Печать глиной, механизм
Для печати глиной наиболее подходит технология LDM. В этом случае глиняная смесь под давлением поступает к печатающей головке. Последующий процесс экструзии контролируется шнековым винтом с шагового мотора. Печать глиной идеально выполняется дельта кинематикой 3D принтера, так как печатная пластина остается неподвижной, в то время как экструдер движется, послойно выдавливая материал. Это позволяет избежать вибраций и сохранить конечную формы заготовки.
ООО «Робокинетика» разработало проект 3D дельта принтера на основе базовой модели Erzay3D V.1.1 . Принтер снабжен 3-литровым бункером, который можно опционально заменить на 5-литровый. Бункер является разборным и обслуживается после отсоединения крышки. Внутри резервуара имеется поршень с 2 прокладками, рассчитанными на максимальное давление 6 бар, который толкает материал через шланг диаметром 12 мм. Далее материал подается в экструдер со шнеком, который регулирует подачу состава. Резервуар имеет предохранительный клапан на 8 бар.
В проекте использован экструдер компании WASP, параллельно ООО «Робокинетика» занимаемся разработкой собственного экструдера, что значительно удешевит продукт. Данная реализация экструдера позволяет воздуху оттекать вверх, исключая вероятность появления пузырьков внутри смеси, что может прервать поток однородной массы и привести к браку в печати глиной. Печатающая головка оснащена шнековой винтовой системой, способной регулировать выходной поток материала, обеспечивая возможность быстрого отката потока и хорошую управляемость. Кроме того, подача печатных материалов под давлением увеличивает структурную плотность, что позволяет сократить время на переход от жидкого состояния в твердое и уменьшить риск обрушения печатного объекта.
После печати изделия следуют сушка и обжиг, как и в стандартной технологии изготовления керамических изделий. На практике печать глиной по технологии LDM можно реализовать мелкосерийное производство эксклюзивных керамических товаров. В качестве примера сочетания традиций и современных технологий можно привести коллекцию керамических изделий, полученных LDM-печатью.
Для комплексного обеспечения процесса 3D-печати глиной или фарфором, используется программный пакет Erzay3D 3DLab собственной разработки, выполняющий полный цикл операций от визуализации STL- и OBJ-моделей до компиляции и визуализации G-кода, а также управления всеми функциями принтера. В Erzay3D 3DLab встроен алгоритм генеративного геометрического наложения слоёв для компиляции моделей, пригодных для LDM-печати. Основные технические характеристики модели Erzay3D Craft приведены в табл.
Параметры для печати глиной 3D-принтера Erzay3D Craft
| X | Y | Z | |
| Паралепипед, мм | 145 | 145 | 260 |
| Цилиндр, мм | Ø190 | 260 | |
| Конус над цилиндром, мм | Ø190 | 50 | |
| Максимальная скорость движения, мм/с | 150 | 150 | 300 |
| Ускорение мм/с2 | 500 | ||
| Направляющие | линейные направляющие (сталь) | ||
Основные технические параметры 3D-принтера Erzay3D Craft
| Параметр | Значение |
| Технология печати | LDM |
| Тип кинематики | Delta |
| Материал печати | жидкостные материалы |
| Поддерживаемые материалы | глина, керамика, фарфор |
| Количество печатных головок | 1 |
| Высота слоя | 0,8 — 2 мм (толщина слоя регулируется настройками ПО принтера и сменой сопел) |
| Максимальная скорость печати, мм/с | 10 |
| Диаметр сопла по умолчанию, мм | 4 |
| Автоматическая калибровка стола | Наличие (датчик давления), система UBL |
| Экструдер | Шнековый экструдер |
| Контроллер управления | 8-битный контроллер Atmel Mega 2560( возможна установка 32-битной) |
| Программное обеспечение контроллера управления (прошивка) | Marlin |
| Панель оператора | ЖК дисплей с разрешением 128х64 пикселя |
| Программное обеспечение ПК | Erzay3D 3DLab (Windows 7-10 64bit, Linux 64 bit ) |
| Поддерживаемые форматы файлов | STL, OBJ, GCODE, PLG и др. |
| Поддержка карт памяти | USB flash |
| Бепроводный интерфейс | отсутствует |
| Проводной интерфейс | USB |
| Материал корпуса | Алюминий, композитный алюминий |
| Электропитание, В | 220-240 В; 50-60 Гц |
| Максимальная потребляемая мощность, Вт | 180 |
| Гарантия | 12 месяцев |
| Температура эксплуатации, °C | 20 -30 |
| Температура хранения, °C | 0 — 30 |
Комплектация 3D-принтера Erzay3D Craft для печати глиной
| Наименование | Параметр | К-во |
| 3D-принтер | Erzay3D Craft | 1 |
| Инструкция по эксплуатации | 1 | |
| Памятка пользователя | 1 | |
| Технический паспорт | 1 | |
| Гарантийный талон | 1 | |
| Сетевой шнур | Евростандарт 1,5 м | 1 |
| Карта памяти USB flash | 4 GB | 1 |
| Фанерная площадка печатного стола | 1 | |
| Модуль автоматической калибровки стола | датчик давления | 1 |
| Фирменная упаковка | деревянный короб | 1 |
| Сопла, мм | 1 / 4 | 2 |
Программное обеспечение Erzay 3DLab
Компанией ООО «Робокинетика» разработана программа для 3d печати в том числе глиной, данный пакет может управлять принтерами с использованием широкого спектра прошивок, таких как Marlin, Repetier, Griffin, Mach3 и Makerbot, Robin и др. Основное назначение программы — подготовка трёхмерных моделей для печати, осуществление управления 3D принтером и мониторинг печати в реальном времени. Данный программный продукт подойдет как начинающим, так и более продвинутым пользователям. Уникальность программного продукта заключена в генеративном моделировании моделей под печать из глины или фарфора.
Принцип работы 3D принтера «Эрьзя» для печати глиной
Российский 3D принтер Эрьзя — это устройство, которое создаёт объёмный предмет на основе виртуальной 3D-модели. В отличие от обычного принтера, который выводит информацию на лист бумаги, 3D-принтер позволяет выводить трёхмерную информацию, т. е. создавать определённые физические объекты.
- Начинается работа с создания виртуального шаблона на компьютере с помощью специальной программы, в нашей программе . Готовые шаблоны 3D моделей можно найти на некоторых ресурсах:www.thingiverse.com, www.youmagine.com, www.myminifactory.com,www.3dshook.com.
- Далее происходит обработка модели программным способом с целью ее разделения на слои с помощью специального приложения, Erzay 3DLab либо с помощью любого стороннего приложения .
- После этого в работу вступает техническая часть принтера, подается специальный материал для изготовления предмета.
- С перемещением оси принтера материал распределяется по рабочей поверхности слоями.
- «Пункт 4» повторяется, пока не будет выполнен объект.