати, сканирование модели, встроенную камеру, LCD дисплей (в том числе сенсорный), датчик филамента, а также возобновление прерванной печати. Вот более подробное описание этих особенностей:

— Подогреваемый стол. Наличие подогрева в печатном столе — поверхности, которая используется как опора для создаваемой модели. Эта функция встречается в основном в принтерах FDM/FFF (см. «Технология печати») и аналогичных им. Подогреваемый стол обеспечивает плавное и равномерное остывание материала, уменьшая вероятность деформаций в готовых моделях; это особенно важно при использовании материалов со значительной усадкой. Также отметим, что данная функция особенно эффективна в сочетании с закрытой камерой печати (см. ниже).

— Автокалибровка. Функция, при которой устройство автоматически определяет и настраивает высоту и наклон печатной поверхности (стола) без участия пользователя. Принтер с помощью встроенного датчика или самого сопла измеряет расстояние до стола в разных точках, со...здаёт карту неровностей и учитывает её при печати, корректируя высоту слоя в реальном времени.

— Автоматическая очистка сопла. Функция, при которой принтер сам удаляет остатки пластика с наконечника экструдера перед началом печати или при смене материала. Обычно это реализуется через проталкивание филамента и выдавливание лишнего на специальную область (пурж-зону), а также протирку сопла об очищающий «гребень» или площадку. Такая система предотвращает появление капель, нитей и загрязнений, которые могут испортить первый слой или внешний вид модели.

— Щетка для очистки сопла. Небольшой элемент, обычно из металлической или жаропрочной синтетической щетины, который устанавливается рядом с рабочей зоной. Для очистки принтер проводит соплом по щётке, удаляя налипший пластик и загрязнения.

— Закрытая камера печати. Рабочая зона, имеющая закрытую конструкцию. Конкретное устройство такой камеры может быть разным — от огороженной с четырех сторон платформы до герметичного отсека, в котором можно даже создавать вакуум для некоторых специфических методов печати. Эти нюансы стоит уточнять отдельно. В любом случае закрытая камера защищает печатаемое изделие от пыли, влаги и других загрязнений; а вот более конкретный смысл этой особенности может быть разным — в зависимости от технологии печати (см. выше). Так, в принтерах FFF/FDM и аналогичных им устройствах закрытая конструкция позволяет добиться более равномерного охлаждения заготовки и избежать деформаций из-за усадки материала. А агрегаты типа SLA и DLP практически все имеют такую конструкцию — даже в самых простых моделях из этой категории рабочая зона прикрыта как минимум светофильтром, защищающим пользователя от яркого света.

— Сканирование модели. Встроенный трехмерный сканер, позволяющий создавать «цифровые слепки» различных предметов. Затем на основе такого слепка принтер может воссоздать копию отсканированного предмета. Данная функция фактически превращает устройство в трехмерный копировальный аппарат: пользователю не нужно строить модель в программе САПР, достаточно иметь при себе образец для копирования. Впрочем, при необходимости цифровой образ можно и отредактировать — как правило, сканер позволяет передавать полученные данные в те же программы САПР.

— Встроенная камера. Собственная цифровая камера, установленная прямо в принтере и направленная на рабочую зону. Предназначена для фиксации рабочего процесса; чаще всего позволяет снимать как фото, так и видео, но конкретные возможности съемки не помешает уточнить отдельно. Касательно использования камер стоит отметить, что принтеры с таким оснащением обычно имеют также модули Wi-Fi и/или сетевые разъемы LAN (см. «Передача данных»). Это позволяет передавать отснятое видео по локальной сети или даже через Интернет (эти детали, опять же, стоит уточнять для каждой модели), а дальнейшее применение отснятых материалов зависит прежде всего от желания пользователя. Один из самых популярных способов такого применения — дистанционный контроль печати: при наличии камеры следить за процессом можно, не подходя лишний раз к принтеру. Помимо этого, данные с камеры (в режиме прямой трансляции или в записи) могут использоваться как демонстрация, как наглядное пособие при обучении/инструктаже и т.п.

— Возобновление прерванной печати. Функция, позволяющая продолжать процесс печати после того, как он был остановлен. Бывает полезна прежде всего в тех случаях, когда принтер используется в строго определенные часы — например, в рабочее время; также может пригодиться в случае отключения принтера из-за сбоев в электропитании .Второй вариант достаточно очевиден; а касательно первого напомним, что 3D-печать представляет собой довольно длительный процесс, и создание даже небольшого изделия занимает часы. Из-за этого нередко возникают ситуации, когда рабочего дня (или другого схожего периода времени) не хватает для завершения работы. В подобных ситуациях и пригодится возобновление печати: принтер можно «поставить на паузу» на время отсутствия, а вернувшись к агрегату — продолжить процесс. Однако стоит учитывать, что при работе с некоторыми печатными материалами перерывы в работе нежелательны; так что если вы планируете использовать данную функцию — не помешает уточнить её совместимость с используемым материалом.

— Датчик филамента. Датчик для контроля подачи пластикового филамента в процессе печати. Как правило, такой сенсор устанавливается на экструдере (печатной головке). Если пластик вдруг закончится или его подача будет прервана, датчик позволит предотвратить неудачное завершение печати из-за нехватки материала — при обнаружении отсутствия нити он передает сигнал для остановки печати, чтобы пользователь мог добавить филамент и возобновить процесс.

— Трубка для подачи пластика. Гибкий канал, по которому филамент подаётся от катушки к экструдеру или горячему соплу. Такая конструкция снижает вес печатающей головки и увеличивает скорость движения, но требует точной настройки подачи.

Способы передачи данных, предусмотренные в конструкции 3D-принтера. Речь идет прежде всего о данных, касающихся печатаемой модели (по которым принтер и осуществляет непосредственно печать), в некоторых случаях — также о настройке устройства и других способах взаимодействия с ним; подробнее см. отдельные пункты списка.

Что касается конкретных вариантов, то помимо традиционного подключения к ПК через USB tybe B или USB type C, в современных принтерах могут предусмотриваться такие способы передачи данных, как картридер, порт USB-A, сетевое подключение по LAN, а также беспроводное соединение по Wi-Fi. Вот особенности каждого из этих вариантов:

— Картридер. Собственный слот для карт памяти, предусмотренный в принтере. Чаще всего предназначен для работы с популярными картами SD; впрочем, даже такие носители имеют несколько разновидностей, так что ассортимент поддерживаемых карт не помешает уточнить отдельно. В любом случае основное назначение этой функции — прямая печать: установив в принтер карту с записанным файлом проекта, можно изготовить модель, даже не подключая устройство к компьютеру. Могут предусматриваться и другие способы применения картридера — например, копирование на внешний носитель материалов со сканера модели (см. «Функции и возможности»). Отм...етим, что данная функция удобна в основном для обмена данными с ноутбуком — слот для карт памяти имеется почти в любом современном лэптопе.

— USB-A. Собственный полноразмерный разъем USB на корпусе принтера. Используется аналогично описанному выше картридеру — для работы с внешними носителями, в данном случае «флешками» и другими подобными устройствами. Способы применения USB-порта также аналогичны — в основном это прямая печать, но возможны и другие варианты (копирование данных со сканера, обновление прошивки и т. п.).

— USB-C. Наличие порта USB type C в интерфейсном полку подключений устройства. Подобные разъемы обладают меньшими размерами в сравнении с классическими USB, также они имеют удобную двустороннюю конструкцию, позволяющую подключать штекер любой стороной. USB type C предполагается использовать для подключения 3D-принтера к компьютеру или мобильным гаджетам для управления и передачи печатных файлов. Вместе с тем этот разъем может применяться для подключения внешних носителей данных.

— Wi-Fi. Модуль беспроводной связи, который может использоваться как для подключения принтера к локальным сетям, так и для прямой связи с планшетами, ноутбуками и другими гаджетами. Конкретные возможности стоит уточнять отдельно, здесь же отметим, что сетевое подключение позволяет использовать принтер в роли общего устройства для всех компьютеров локальной сети и даже получать к нему доступ из Интернета (хотя для последнего может потребоваться специфическая настройка). При этом Wi-Fi является более удобной альтернативой проводному LAN (см. ниже), так как позволяет обойтись без прокладки проводов. Что касается прямого соединения с другим гаджетом, то этот вариант встречается реже. Обычно он предусматривает возможность отправлять проекты на печать и доступ к базовым настройкам; а для использования такого управления может потребоваться установка специального приложения.

— Подключение к ПК (USB type B). Подключение к USB-порту ПК или ноутбука — cамый популярный способ прямого соединения 3D-принтера с подобными устройствами. Портами этого типа оснащается подавляющее большинство современных компьютеров, при этом для работы с принтером хватает даже разъемов устаревшей версии USB 2.0, не говоря уже о более новых стандартах. Само соединение может использоваться как для отправки заданий на печать, так и для управления параметрами работы — причем именно через ПК/ноутбук обычно реализуются подробные настройки, недоступные через экран на самом принтере. Кроме того, в случае необходимости через компьютер можно открыть общий доступ к агрегату по локальной сети или по Интернету — причем даже в том случае, если сам принтер не имеет ни разъема LAN, ни модуля Wi-Fi. Это значительно сложнее в организации и не так удобно, чем использовать сетевую модель с прямым подключением к «локалке», зато избавляет от необходимости переплачивать за дополнительные возможности подключения в самом принтере.

— Подключение к ПК (LAN). Соединение с внешними устройствами через LAN — стандартный разъем для проводного подключения к компьютерным сетям. Собственно, такое подключение и предназначается в основном для использования принтера в роли сетевого устройства — когда доступ к печати и настройкам можно получать с разных компьютеров в локальной сети, а то и через Интернет. LAN менее удобен в подключении, чем Wi-Fi, так как требует прокладки кабеля, однако такая связь более надежна и не страдает от наличия большого числа беспроводных устройств поблизости. Кроме того, кабель может пригодиться в том случае, если Wi-Fi роутер или точка доступа «не достает» до места размещения принтера.
Отметим, что стандартный вариант применения LAN предполагает подключение к сетевому роутеру, однако возможно и прямое соединение с компьютером. Второй вариант позволяет использовать этот разъем аналогично описанному выше USB — то есть лишь для одного компьютера; но если этот компьютер подключен к локальной сети и/или Интернету — можно настроить и сетевой доступ к принтеру.