Эволюция 3D-принтеров SLS: от промышленных до настольных моделей

Технология 3D-печати SLS появилась в середине 1980-х годов. Она была изобретена доктором Карлом Декардом, в то время студентом Техасского университета, и его профессором доктором Джо Биманом. Первые коммерческие принтеры, основанные на этой технологии, появились на рынке в 1992 году. SLS, или селективное лазерное спекание, — один из самых популярных видов аддитивного производства, и сегодня он стремительно развивается, предоставляя все больше возможностей как предприятиям, так и клиентам.

Это Top 3D Shop, и в этой статье мы расскажем вам о промышленных и настольных SLS 3D-принтерах. Читайте дальше, чтобы узнать о самых популярных моделях, их плюсах и минусах. Мы сравним различные принтеры, чтобы вы могли выбрать лучшее устройство, отвечающее вашим требованиям.

Содержание

• Почему стоит выбрать SLS?
• Что такое SLS 3D-принтер и как он работает?
  • Типы 3D-принтеров SLS
• Настольные SLS 3D-принтеры
  • 3D-принтер Sinterit Lisa
  • 3D-принтер Sinterit Lisa Pro
  • 3D-принтер Total Z SLS
  • 3D-принтер Formlabs Fuse 1
• Промышленные SLS 3D-принтеры
  • 3D-принтер Sinterit NILS 480
  • 3D-принтер Farsoon Flight 403P
  • 3D-принтер TPM3D S600DL
• Часто задаваемые вопросы
  • Сколько стоит 3D-принтер SLS?
  • Как собрать 3D-принтер SLS?
  • Где купить порошок для SLS 3D-принтера?
  • Как запрограммировать 3D-принтер SLS?

Почему стоит выбрать SLS?

Селективное лазерное спекание, как следует из названия, использует мощный лазер для нагрева материала для печати, представляющего собой порошок, для получения твердого объекта. Порошок нагревается только до точки спекания, но не плавления. Сначала принтеры на основе SLS предназначались для быстрого создания прототипов, но вскоре эта технология оказалась полезной в самых разных отраслях, таких как здравоохранение, машиностроение, производство потребительских товаров, не говоря уже об остальных. 

SLS — одна из самых экономичных технологий 3D-печати, поскольку она позволяет полностью загрузить область печати для одновременного изготовления множества деталей, поэтому она широко используется для мелкосерийного производства. Благодаря огромному разнообразию материалов для печати, SLS-печать способна производить высокоточные прочные и сложные модели практически с любыми требуемыми свойствами.

Фото: side-design.uk

Но не только предприятия выигрывают от изобретения SLS. Благодаря быстрому развитию технологии, за последние несколько лет принтеры SLS стали гораздо компактнее и доступнее по сравнению с первыми машинами, поэтому клиенты все чаще задумываются о приобретении одного из них.

Что такое SLS 3D-принтер и как он работает?

Как уже было сказано, SLS-принтер использует порошок в качестве материала для печати и лазер (или лазеры) для его спекания. Чтобы начать печать, вам нужен файл, созданный в CAD-программе или полученный при 3D-сканировании модели, который вы экспортируете в формат файла для 3D-печати, например OBJ или STL.

Перед началом процесса печати принтер предварительно нагревает камеру печати, которая должна быть заполнена порошком, до температуры чуть ниже точки спекания, и начинается печать. Порошок распределяется тонким слоем на платформе, лазер нагревает определенные участки, в результате чего порошок спекается и образует первый твердый слой будущей модели. Затем платформа немного опускается, и процесс продолжается, слой за слоем, пока работа не будет завершена.

Фото: researchgate.net

После того как ваша 3D-модель готова, ее нужно охладить и очистить от остатков нерасплавленного порошка на станции очистки. После этого вы сами решаете, использовать ли ее сразу или при необходимости добавить какую-то постобработку, например, пескоструйную обработку, полировку или окрашивание.

Читайте обзор применения 3D-печати полиамидом https://top3dshop.ru/blog/sls-3d-manufacturing.html

Типы 3D-принтеров SLS

Рабочие процессы всех SLS 3D-принтеров довольно похожи. Они могут отличаться по таким параметрам, как тип и мощность используемого лазера (лазеров), область печати и типы совместимых порошков. Тем не менее есть одна главная особенность, которая позволяет разделить такие машины на два основных типа, —  размер. 

Первые SLS-принтеры были огромными, и даже самый маленький из них требовал не менее 10 квадратных метров площади для установки. Естественно, такие устройства не могли рассматриваться в качестве домашнего решения и оставались привилегией промышленных компаний до 2016 года, когда на рынке появился первый настольный SLS 3D-принтер.

Он был еще недостаточно мал для использования в домашних условиях, но вполне подходил для малого бизнеса. С тех пор на рынке появилось приличное количество настольных SLS 3D-принтеров. Давайте обсудим эти два типа более конкретно и сравним наиболее популярные модели в каждом классе.

Фото: lep3dprinting.co.nz

Настольные SLS 3D-принтеры

Настольные SLS 3D-принтеры значительно меньше по размеру, гораздо доступнее и удобнее в использовании, а также имеют меньшую область печати, по сравнению с промышленными аналогами. В большинстве случаев эксплуатация таких машин не требует специальных навыков, так как процесс в основном автоматизирован. 

3D-принтер Sinterit Lisa

Sinterit Lisa является одним из первых и наиболее заметных действительно компактных SLS 3D-принтеров на рынке — его размеры составляют 650 × 550 × 400 мм. Он может работать с порошками PA 12 и TPE, а также совместим с материалами сторонних производителей.

Lisa производит высокодетализированные модели с минимальной высотой слоя 75 микрон, а максимальный объем печати составляет 110 × 160 × 145 мм. 4-дюймовый сенсорный дисплей помогает управлять устройством в течение всего процесса печати, а встроенная камера позволяет наблюдать за процессом на экране. Sinterit Lisa предлагает преимущества технологии 3D-печати SLS по невероятно доступной цене для принтера на основе SLS.

Фото: sinterit.com

Плюсы:

• Компактный размер.

• Производительность промышленного класса.

• Доступная цена.

• Удобный интерфейс и программное обеспечение.

• Высокое разрешение напечатанных деталей.

Минусы:

• Относительно небольшая область печати.

3D-принтер Sinterit Lisa Pro

Sinterit Lisa Pro — это усовершенствованная версия модели Lisa, отличающаяся увеличенной максимальной областью печати 110 × 160 × 245 мм. Lisa Pro оснащен встроенной системой подачи газа, которая закачивает азот в камеру печати, создавая тем самым особую среду внутри принтера и расширяя диапазон материалов, которые можно использовать.

Lisa Pro совместим с 9 типами порошков, включая прочные и химически стойкие пластики, и позволяет использовать материалы разных производителей. Пользователь может выбрать между покупкой отдельного принтера или комплексной системы, включающей две станции: Sinterit Sieve — для просеивания порошков и Sinterit Sandblaster — для очистки готовых моделей.

Фото: sinterit.com

Плюсы:

• Детализированные высококачественные отпечатки.

• Приличный размер печатной модели.

• Широкий спектр совместимых материалов.

• Интуитивно понятное управление.

• Доступная цена.

• Компактный размер.

Минусы:

• Довольно медленный процесс печати (хотя это компенсируется возможностью печати нескольких деталей за один проход).

• Работа с порошком может быть несколько грязной.

3D-принтер Total Z SLS

Total Z Anyform 250-SLS — новинка 2020 года от российского производителя, выполненная из высокопрочных материалов, что гарантирует долгую эксплуатацию. Принтер может работать с такими материалами, как: PA-12 (серый), TPU (серый). 

Максимальное качество печати составляет 50 микрон. Естественно, вы можете создавать объекты с более низким качеством — вплоть до 1000 микрон, так как на данном экструдере можно устанавливать сопла от 100 микрон до 1000 микрон.
Anyform 250-SLS обладает областью печати  250 × 200 × 250мм. Устройство может осуществлять печать движущихся элементов

Плюсы:

• Хорошее качество печати.

• Высокая скорость печати.

• Доступная цена.

3D-принтер Formlabs Fuse 1

Formlabs Fuse 1 довольно компактен для SLS-принтера, но при этом его максимальная область печати 159 × 159 × 295 мм. Устройство имеет закрытую рабочую камеру, оснащенную сменным угольным HEPA-фильтром, который обеспечивает безопасную работу в помещении. Камера печати является съемной, поэтому по окончании печати ее можно переместить на станцию постобработки, что позволяет избежать разбрасывания нерасплавленного порошка.

Во Fuse 1 используется запатентованная технология Surface Armor, которая печатает полуспеченную оболочку вокруг поверхности детали; это обеспечивает печатной модели достойные механические свойства и достаточно гладкую поверхность. Fuse 1 оснащен полноцветным сенсорным дисплеем, который помогает в управлении устройством.

Фото: formlabs.com

Плюсы:

• Высокое качество печати при компактном размере устройства.

• Большая область печати.

• Съемная рабочая камера.

• Удобное управление.

Минусы:

• Ограниченное количество совместимых материалов.

Сравнительная таблица

Самым доступным устройством из четырех является Sintratec Kit, но у него также самая маленькая область печати. Кроме того, это действительно набор компонентов, так что будьте готовы потратить несколько дней на сборку и установку принтера. Sinterit Lisa довольно компактен, поэтому его можно назвать настоящим настольным решением, в отличие от Formlabs Fuse 1, который, хотя и отличается большими габаритами и высокой скоростью печати, все же слишком большой и тяжелый для домашнего использования. Sinterit Lisa Pro предлагает самый широкий спектр совместимых материалов.

Промышленные SLS 3D-принтеры

Промышленные машины отличаются более широкой областью печати, но, соответственно, и требуют большей площади для установки. Они, как правило, позволяют использовать более широкий спектр печатных порошков и стоят значительно дороже. Работа с такими устройствами обычно предполагает наличие определенных навыков.

Читайте также "Лучшие промышленные 3D-принтеры и их преимущества".

3D-принтер Sinterit NILS 480

Sinterit NILS 480 отличается промышленной скоростью печати и большой областью печати, а также такими автоматизированными системами, как непрерывная печать и автоматическое дозирование порошка, что делает NILS 480 одной из самых экономичных моделей в своем классе.

Высокая скорость печати позволяет полностью напечатать станину менее чем за 30 часов. Принтер совместим с широким спектром печатных порошков, включая материалы сторонних производителей. Помимо оптимизации профилей для всех фирменных материалов, NILS 480 позволяет создавать пользовательские профили для достижения наилучших результатов с любым используемым материалом.

Фото: sinterit.com

Плюсы:

• Промышленная скорость печати.

• Промышленный размер области печати.

• Исключительно высокое качество печати.

• Простота эксплуатации.

• Полностью автоматизированный процесс печати.

• Большое количество совместимых материалов.

Минусы:

• Расширенная версия программного обеспечения Sinterit Studio должна быть приобретена отдельно.

3D-принтер Farsoon Flight 403P

В принтере Farsoon Flight 403P используется технология Flight, или Fiber Light, которая использует более мощные волоконные лазеры вместо CO₂-лазера, используемого в большинстве промышленных принтеров. Это позволяет добиться чрезвычайно высокой скорости печати. Система Flight 403P является открытой, поэтому вы можете свободно использовать расходные материалы сторонних производителей.

Серия Farsoon Flight 403P включает в себя две модели — Flight SS403P и Flight HT403P: разница между ними заключается в максимальной температуре, которая выше у модели HT403P (190 и 220 °C соответственно). Благодаря технологии Flight серия 403P обеспечивает получение высокодетализированных печатных моделей за короткое время, по сравнению с конкурентами.

Фото: gn.racesociety.com

Плюсы:

• Чрезвычайно детализированные отпечатки на высокой скорости.

• Широкий спектр материалов.

• Высокое разрешение.

• Большая область печати.

Минусы:

• Высокая цена.

3D-принтер TPM3D S600DL

Фото: tpm3d.com

S600DL — это промышленный SLS 3D-принтер, произведенный китайской компанией TPM3D. Принтер оснащен двойной лазерной системой, которая позволяет увеличить скорость печати. Область печати 600 × 600 × 800 мм, которая является одной из самых широких на рынке, позволяет печатать детали большого размера. S600DL оснащен съемной рабочей камерой печати и ручной тележкой для облегчения и ускорения процесса постобработки.

Фото: tpm3d.com

Плюсы:

• Большая область печати.

• Высокоскоростная печать.

• Двойная лазерная система.

• Интеллектуальная система загрузки порошка.

Минусы:

• Высокая цена.

Выбор промышленного SLS 3D-принтера во многом зависит от ваших требований, поскольку диапазоны цен и размеров значительны даже внутри класса. Из трех устройств из нашей таблицы Farsoon Flight 403P имеет самую большую область печати и высокую скорость, в то же время это самое большое и самое дорогое устройство, требующее много места и специальных условий для установки.

Sinterit NILS 480, будучи удивительно компактным и доступным для промышленного 3D-принтера, предлагает отличное качество и высокую скорость печати; его уникальные автоматизированные системы обеспечивают превосходную экономическую эффективность, делая NILS 480 идеальным выбором для применения в различных областях.

Сравнительная таблица

Часто задаваемые вопросы

Сколько стоит 3D-принтер SLS?

Одним из самых доступных SLS 3D-принтеров на рынке является Sintratec Kit, его цена составляет около 6 000 долларов. Компания Sinterit установила новый стандарт для потребительских SLS 3D-принтеров своей моделью Lisa, создав первый полностью собранный действительно компактный настольный 3D-принтер по доступной цене около $13 000.

Стоимость промышленных машин варьируется в широких пределах, SLS по-прежнему остается самой дорогой среди наиболее популярных на рынке технологий аддитивного производства.

Как собрать 3D-принтер SLS?

Создание собственного SLS 3D-принтера, хотя и звучит немного фантастически, может стать настоящим испытанием для энтузиастов 3D-печати. Кроме того, устройство «сделай сам» обойдется вам значительно дешевле, чем полностью собранный принтер с аналогичными характеристиками. Фактически есть два возможных варианта: вы можете либо собрать 3D-принтер из готового набора, либо пойти дальше и собрать собственное устройство с нуля, что требует определенных навыков и терпения.

Если вы выбираете первый вариант, обратите внимание на 3D-принтер Sintratec Kit, который мы уже упоминали в нашем списке моделей. Все, что вам нужно сделать, это правильно соединить все части принтера и установить необходимую прошивку и программное обеспечение. Обязательно следуйте прилагаемым инструкциям!

Сборка принтера с нуля требует гораздо больше навыков и опыта, так как вам придется найти все детали принтера и правильно их скомпоновать, но это дает возможность получить индивидуальный продукт, идеально отвечающий любым вашим требованиям. В интернете вы найдете множество сообществ с пошаговыми инструкциями и полезными советами, которые могут оказаться необходимыми.

Фото: instructables.com

Где купить порошок для SLS 3D-принтера?

3D-принтеры SLS используют в качестве материала для печати различные типы порошка, наиболее популярными из которых являются нейлон и термопластичные эластомеры. Все производители принтеров предлагают фирменные расходные материалы, которые обычно можно заказать в их официальных магазинах. В интернет-магазинах вы также можете приобрести большое разнообразие печатных порошков для любых ваших проектов. Top 3D Shop предлагает широкий выбор материалов для SLS-печати для различных целей.

Фото: sinterit.com

Как запрограммировать 3D-принтер SLS?

В список необходимого программного обеспечения для SLS 3D-принтера входит CAD-программа и слайсер. С помощью инструментов CAD вы проектируете модель и экспортируете ее в формат файла для 3D-печати. Вы также можете использовать 3D-сканированную модель или загрузить проект с многочисленных интернет-ресурсов.

Все принтеры обычно поставляются со специальным программным обеспечением, которое позволяет регулировать настройки устройства, задавать ориентацию и расположение моделей, оценивать время печати и нарезать модель на пригодные для печати слои. После этого программное обеспечение посылает команду принтеру, и начинается процесс печати.