Обзор 3D-принтера Formlabs Form 3

Долгожданная новинка от Formlabs – лазерный 3D-принтер Form 3 с технологией стереолитографии малой мощности (LFS). Аппарат продолжил линейку высокоточных и относительно недорогих стерелитографических настольных систем, в которую входят оригинальный Form 1 и его модернизированная версия Form 2. Предыдущие версии продолжают пользоваться спросом, но бренд решил не стоять на месте и выпустил третье поколение.

Form 3 прост в использовании за счёт модульной замены деталей и комплектующих. И, что самое главное, печатает с отличной детализацией и чистотой поверхностей. Множество датчиков контролируют настройки печати и корректную работу 3D-принтера.

Что нового?

Новая модель, как и её предшественники, базируется на технологии лазерной стереолитографии: слои фотополимерной смолы отверждаются лазером.

Раньше инженеры Formlabs использовали перевёрнутую схему: лазерная система располагалась не над кюветой, а под ней. Это улучшает масштабирование оборудования и исключает потребность в выравнивающих механизмах. Но есть один недостаток. Когда платформа поднимается, возникает вакуумная сила между дном кюветы и свежими слоями, что может привести к деформациям печатаемой модели. То есть на практике производительность напрямую зависит от вязкости смолы.

В новый принтер Form 3 интегрирована гибкая кювета, которая снижает усилие при подъеме и сохраняет модель в идеальном состоянии. Технологическая новинка получила название Low Force Stereolithografy (LFS).

Лазерная система новых аппаратов тоже входит в технологию LFS. Сложная схема зеркал и линз обеспечивает падение луча под прямым углом по всей рабочей площади. Луч отражается на фотополимер строго перпендикулярно, поэтому процесс максимально точен.

Ещё Formlabs решили усовершенствовать Dashboard – онлайн-платформу для статистики расхода материала, контроля над печатью и другой отчетности. Уникальная функция Form 3 – создание групп пользователей с допуском к печати, списками очерёдности процессов, удалённого запуска.

Все элементы можно чистить изопропиловым спиртом без образования микротрещин. Срок службы ванночки зависит не от объёма использованного фотополимера, а от упругости натяжения тефлоновой плёнки. Степень натяжения контролируется специальным датчиком.

Миксер теперь находится внутри ёмкости и начинает работу только на старте 3D-печати. Работает с помощью трёх магнитов, которые установлены на блоке засветки вместе с платой с датчиком активации и контроля перемешивания.

Если при заправке принтера случайно прольётся фотополимер, защитный коврик под блоком засветки впитает до 90 мл. На самом блоке засветки есть каналы для сбора излишков расходного материала на коврик.

В PreForm тоже появились обновления

В приложении изменён интерфейс и добавлены новые опции, поэтому пользоваться PreForm стало ещё проще и удобнее.

Теперь доступна адаптивная толщина слоя (Adaptive Layer Thickness), позволяющая создавать детализированные элементы изделия в высоком качестве. Прямо в процессе печати можно изменить толщину для достижения баланса детализации и скорости.

Generate Supports – опция построения опор для автоматического расчета и выставления тонких поддержек по мере необходимости. Помогает улучшить качество печати, сэкономить расходный материал и легко провести постобработку без риска повреждения модели.

Параметр Early Layer Merge актуален при наличии неровных поверхностей, соприкасающихся с платформой. Программа определяет эту область и создаёт небольшую выравнивающую подложку, которая потом без проблем снимается.

Automatically Support Minima – параметр для миниатюрных нависающих частей модели. Он распознаёт участки, которым необходимы поддерживающие элементы.

Главные отличия от Form 2

Очевидно, что ключевая особенность – технология низкоинтенсивной стереолитографии с ванночкой для фотополимера, оборудованной эластичным дном. Это существенно снижает риск негативных воздействий на печатаемую модель: упругая мембрана выполняет амортизирующую функцию. Она натягивается в момент засветки и потом возвращается в первоначальное положение, как батут. Уровень фотополимера внутри ванночки контролируется индуктивным датчиком, который надёжнее и точнее ёмкостного датчика 3D-принтера Form 2.

На выходе получаются чёткие и ровные детали, даже если используются слои в 100 микрон. Печать по технологии LFS позволяет захватывать гладкие поверхности и мелкие части с минимальными линиями слоёв.

Размер лазерного пятна уменьшен до 80 мкм, в то время как у Form 2 он равен 140 мкм. Область построения у Form 3 – 14,5×14,5×18,5 см, что чуть больше предыдущей модели с её 14,5×14,5×17,5 см. Для настольной системы это более, чем внушительно.

В третьем поколении миксер для перемешивания фотополимера расположен в самой ванночке. Лопатка перемешивает только один раз в начале печати, а не после каждого слоя, как у Form 2. Такое решение ощутимо ускоряет процесс.

Нагрев фотополимера внутри ёмкости производится нагревателем и феном, которые расположены сзади и накачивают в рабочую камеру тёплый воздух. У Form 3 нагревание происходит намного быстрее.

Теперь об оптических системах. Во втором поколении использованы два гальванометрических привода для позиционирования по осям X и Y: они направляют лазерный луч к большому зеркалу, отражающему лазер в рабочую зону. В Form 3 лазер находится в блоке LPU, который двигается по всей плоскости X/Y для равномерного и точного позиционирования лазерного луча.

Ещё одно отличие – более 20 встроенных датчиков, отвечающих за:

• регистрацию установки печатающей платформы;
• отслеживание количества пыли;
• автоматическую активацию системы фильтрации;
• измерение температуры в камере;
• замер уровня фотополимера;
• перемешивание лопатки и др.

Наше резюме

Проверенный временем Form 2 – надёжная рабочая лошадка, которая может печатать модели одну за другой. Его поддержка будет продолжаться как минимум до 2023 года, плюс возможны улучшения за счёт обновления ПО.

Form 3 задаёт новый уровень массовой печати благодаря новым функциям, позволяющим тратить меньше времени на мониторинг принтера и уделить больше внимания разработке моделей.

Плюс ко всему, модульная конструкция Form 3 позволяет быстро заменять резервуар со смолой, валики, окно оптики и другие комплектующие. У Form 2 локальная замена недоступна, что удорожает ремонт.