Генеалогическое дерево 3D-принтеров. Кто есть кто?

Ситуация с 3д-принтерами напоминает ситуацию с Linux-дистрибутивами, особенно для новичка. Огромная куча конструкций под кодовыми именами, половина из которых поставляется в собранном виде, половину надо собирать как конструктор из деталей, а для еще одной половины все детали надо найти самому, да еще и напильником поработать. Кстати, откуда взялась третья половина — тоже непонятно. Попробуем в этом всем разобраться.

Поскольку принтер печатает трехмерный обьект, то его головка(экструдер) должна как-то перемещаться в трех координатах. Чтобы не путаться, их называют стандартно — X, Y, Z. Если вы стоите «лицом к лицу» с принтером, то координата X — это перемещение головки ближе или дальше к вам, Y — вправо-влево, а Z — вверх-вниз. Конечно, не обязательно двигать головку — можно перемещать и саму платформу с объектом под неподвижной головкой. А можно и то и другое — по одной оси двигать экструдер, а по другой — платформу. Собсвтенно, так чаще всего и делают. Собрать 4 движка (для оси Z лучше использовать два движка — гравитация-с) рядом будет сложнее и затратнее в накладных расходах, чем разнести их по разным местам.

Группа первая:

В нее вошли те принтеры, у которых печатающая головка перемещается по оси X, а платформа — по осям Y и Z. Она очень маленькая, и большую часть (если в штуках, до наверное и 95%) ее составляет принтер китайской разработки UP!

Весьма интересный принтер, по отзывам — старшая версия печатает отлично из коробки. Младшую версию (Up! Mini) правда ругают. Свой хороший софт с удобной генерацией поддержки(опенсорс такое пока не умеет), которая легко отделяется. Знаменитый подшипник был напечатан на нем. Единственный минус — закрытый полностью, так что о развлечениях в виде тонкой подстройки параметров конвертации можно забыть, равно как и о альтернативных программах.
Такое малое разнообразие следует за некоторым усложнение конструкции — двигать платформу с печатаемым обьектом одновременно по двум осям сложнее. Но тем не менее, китайцы почему-то так делают.

Вторая, самая многочисленная группа:

По оси Y перемещается платформа, а по XZ — экструдер.

Ядро группы составляет самый популярный на данный момент самодельный принтер Prusa Mendel — версия «классического» Mendel от Josef Prusa. Автор немного упросил конструкцию, сделав ее более повторяемой и ремонтируемой. В частности, добавил второй движок для оси Z, сразу убрав все проблемы с ременной передачей на две шпильки.

За счет своей простоты принтер получил очень широкое распространение (тОлстая чОрная линия на схеме), как в виде разнообразных наборов для сборки для домашнего применения, так и в виде коммерчески успешных готовых принтеров, обычно продаваемые в сборе, и уже настроенными. Один из примеров — российская разработка Gen-X от СКБ Кипарис. Правда, в последнее время они заняты серьезно обновленной версией принтера — Picaso, поэтому продажи Gen-X остановлены.
Опознать принтер можно по характерному треугольному профилю — в основе рамы лежат два треугольных элемента.

Похожие профили используются и в классическом менделе, но его вы скорее всего не увидите.
Простота сборки такого принтера имеет и свои минусы — малая жесткость рамы на некоторых осях. Частично проблемы призвана решить конструкция MendelMax — из другого профиля и с дополнительными креплениями.

Еще следует отметить довольно популярную на постсоветском пространстве конструкцию Mendel-90, которая названа так из-за расположенных под прямым углом двух деревянных панелей из фанеры или другого легкообрабатываемого материала. Эстеты могут сделать из оргстекла. Такая конструкция положительно сказывается на точности печати и легкости калибровки — из-за малого количества вибраций.

Популярная она стала из-за легкости сборки — скрепить две планки из фанеры легче, чем найти детали для рамы. Да и вырезать их можно у любого мебельщика или на лазерном станке. Или ручным лобзиком.

Третья группа:

Похожа не первую в том плане, что платформа двигается вверх и вниз(в процессе печати — вниз) — по оси Z. А печатающая головка с экструдером — по остальным двум осям, соответственно.
К этой группе принадлежит «дедушка» всех принтеров — проект Darwin, от которого в свое время отпочковался Mendel. Будучи не очень удачным, а честно говоря ужасным в сборке и настройке, принтер, тем не менее, получил некоторую популярность, и дал жизнь Mendel Prusa.

Два самых частых в изготовлении принтера этой группы это RapMen и Ultimaker. Вот RapMen:

Опознается по квадратному дизайну с крестами на боковинах.
А вот Ultimaker:

Характерные черты — корпус из деревяшек, нарезанных лазером. Продается в виде комплектов для сборки. Вот, например, чувак как раз его собирает. По отзывам — хорошее качество и скорость, но сложноватая сборка. Сложная относительно — с менделем проблем больше, а тут все готовое — напильник необходим минимально.

А самый популярный это конечно семейство принтеров Makerbot. Первый принтер — Cupcake, был как и Ultimaker изготовлен из деревянного профиля, обладал двумя экструдерами и возможностью печатать двумя цветами.

Следующий — Thing-o-matic был как две капли воды поход на Ultimaker. Стоп. Смотрим на схему. Это Ultimaker похож на Thing-o-matic, а не наоборот — второй был выпущен раньше.
По сути, это шаг назад по сравнению с Cupcake — меньше рабочее поле, и без второго экструдера. Но дешевле. Поэтому тоже стал популярный — как оказалось, стоимость перевешивает возможность печати двумя цветами.

Ну, и наконец Makerbot Replicator и Replicator 2 — "самый совершенный домашний 3д-принтер", столь нелюбимый(читать UPD) Джозефом Прусой. Причина проста — до получения инвестиций Makerbot был сторонником OpenSource, а после — сосредоточились на продажах Replicator 2, отказывшись выкладывать исходники, часть которых разрабатывалась сообществом. Ну и не забыв прихватить кучу опенсорсных 3д моделей, который они по сути, продают вместе с принтером. В общем, фу такими быть. Но принтер хорош. Отдельно продается версия с двумя экструдерами.

Ах да, еще есть проект FAB@Home. Это проект, разрабатываемый аж с 2006 года, способный печатать всем, что попадает в шприц — силиконом, шоколадом, клеем и тд. Но довольно сложный и дорогой.

Четвертая группа представлена только почившим ныне McWire.

А жаль, конструкция была интересная, и материала по нему было накоплено немало.

5 группа — дельта-принтеры, и кладбище прототипов.

Дельта-принтеры — это такие принтеры, в которых двигается только печатающая головка. Казалось бы, везде плюсы — и три движка всего надо, и настройка проста, и чертежи несложные. Только что-то не ладится — ни одной модели на рынке нету. Только прототипы.

Туда же, рядом — куча устройств, которые постоянно получают призы на выставках и светятся в новостях, но которые скорее всего так и не увидят серию. Спите спокойно, нерожденные.

Итоги

Так что брать-то? Если для самостоятельной сборки — то Mendel-90, или Mendel Prusa. Второй хорош тем, что можно выбрать градус неадеквата использования напильника по вкусу — от полной сборки на основе деталей от принтеров, до покупки полного набора, который останется только собрать. Несмотря на то, что есть и более оптимальные конструкции, и где-то более легкие в сборке — этих принтеров достаточно в россии, в каждом крупном городе найдется парочка, что хорошо сказывается на поддержке — всегда можно спросить совета. Ну или Ultimaker — по сложности будет примерно так же, как сборка тестированного кита менделя.

Если собирать не хотите, то берите любой коммерческий — на который денег хватит: