Компания Bambu Lab дала мощный толчок рынку настольных аддитивных систем, сделав экструзионные 3D-принтеры быстрыми, удобными и способными печатать разными материалами одновременно. Сегодня взглянем на AMS — систему автоматической смены филамента, сделавшей возможной многоцветную и даже мультиматериальную 3D-печать.
Содержание:
В настоящее время Bambu Lab выпускает три линейки 3D-принтеров —флагманскую X1,среднюю P1 и бюджетную A1. Все они могут быть оборудованы системами автоматической смены филамента (AMS), предназначенными в первую очередь для многоцветной печати.
В то же время AMS позволяют печатать модели разными материалами, но здесь следует быть осторожными: так как все 3D-принтеры от Bambu Lab оборудованы одним хотэндом, температура экструзии одновременно используемых материалов должна быть примерно одинаковой, а сами полимеры должны хорошо схватываться друг с другом. Насчет адгезии разных материалов друг с другом можно узнать в отдельной статье с удобными табличками.
1. Устройство
AMS — это модульная система, а каждый модуль AMS состоит из трех основных частей. Первая и самая очевидная — отсек для филаментов с индивидуальными роликовыми посадочными местами под четыре катушки. Ролики снижают усилие, требуемое для вращения катушек и подачи филамента. C катушек филаменты поступают в соответствующие подающие механизмы, а затем в буферную зону. Задача буферной зоны — обеспечивать непрерывность подачи при смене филаментов и четкую смену цвета перед тем, как новый филамент поступит в хотэнд. На всем пути процесс отслеживается десятью датчиками с тем, чтобы поочередная загрузка филаментов проходила без сбоев.
Порядок смены и подачи филаментов определяется заранее в слайсере Bambu Studio. Программное обеспечение считывает цвета, прописанные в 3D-файле, и рассчитывает количество материала каждого цвета, требуемого для построения каждого слоя. Слайсер составляет машинный код, согласно которому AMS подает филаменты в хотэнд в последовательности, необходимой для построения требуемых цветных моделей. AMS также учитывает ретракт: выгрузка филамента из горячей зоны перед подачей нового способствует более четкой смене цветов.
Совместимость 3D-принтеров с AMS сильно ограничена, так как система заточена под аддитивное оборудование от Bambu Lab. В фирменной линейке Bambu Lab система совместима только с 3D-принтерами серий P1 и X1, однако компания предлагает упрощенный вариант под обозначением AMS lite для бюджетных 3D-принтеров серии A1, о котором расскажем чуть ниже. Хотя компания и использует опенсорсные наработки (слайсер Bambu Studio основан на PrusaSlicer, а прошивка — на Klipper), собственное, модифицированное программное обеспечение закрыто, а попытки взлома приведут к обнулению гарантийных обязательств.
Еще один момент — совместимость с разными расходными материалами. Система хорошо справляется с жесткими филаментами, но могут возникать проблемы с запутыванием при работе с некоторыми эластомерами, например мягкими вариантами термопластичного полиуретана. В то же время не самую лучшую совместимость демонстрируют хрупкие материалы, например композиты с армирующими волоконными наполнителями. В следующей секции можно найти подходящее решение.
Наконец, внутренний объем отсека ограничен, а положение роликов фиксировано, поэтому необходимо учитывать габариты катушек: слишком большие или слишком маленькие не влезут или не встанут на ролики. Также следует учитывать материал, из которого изготовлены катушки: картонных катушек следует избегать, так как они плохо держат форму, а это может приводить к застреванию на роликах, к тому же картон выделяет слишком много пыли для чувствительных механизмов.
2. Апгрейды
Некоторые из перечисленных выше проблем можно решить кустарным путем.
Адаптер Hydra
Одно из популярных решений — кастомный адаптер Hydra, позволяющий регулировать положение роликов под катушки большого и малого диаметра. Заодно адаптер принимает более толстые катушки, чем фирменные. Проектные файлы можно найти по этой ссылке.
Контейнеры для силикагеля
Еще одна полезная модификация добавляет климатический контроль. Апгрейд состоит из вставок, служащих контейнерами для силикагеля. Контейнеры устанавливаются между механизмами подачи и помогают поддерживать низкую относительную влажность в отсеке. Это способствует повышению качества печати: вскипание накопленной филаментом влаги в хотэнде может приводить к неравномерной подаче расплава со всеми вытекающими последствиями. Проектные файлы доступны по этой ссылке.
Ободки
Еще одно решение помогает справляться картонным катушками. Идея очень проста и заключается в жестких пластиковых ободках, надеваемых на мягкие диски катушек для защиты краев оных от деформаций. Заодно ободки снижают выделение пыли. Файлы для 3D-печати нескольких версий доступны по этой ссылке.
Монтажная стойка
Дополнительно стоит взглянуть на монтажную стойку, позволяющую устанавливать нескольких модулей AMS друг над другом для экономии места, и направляющие, помогающие бороться с изгибом филамента и повышающие надежность подачи.
3. Достоинства и недостатки AMS
Один большой плюс AMS в том, что система позволяет подключать до четырех модулей одновременно. Каждый модуль принимает четыре катушки, так что при желании и достаточном бюджете количество одновременно доступных филаментов можно довести до шестнадцати. Стоит только иметь в виду, что для подключения нескольких модулей требуется специальное приспособление — этакий коммутатор AMS Hub, принимающий до четырех филаментов на выходе из модулей AMS, а затем регулирующий подачу нужных филаментов в хотэнд.
Еще один положительный момент — герметичность отсека с филаментами. Плотно закрывающаяся крышка помогает избегать накапливания пыли и влаги.
Самый главный недостаток — большие объемы отходов. Переход с одного филамента на другой требует очистки хотэнда от остатков предыдущего материала прогонкой нового. Процент отходов зависит напрямую от частоты смены филаментов. Отчасти это компенсируется укладкой прогоняемого материала в заполнение моделей, же он не будет виден снаружи, но при слишком частой смене оттенков большого объема отходов все равно не избежать.
Другой недостаток — закрытый исходный код, ограничивающий возможности модификации.
4. «Облегченная» версия AMS lite
Как мы уже упоминали, стандартная AMS совместима только с 3D-принтерами серий X1 и P1, но о владельцах бюджетных вариантов A1 и A1 mini конструкторы не забыли. Эти 3D-принтеры совместимы с упрощенной версией AMS lite. Главные отличия от стандартного варианта — отсутствие герметичного отсека и модульности. При работе с AMS lite допускается подключение только одной системы, а следовательно пользователи ограничены четырьмя филаментами. В остальном AMS lite настолько же функциональна, как и старшая версия.
Есть и определенные плюсы. Так как закрытого отсека нет, снижаются и ограничения по габаритам катушек, а заодно облегчается работа с хрупкими филаментами: филаменты подаются в хотэнд по длинным трубкам с относительно слабым изгибом, за счет чего снижается вероятность перелома прутка. Обслуживание AMS lite тоже несколько проще из-за более удобного доступа к компонентам.
Самодельных апгрейдов для AMS lite не так много, но можно упомянуть крепление для установки системы поверх 3D-принтера A1. Помимо экономии рабочего места это поможет стабилизировать систему, так как штатная подставка довольно шаткая, особенно при работе на высоких скоростях.
5. Альтернативы
Два наиболее популярных аналога — системы автоматической смены филамента MMU (Multi Material Unit) от Prusa Research и сплайсеры Palette от Mosaic Manufacturing, хотя устроены они по-разному.
MMU от Prusa Research
Prusa Research — чешская компания-производитель 3D-принтеров под руководством Йозефа Пруши — того самого инженера, чьи «дрыгостолы» теперь копируются по всему миру. MMU работает по тому же принципу, что и AMS. Собственно, Йозеф даже укорял китайских коллег в заимствовании (что вполне допустимо) и вводе ограничений на модификацию (что крайне некрасиво) опенсорсных решений, предлагаемых его собственной компанией. В отличие от Bambu Lab чешское предприятие твердо придерживается культуры опенсорса, а значит MMU можно адаптировать практически к любому 3D-принтеру на прошивке Marlin. Сам модуль MMU компактнее AMS, поэтому его проще устанавливать непосредственно на 3D-принтеры, но объясняется это отсутствием креплений под катушки — их необходимо устанавливать отдельно или использовать подходящие подставки.
Сплайсер Palette 3 Pro
Канадская компания Mosaic Manufacturing пошла другим путем. Ее оборудование вместо последовательной выгрузки и загрузки обрезает и спаивает филаменты в непрерывную нить, заранее рассчитывая длину каждого участка в соответствии с цветной 3D-моделью. Текущая, самая продвинутая модель сплайсера Palette 3 Pro принимает до восьми филаментов. Устройство весьма компактно и способно работать с эластичными филаментами, но с другой стороны используемые материалы должны быть однородны, то есть хорошо спаиваться друг с другом. Это накладывает определенные ограничения по использованию нескольких видов полимеров одновременно, но все равно дает возможность разноцветной 3D-печати. Крепления под катушки также не предусмотрены, так что из придется организовывать самостоятельно.
Адаптированный перевод статьи Bambu Lab AMS: How Does It Work Exactly?, опубликованной на сайте All3DP.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся
Вход через социальные сети