Обзор компании и 3D-принтеров Nexa3D

Nexa3D – изготовитель одного из самых быстрых в мире 3D-принтеров. Разработанная компанией технология LSPc обеспечивает высококачественную печать с недостижимой ранее скоростью. Уникальное сочетание высокой скорости и высокого качества переводит принтеры Nexa3D в разряд полноценного промышленного оборудования, пригодного не только для изготовления единичных образцов и мелких партий, но и для крупносерийного производства.

Содержание

• Компания
• Технология LSPc
• 3D-принтер NXE 400
  • Характеристики
• Сравнение Nexa3D NXE400 и Carbon3D M2
• Станция мойки и отверждения Nexa3D
• Материалы
• Программное обеспечение
• Достоинства и недостатки
• Примеры печати
• Сравнение с аналогом
• Заключение

Компания

Источник: newtechnologyreview.com

Калифорнийская компания Nexa3D Inc создавалась как стартап по разработке и производству высокопроизводительных 3D-принтеров. Она была учреждена в 2014 году по инициативе Ави Райхенталя (Avi Reichental), одного из пионеров индустрии 3D-печати, занимавшего в тот момент должность генерального директора 3D Systems.

На сегодняшний день Nexa3d остаётся малым предприятием с годовым объёмом продаж в 3 миллиона долларов США. Тем не менее, она уже обрела всемирную известность, как производитель самого быстрого принтера 2020 года. На сайте Компании особо отмечается:

«Мы делаем самые быстрые в мире полимерные 3D-принтеры, доступные профессионалам и предприятиям любого размера. Наша революционная технология разрушает традиционные ограничения производительности 3D-печати и открывает новые возможности для использования аддитивных материалов. Наши принтеры способны непрерывно печатать со скоростью до 8 литров в час. Такая производительность примерно в 20 раз превосходит показатели любого из существующих аддитивных устройств и сравнима разве что с производительностью литья под давлением».

Технология LSPc

Ключевой особенностью принтеров компании Nexa3D является технология LSPc, что означает Lubricant Sublayer Photo-curing (фотоотверждение с использованием смазывающего слоя). 

В основе технологии лежит процесс фотоотверждения: жидкая смола подвергается облучению ультрафиолетовым светом, который вызывает полимеризацию, ведущую к затвердеванию. Смола заливается в резервуар, дно которого изготовлено из материала, проницаемого для ультрафиолета. Под ним расположена матрица УФ-излучения. Сверху дно резервуара накрыто самосмазывающейся мембраной, исключающей прилипание формируемой модели ко дну. Также мембрана способствует качеству печати, обеспечивая доставку смолы во все области печати, вне зависимости от того, является ли модель сплошной или пустотелой.

Формирование модели начинается на поверхности платформы, которая располагается в смоле на расстоянии нескольких десятков микрон над мембраной. В зазоре между платформой и мембраной фокусируется ультрафиолетовое излучение, и смола начинает затвердевать, прилипая к платформе. Платформа поднимается, согласовано с её движением меняется “рисунок” ультрафиолетовой засветки, формируя структуру печатаемой модели.

Технология позволяет печатать модель, не делая перерывов на её поднятие для доступа в область печати следующей порции полимера, как в других технологиях стереолитографии. Отсутствие промежуточных подъёмов модели обеспечивает резкое повышение скорости и точности печати, а поверхность модели, в отсутствие видимых границ между слоями, становится идеально гладкой.

Источник: https://www.3ders.org/

3D-принтер NXE 400

Источник: top3dshop.ru

На данный момент NXE 400 можно считать самым быстрым в мире 3D-принтером, он печатает со скоростью до 10 мм в минуту. Помимо высокой скорости, принтер демонстрирует чрезвычайно высокую точность печати. Поверхности изделий, напечатанных на NXE 400, отличаются низкой шероховатостью, ранее доступной только изделиям, полученным методом литья. 

Располагая рабочей камерой большого объёма, принтер является идеальным инструментом для решения самых разнообразных технических задач – от разработки прототипов до серийного производства.

Характеристики

Сравнение Nexa3D NXE400 и Carbon3D M2

Как мы видим, большинство принтеров может печатать с толщиной слоя 50 микрон, что позволяет создавать крайне детальные модели, не уступающие литым, с высоким качеством поверхности.

NXE400 может печатать детали большего объема и размеров.

При беспрерывной печати мелких и среднеразмерных принтов его большая камера увеличивает производительность. Кроме того, он просто быстрее печатает.

Станция мойки и отверждения Nexa3D

Станции мойки и отверждения Nexa3D — интеллектуальные устройства, предназначенные для промывки и отверждения деталей, напечатанных на фотополимерных принтерах. Станция промывки производит быструю и качественную очистку, а станция дозасветки обеспечивает повышение прочности созданных 3D-принтов, гарантируя неизменность их механических характеристик.

Станции вмещают продукцию объемом до 16 литров. Мойка автоматически вычисляет продолжительность работы, а станция отверждения определяет интенсивность и распределение света, в зависимости от геометрии деталей и их положения на рабочей платформе.

Время мойки и отвержения составляет около 10 минут.

Материалы

Сейчас на сайте производителя представлены девять фотополимерных материалов, которые в Nexa3D называют фотопластиками, разработанных для различных задач и существенно различающихся своими механическими параметрами. В будущем их число увеличится.

Программное обеспечение

Источник: facebook.com/nexa3d

Программный пакет NexaX Digital Twin Printing (DTP) оптимизирует весь цикл печати с помощью алгоритмов, которые ускоряют процесс, минимизируют расход материалов, а также обеспечивают:

• интуитивно понятную подготовку файлов;

• полный контроль параметров принтера;

• выбор параметров печати – время, смола, задание и пр.;

• визуальные подсказки – необходимые опоры, перекрытия деталей и пр.;

• наилучшие механические характеристики каждой модели.

Достоинства и недостатки

Основными достоинствами принтеров от Nexa3D являются:

• очень высокая скорость печати, в сочетании с высоким качеством;

• большой рабочий объём, позволяющий печатать изделия целыми партиями;

• широкий выбор фотополимеров с очень разным характеристиками;

• низкое энергопотребление;

• удобство и безопасность работы.  

В качестве существенного преимущества следует упомянуть также стратегическое партнёрство Nexa3D с химическим концерном Henkel. Благодаря тесному взаимодействию компаний, стало возможным появление новых материалов, наиболее полно соответствующих как технологическим требованиям производителя 3D-принтеров, так и запросам потребителей. 

К недостаткам можно отнести относительно высокую стоимость оборудования, ПО и расходных материалов.

Примеры печати

Используя возможности технологии LSPc, NXE400 радикально увеличивает скорость печати, сокращая время изготовления моделей — с часов и дней до минут. Он позволяет быстро изготовить сотни деталей на одной пластине и в разы сократить цикл проектирования.

Источник: nexa3d.com 

NXE400 незаменим при подготовке к производству деталей сложной геометрии. Располагая возможностью осуществлять печать материалами с очень разными свойствами, он обеспечивает широкие возможности для быстрого изготовления прототипов и их последующей доработки. 

Источник: nexa3d.com 

Благодаря быстроте и высокому качеству печати, NXE400 хорошо подходит не только для изготовления прототипов, но и для серийного производства. 

Источник: nexa3d.com 

Сравнение с аналогом

Источник: top3dshop.ru

Наиболее близким аналогом NXE400 является 3D-принтер Carbon M1 от компании Carbon. Для 3D-печати в этом принтере использована технология CLIP (Continuous Liquid Interface Production). От технологии LSPc, на базе которой создан NXE400, она отличается тем, что вместо мембраны здесь используется специальное «окно», прозрачное для света и пропускающее кислород. Поток кислорода формирует в жидком полимере «мертвую зону» шириной всего десятки микрометров, где полимеризация невозможна. В остальном принципиальной разницы нет.

Точных данных о скорости печати Carbon M1 найти не удалось, есть лишь неопределённые утверждения о том, она превосходит показатели конкурентов в 20-100 раз.

Carbon M1 демонстрирует существенно меньшую толщину слоя: 10 мкм против 50 мкм. Зато NXE400 почти в пять раз превосходит Carbon M1 размером рабочей камеры: 280 x 165 x 400 мм, против 144 x 81 x 330 мм. Кроме того, существенным преимуществом NXE400 является большее количество используемых фотополимеров: в настоящий момент их девять, против семи у Carbon M1, а в дальнейшем разрыв ожидаемо будет возрастать, благодаря партнерству Nexa3D с концерном Henkel.

Еще одно важное преимущество 3D-принтера Nexa3D — его можно купить, а вот принтеры Carbon поставляются только по подписке (что-то вроде аренды, с включенным в цену ПО и техподдержкой) — которая не только стоит  $40 000 в год, плюс 10 000 за установку, при минимальном контракте на три года, но еще и доступна далеко не везде.

Заключение

Традиционные технологии имеют ограничения в сложности формы и структуры производимых изделий. Кроме того, производство единичных экземпляров и малых партий почти всегда экономически нецелесообразно, из-за высокой стоимости оснастки.

3D-печать позволяют изготавливать объекты любой формы и внутренней структуры, а цена принта практически не зависит от размера партии. Однако, вплоть до последнего времени, использование 3D-принтеров в производстве ограничивалось низкой скоростью печати.

NXE400 снимает ограничения по скорости печати, позволяя изготавливать объекты почти так же быстро, как с использованием традиционных способов производства. Открываются безграничные возможности для его применения в любых процессах, связанных с производством пластмассовых деталей, комплектующих и готовых изделий.