Обзор 3D-принтера Phrozen Sonic XL 4K

Наш обзор посвящен 3D-принтеру Phrozen Sonic XL 4K, который был разработан компанией Phrozen специально для стоматологической индустрии. Он отличается от большинства моделей данного сегмента матрицей высокого разрешения (772 PPI), что позволяет печатать модели высокой точности при толщине слоя в 35µm. По сравнению со своим “младшим братом”, Phrozen Sonic 4K, модель XL имеет увеличенную на 45% площадь печати. Неплохи и показатели скорости этого принтера — до 90мм в час. Phrozen Sonic XL 4K совместим с различными типами фотополимерных смол, в том числе — с предназначенными для DLP/SLA принтеров.

В этой статье мы рассматриваем особенности работы Phrozen Sonic XL 4K, возможности его применения и примеры печати на нем.

Содержание

• О компании Phrozen
• Характеристики
• Описание
• Комплект поставки
• Устройство принтера
• Программное обеспечение
• Подготовка к работе
• Примеры использования
• Итого

О компании Phrozen

Компания Phrozen была основана группой тайваньских инженеров в 2016 году. После успешной кампании на Kickstarter.com им удалось создать продукт, который сейчас востребован по всему миру.

Команда Phrozen — это энтузиасты и экспериментаторы, но разработчики не пытаются изменить рынок или изобрести революционное устройство, они адаптируются к спросу и предлагают такие принтеры, которые целевая аудитория готова приобрести. А чтобы заинтересовать потребителей, для каждого аппарата компания создает уникальное конкурентное преимущество. Это может быть и цена, и пункт в спецификациях.

Основали компанию Phrozen инженеры, увлеченные аддитивным производством с использованием фотополимерных смол. История компании началась с формирования сообщества профессиональных специалистов и энтузиастов 3D-печати из Юго-Восточной Азии.

Сообщество профи и продвинутых любителей, зная об устройстве принтеров компании во всех подробностях, поддерживает ее проекты на краудфандинговых площадках, стабильно собирая для запуска очередной модели суммы, превышающие запрошенные в десятки раз.

К 2016 году Phrozen разработала первый собственный 3D-принтер Phrozen One DLP 3D Printer. Как видно из названия, принтер работал по технологии DLP.

В апреле 2017 года компания анонсировала выпуск первого LCD-принтера, Phrozen Make. Стартап с Тайваня создал краудфандинговую кампанию на Kickstarter с целевой суммой $30 000, чтобы выяснить степень интереса целевой аудитории к предложенному принтеру. Ценовая планка была преодолена через 4 минуты после старта кампании, всего было собрано $375 тысяч.

В дальнейшем компания стала развивать линейку настольных LCD-принтеров. В настоящее время представлены устройства для различных целевых аудиторий: компактный бюджетный Sonic mini и большой производительный Transform, средства на производство которого также были привлечены через Kickstarter.

Характеристики

Описание

Phrozen Sonic XL 4K — это профессиональный фотополимерный 3D-принтер большого формата. Это третья и самая большая модель в линейке принтеров Sonic. Но, даже при своих внушительных объемах печати, он достаточно компактен и прекрасно помещается на столе в мастерской или офисе и, благодаря своему лаконичному дизайну, отлично впишется в интерьер. Данный принтер ориентирован на профессионалов стоматологической индустрии, но будет полезен и в ювелирном производстве, прототипировании и других областях, где требуется сверхточная 3D-печать. Помимо внушительного размера печатающей платформы (190 x 120 x 200 мм), принтер обладает монохромной матрицей с разрешением в 3840 x 2160, что позволяет печатать модели с высокой точностью и скоростью.

Одним из основных достоинств принтеров Phrozen является поддержка фотополимерных смол от разных производителей. Sonic XL 4K способен печатать биосовместимыми, гибкими и высокопрочными полимерами, а также полимерами, которые предназначены для DLP или SLA принтеров. Покупая его, вы получаете универсальный 3D-принтер и экономите на расходных материалах.

На принтере установлена англоязычная операционная система с понятным интерфейсом. Подготовленные к печати модели загружаются через USB-флешку, Wi-Fi-соединение или кабель Ethernet.

Комплект поставки

Принтер поставляется собранным, в картонной коробке, проложенной поролоном. Для начала работы с принтером пользователю требуется только откалибровать платформу построения и закрепить ванночку для полимера.

В комплект поставки входит:

1. платформа;
2. ванночка для полимера;
3. воздушный фильтр с силикагелем;
4. металлический шпатель;
5. пластмассовый шпатель;
6. барашки для фиксации ванночки;
7. ручка от крышки принтера;
8. шестигранник для фиксации винтов платформы;
9. краткая инструкция на английском и китайских языках;
10. USB-флешка и Wi-fi-адаптер;
11. кабеля питания (европейский и американский разъемы);
12. набор для работы с полимером (перчатки, фильтры, воронка).

Комплектация очень богатая, в ней присутствует все необходимое для работы с принтером.

Устройство принтера

Самая интересная часть всего принтера — это матрица с разрешением 3840 x 2160 пикселей. В Phrozen Sonic XL 4K используется монохромная жидкокристаллическая матрица — это модуль засветки, который имеет высокую светопропускную способность, снижая продолжительность засветки, требуемой для отверждения фотополимерной смолы. В монохромной матрице отсутствует RGB-фильтр, что позволяет передавать больше света от светодиодов к полимеру. Монохромная матрица рассчитана на более длительный срок службы, чем обычные цветные. Он превышает две тысячи часов в условиях нормальной эксплуатации. LCD-экран также усилен, что придает ему прочность и дополнительную устойчивость к давлению.

Для того, чтобы обеспечивать равномерную засветку монохромной матрицы, оптический модуль тоже был усовершенствован. В данном принтере установлен более мощный оптический модуль ParaLED® 3.0. Светодиоды создают равномерный поток света — это помогает получить одинаковую степень полимеризации по всей площади рабочего стола, что дает равномерную толщину и прочность слоя.

Платформа передвигается по оси Z на двух линейных направляющих и винте диаметром 12мм с гайкой ШВП (шарико-винтовой передачи). По сравнению с обычными винтами, ШВП имеет повышенную износостойкость, из-за низкого коэффициента трения, также для ШВП характерны высокая нагрузочная способность и точность передачи. В работе они отличаются плавностью, бесшумностью и сравнительно невысоким нагревом. Шарико-винтовые передачи имеют возможность продолжительной непрерывной эксплуатации и не требуют большой мощности от двигателя.

Корпус принтера оснащен системой фильтрации воздуха — при закрытом корпусе практически не ощущается запах полимера, что позволяет работать даже в офисном помещении.

Программное обеспечение

Для работы с принтером Phrozen Sonic XL 4K можно использовать как родное программное обеспечение Phrozen 3D, ключ для которого можно получить после покупки по запросу, у сервисного отдела, так и стороннее, такое как Chitubox — популярный слайсер, который распространяется бесплатно. Давайте рассмотрим и сравним их.

Phrozen 3D

Phrozen 3D — аналог и почти копия известного программного продукта Formware 3D, что скорее плюс, так как это очень удобная и функциональная программа, сохранившая свои преимущества. После короткой регистрации остается лишь настроить слайсер для работы с Sonic XL 4K — для этого достаточно выбрать нужную модель в соответствующем меню программы. Все параметры принтера выставляются автоматически.

После выбора принтера нас встречает базовый интерфейс программы. На данный момент на русский язык переведены не все параметры и функции слайсера.

Из полезных функций стоит отметить:

1 . Удобные инструменты для работы с моделью, а именно: изменение положения, размера, различные виды отображения модели на платформе.

2. Программа автоматически отображает поверхности на модели, в которых требуются поддержки для корректной печати. Показывает она это в виде отдельных зон, где область модели слишком сильно нависает над платформой.

3. В программе также предусмотрена возможность создания многоуровневых перекрытий, что позволяет печатать несколько моделей одновременно, с одной системой поддержек.

4. Отдельного внимания заслуживает очень гибкая система построения и настройки поддержек. Автоматическая генерация с ручной подстройкой позволяет точно настроить каждый отдельный элемент.

Есть возможность управлять каждым элементом поддержки по отдельности, добавлять собственные опоры в любой необходимой точке.

Также присутствуют различные формы поддержек, которые можно подбирать под конкретную задачу.

Слайсер Phrozen 3D — это отличный выбор для профессионалов, хорошо знакомых с фотополимерной 3D-печатью, и новичков, только начинающих работу с ней. Благодаря расширенному функционалу, он позволяет раскрыть потенциал принтеров Phrozen в полной мере. Для начинающих в Phrozen 3D предусмотрен упрощенный вариант интерфейса — в нем отключена часть функций, которые на первых порах могут сбить с толку нового пользователя. В Интернете доступны обучающие видео по Formware 3D, которые подходят и для этой программы.

Chitubox

Одна из альтернативных программ — слайсер Chitubox. Хорошо знакомая тем, кто много работал с фотополимерными принтерами, эта популярная программа также обеспечена большим количеством обучающих материалов от энтузиастов 3D-печати — советов, гайдов и инструкций, которые можно найти на форумах в Интернет и каналах YouTube.

Для работы с Phrozen Sonic XL 4K в Chitubox, сперва нужно будет выставить правильные настройки принтера. Пример на картинке ниже.

Из полезных функций стоит отметить:

1. Удобный интерфейс на русском языке. По сравнению с Phrozen 3D функций меньше, что делает Chitubox немного проще в понимании для новичка.

2. Есть возможность сделать модель пустотелой, проделать отверстия для слива полимера, а также отремонтировать модель.

3. Присутствует Anti-aliasing — функция сглаживания градиента и пикселей, что позволяет добиться максимального качества печати. Подробнее про эти настройки и тесты с ними можно прочитать в статье на сайте Chitubox.

Достаточно детальные настройки поддержек, хотя и не настолько подробные, как в Phrozen 3D.

Подготовка к работе

При первом включении пользователя встречает приятный англоязычный интерфейс.

В самом принтере функций не так много, все основные настройки печати задаются в слайсере на компьютере, а также в специальном веб-интерфейсе.

Для корректной печати определенным полимером необходим хорошо настроенный профиль печати. Настроить профиль под полимер вы можете как в Chitubox, так и в Phrozen 3D, но перекинуть этот профиль на принтер, к сожалению, не получится. В самом же принтере есть несколько заранее настроенных профилей, но их не хватает для адекватной работы с принтером.

Первым делом стоит напечатать калибровочные модели. Печатаются они быстро, а самое главное — помогают верно подогнать параметры под конкретный полимер. Для этих целей отлично подойдет модель Calibration_matrix.stl, которую можно найти на сайте Thingiverse.com.

Для передачи подготовленного файла на принтер можно использовать USB-флешку, кабель Ethernet или Wi-Fi соединение. Удобнее всего — через Wi-Fi, но его надо еще настроить. Самый простой способ — это сначала подключить принтер к вашей сети кабелем Ethernet и одновременно вставить в принтер адаптер Wi-Fi, после чего на экране принтера появится IP для подключения. По этому IP надо перейти, вбив его в адресную строку браузера, так открывая веб-интерфейс принтера, где, в соответствующем меню, можно подключиться к сети Wi-Fi. После этого можно подключаться к принтеру без кабеля Ethernet.

В веб-интерфейсе можно загружать модели в принтер, создавать новые профили, ставить задания на печать и управлять базовыми функциями принтера.

Создаем новый профиль в меню “PLATES”. Небольшое количество настроек можно найти в таблице с сайта Phrozen. Данные настройки достаточно точны, но лучше, на их основе, подобрать оптимальные опытным путем. Если необходимого вам полимера в таблице нет, придется подбирать настройки самостоятельно.

Создав новый профиль под необходимый полимер и загрузив модель, мы должны подготовить сам принтер к печати. Первым делом необходимо откалибровать принтер. Делается это очень просто: ослабляем винты на платформе, выбираем пункт меню “Z-AXIS”, нажимаем центральную кнопку и ждем, пока платформа опустится в нижнее положение. Аккуратно, слегка прижимая платформу к стеклу, закручиваем винты. Готово. В меню нажимаем “DONE” и ждем, когда платформа поднимется обратно.

Внимание!

При работе с полимером соблюдайте технику безопасности, обязательно используйте перчатки.

Перед заполнением ванночки взболтайте бутылку с полимером. Если вы печатаете с новой бутылкой полимера, то фильтр использовать не обязательно. Заливая после печати полимер обратно в бутылку, используйте фильтр. После печати, в самой ванне, у вас могут остаться небольшие кусочки, отвалившиеся от модели при печати, при следующей печати они могут повредить матрицу, когда платформа будет опускаться в рабочее положение.

Ставим ванночку и платформу на место, закручиваем и можем запускать печать. Платформу можно немного зашкурить, таким образом модель будет лучше прилипать к платформе. Запустить печать можно как с самого принтера, так и через веб-интерфейс.

Всегда держите рядом с принтером влажные салфетки, сухие салфетки и изопропиловый спирт. При работе с полимером вытирайте все поверхности, полимер въедается и оставляет пятна, которые потом не вывести.

Примеры использования

В первую очередь рассмотрим печать стоматологических моделей, толщина слоя — 50 мкм.

Мы использовали полимер Harz Labs Dental Sand A3. Он предназначен для печати демонстрационных моделей, временных коронок и мостов. Материал очень прочный, не вызывающий раздражения. Не имеет запаха.

При печати стоматологических моделей очень важны правильное масштабирование объектов и конечный размер полученных изделий. Стоит учитывать, что после отмывки в изопропиловом спирте и процедуры дозасветки, любой полимер дает усадку. Корректировка размера объекта происходит очень просто: для этого необходимо распечатать простой куб без заполнения 100 х 100 мм и, после процедуры дозасветки, измерить каждую из сторон куба. Полученную разницу между размерами оригинальной модели и распечатанной детали нужно рассчитать в процентном соотношении, а этот процент добавить к масштабу в слайсере.

Помимо стоматологических моделей, также мы провели тест детализации на более сложных изделиях.

Для их печати мы использовали полимер Harz Labs Model Resin Grey, он предназначен для печати моделей с повышенными требованиями к физико-механическим свойствам — прототипов, функциональных деталей. Отвержденные модели устойчивы к разложению и могут выдерживать температуру до 100°С.

Итого

Phrozen Sonic XL 4K — это профессиональный фотополимерный принтер с большой рабочей областью и отличными показателями скорости и точности, которые позволяют ему конкурировать с более дорогими моделями других производителей. Не стоит забывать и о совместимости принтера с большим количеством полимеров разных марок, которая существенно расширяет его возможности.