Какие есть виды сопел для 3D принтера и как правильно выбрать

Небольшая, но очень важная деталь оборудования для трехмерной печати – сопло. Это один из элементов экструдера, без которого печать невозможна. Виды сопел для 3d принтера существуют разные. Они отличаются материалом, углом наклона, диаметром. За состоянием головки нужно следить постоянно, потому что от этого зависит качество печати.

Сопло 3Д принтера: что это?

Сопло – это элемент экструдера, при помощи которого расплавленный пластик выдавливается на поверхность для печати. Чаще всего изготавливается из латуни, но также может быть выполнен из стали, вольфрама, рубиновые или сапфировые. Особенно прочные головки используются для печати полимерами и другими сложными материалами. От внутреннего диаметра зависят печатные слои, формирующие изделие.

Принцип действия

Сопло вкручивается в нагреватель, который расплавляет материал для печати. Филамент, поступая в экструдер, проходит нагревательную камеру, где почти моментально расплавляется. Далее он проходит через отверстие, которое непосредственно примыкает к нагревательному элементу, образуя слои на печатном столе. Самыми важными параметрами здесь является диаметр, материал, угол наклона. От них полностью зависит какое изделие получится в итоге.

Латунные с диаметром 0,4 мм являются самыми популярными. Но они не подходят для печати некоторыми нестандартными материалами, что важно учитывать при работе. Поскольку большинство принтеров имеют функцию смены головки, то можно подобрать эту деталь под решение конкретной задачи. Это упрощает и удешевляет изготовление.

От активного и частого использования головки изнашиваются, внутренние каналы шлифуются, протачиваются. Однородность расплавленного материала снижается, следовательно, ухудшается качество. Требуется внимательно следить за функциональностью этих элементов и своевременно проводить их замену в случае износа.

Разновидности

Виды печатающих головок могут различаться по:

• материалу;
• диаметру;
• конструкции;
• углу наклона.

Эти моменты важно понимать и учитывать при выборе.

По материалам

Первое, что важно – из чего изготовлен элемент. На рынке представлены детали из следующих материалов:

1. Латунь. Недорогие, эффективные для бытовых настольных моделей принтеров. Теплопроводность высокая, устойчивы к коррозии, истиранию, подходят для плавления PLA, ABS и PETG нитей без примесей.
2. Нержавеющая сталь. На некоторых моделях принтеров такие головки устанавливаются по умолчанию. Они тверже, позволяют печатать материалами с грубыми примесями, например металл, углеродное волокно. Теплопроводность ниже.
3. Титан. Меньше изнашиваются, позволяют печатать армированными филаментами.
4. Рубин. Оригинальная альтернатива привычным материалам. Основная часть изготавливается из латуни, а наконечник из искусственного рубина (оксид алюминия), они служат дольше.
5. Карбид вольфрама. Такие головки появились сравнительно недавно и считаются универсальными. Они могут печатать армированными, высоко абразивными филаментами.

По диаметру отверстий

Выясним, какое сопло лучше для 3d принтера по диаметру отверстия. Этот показатель отражается на готовом изделии. Чем меньше внутренний диаметр печатающей головки, тем выше будет детализация. Он определяет не только ширину, но и высоту слоя.

Полупрофессионалы и любители могут печатать с диаметром от 0,1 до 1,0 мм. Наиболее популярный – 0,4 мм. Обеспечивает баланс между прочностью, скоростью, детализацией.

Считается, что чем мельче слои, тем ниже прочность и наоборот. Поэтому приходится выбирать, печатать не очень привлекательные, но прочные детали, или изготавливать детализированные, но хрупкие элементы. Также мелкоформатная печать требует хорошей калибровки оборудования.

По конструкции

Конструктивно разновидностей не много:

1. E3D – диаметр от 0.2 до 1.2 мм, гайка под ключ на 7, крепежная резьба М6. В большинстве любительских аппаратов, стоит именно эта конфигурация.
2. Volcano – интерпретация E3D, имеет удлиненную резьбу. Для его соединения нужен нагреватель соответствующей конструкции. Быстро нагревает филамент, за счет чего ускоряется экструзия.
3. Super Volcano – еще более увеличенная резьбовая часть. Требует специального блока нагревателя.

Это основные варианты, но существуют и различные модификации, которые сильно отличаются от общепринятых. Например:

1. Ultimaker – монолит сопла и нагревательного кубика. Вероятно, создавался с целью увеличить теплопередачу и исключить подтекание пластика. С точки зрения ремонтопригодности идея сомнительная.
2. Со съемным наконечником. Позволяет пользователю часто менять материал и диаметр печати.
3. С термобарьером с нержавейки или титана. Конструкция практически полностью исключает подтекание пластика. Долговечная деталь, но дорогая.
4. Двух-, трехканальные. Решение для тех, кто печатает несколькими видами пластика. Не нужно менять после каждого филамента. Требует установки специального нагревательного блока и ПО.

Правильно выбрав печатающий наконечник вы сможете оптимизировать процесс, сделать его менее затратным, быстрым, качественным.

По углам наклона

Угол наклона печатающего наконечника определяет ширину слоя и возможность печати острых углов. Сейчас на рынке представлены модели: 

• с прямым углом;
• 60 градусов, для печати углов до 45 градусов;
• 90 градусов, для прямых стенок.

Часто задаваемые вопросы

Начиная работать с оборудованием для трехмерной печати пользователи начинают задаваться приблизительно одинаковыми вопросами. Мы собрали для вас самые популярные и сразу ответили на них в одном месте.

Как часто следует менять сопло?

Замена печатающей головки производится по мере ее износа. Часто это становится заметно по качеству изделий. Изношенный элемент печатает существенно хуже, изменяет форма и диаметр печатных слоев.

Надо ли чистить сопло от загрязнений?

При печати в пыльных помещениях, без использования защитных фильтров, даже самые лучшие сопла для 3d принтера могут забиваться. Если это произошло, потребуется чистка. Заметить наличие проблемы можно по отсутствию подачи филамента или его прерывистой экструзии. Если механическая чистка не дала результата, деталь придется заменить.

В каком порядке производится замена?

Чтобы заменить деталь:

• нагрейте хотэнд до температуры работы;
• вытащите пруток из сопла;
• выкрутите деталь, придерживая нагревательный элемент;
• вкрутите новую деталь на замену руками без усилий;
• отрегулируйте высоту;
• заправьте пруток;
• дождитесь равномерной подачи филамента.

Возможно применение разных сопел на одном принтере?

Пользователь может устанавливать на свое оборудование печатающие головки из различных материалов, для изменения качества печати. Нужно только следить за диаметром резьбы.

Можно ли использовать дорогие твердосплавные и рубиновые наконечники для обычной печати?

Печать распространенными пластиками типа PLA и PETG, безусловно, возможно соплами высокой прочности. Но какой в этом смысл? Стандартные виды сопел для 3d принтера вполне способны справиться с базовыми филаментами. Если вы печатаете в основном армированными материалами и иногда стандартными, то менять головку специально нет необходимости, можно продолжать работу не меняя рубиновый наконечник на латунный.