В статье – о различных системах автоматической смены филамента (MMU2, AMS, CFS, ACE Pro), обеспечивающих многоцветную или многоматериальную печать на FDM-принтерах с одним соплом.
Введение
В 2023 году я написал статью про многоцветную 3D-печать на FDM 3D-принтерах. Тогда это было еще экзотикой, и системы автоматической смены филамента предлагали только две компании, а пользователи на форумах активно обсуждали – а нужно ли переплачивать за никому не нужную, кроме десятка энтузиастов, фичу.
С тех пор ситуация несколько изменилась, что и заставило написать эту статью.
Как происходит много цветная печать со сменой филамента?
Это происходит в следующей последовательности:
1. Печатается часть слоя модели филаментом одного цвета
2. Печать приостанавливается, филамент выгружается из экструдера.
3. Загружается филамент другого цвета
Как вариант шагов 2 и 3 – обрезается филамент одного цвета, и прямо за ним подается филамент другого цвета.
4. Для обеспечения четкой смены цвета или материала происходит выдавливание «переходного» материала в специальный контейнер для отходов, или печатается «мусорная башня» рядом с основной моделью. В некоторых случаях возможна печать переходным материалом внутри модели. Иногда вес отходов может быть в несколько раз больше веса печатаемой модели.
5. Продолжается печать слоя модели филаментом другого цвета
Аналогично возможно печать и двумя разными материалами с близкими температурами экструдирования (например, PLA и PVA или ABS и HIPS).
При определенном навыке и малого количества переходов между цветами такую смену филамента вполне возможно производить вручную, чем любители активно пользуются, но, безусловно, куда удобнее, когда смена филамента производится автоматически.
Первым систему автоматической смены филамента предложил легендарный Йозеф Прюша. Точнее - он был первым, что довел её до серийного выпуска.
Система MMU от Йозефа Прюши
Еще в далеком 2016 году Йозеф Прюша разработал систему MMU1 (Multi Material Upgrade – апгрейд для многоматериальной (печати))
Она позволяла доработать любой одноэкструдерный принтер с боуден-экструдером. Подача филамента осуществлялась каждый – в свою трубку, использовался отдельный шаговый двигатель на каждый филамент.
Как и принято у Прюши – все материалы для самостоятельного изготовления были выложены в открытый доступ, а тем, кто не был уверен в своих силах – предлагались готовые системы за 149 и 249 долларов (за системы на два и четыре прутка соответственно).
В 2018 году была разработан усовершенствованный вариант MMU2 для директ-экструдеров, снабженный обрезкой филаментов и рассчитанный на пять прутков. Система производила обрезку одного филамента и подачу другого в «одну трубку», ведущую к директ-экструдеру. Использовался один шаговый двигатель для подачи филамента и еще один – для выбора филамента.
Система была снабжена датчиком наличия филамента, и позволяла, кроме всего прочего, осуществлять автоматическое переключение между основной и запасной катушкой филамента при печати одним цветом, что позволяло очень удобно «допечатывать» остатки филамента на катушках.
Система AMS от Bambu Lab
Долгое время ничего подобного MMU ни один производитель принтеров не предлагал, но в 2022 году китайская фирма «Бамбу Лаб» предложила 3D-принтер X1, к которому мог быть подключен модуль AMS (Automatic Material System – автоматическая система (смены) материала).
Каждая система AMS могла использовать до 4 различных филаментов, а к принтеру могло быть подключено до 4 таких систем при помощи специального модуля.
Работа AMS была аналогична работе MMU2, а совместимости со сторонними машинами даже не было речи – AMS предназаначен только для принтеров BambuLab и только для старших моделей.
Пример напечатанных деталей на этом принтере
С появлением в линейке принтеров Bambu Lab «младших» моделей с открытым корпусом для них была разработана система AMS Lite, которая по функционалу аналогична MMU1.
Chromaset от Co Print
В 2023 году турецкая компания «Co print» вышла на кикстартер с системой «хромасет», позволяющей осуществлять многоцветную печать на любом принтере. К 2024 году деньги были собраны и в 2024 году началась серийный выпуск системы Chromaset.
Система ChromaSet представляет собой комплекс устройств – планшета ChromaPad с Klipper, головки с режущим механизмом ChromaHead и нескольких механизмов подачи CX-1 — по одному на каждый филамент, максимум 4. При необходимости – возможно подключение к каждому механизму подачи еще 4 механизма, что позволяет выборочно подавать, в итоге, до 16 нитей.
Система предназначалась для апгрейда существующих принтеров, производится и продается до сих пор, но особой популярности не сникала, хотя на кикстартере собрала более 300 000 фунтов стерлингов, и только для спонсоров с кикстартера было выпущено более 1000 экземпляров системы.
CFS от Creality
В апреле 2024 года фирма Creality анонсировала K2 Plus с системой CFS (Creality Filament System – система (выбора) филамента (от) Креалити).
Внешне система ничем не отличается от AMS Bamby Lab, функционально – тоже.
ACE Pro от Anycubic
В том же апреле 2024 года фирма Anycubic анонсировала FDM-принтер Kobra 3 с системой ACE Pro (Anycubic Color Engine Pro – машина цветной (печати) от Аникубик)
В декабре была анонсирована старшая модель – закрытый «кубик» «Кобра» S1, который тоже может оснащаться системой ACE Pro.
AD5X от Flashforge
В ноябре 2024 года фирма Flashforge анонсировала новый принтер AD5X, который оснащен системой мультиматериальной печати.
Как видно – система отличается от MMU2, AMS, CFS и ACE Pro. Особенности работы системы не описываются, название пока не получила.
Но в отличие от предшественников у неё есть важное качество – возможность печати мягкими филаментами, в частности этот зверек был напечатан из TPU твёрдостью 95A.
Все системы-конкуренты, включая MMU с гибкими филаментами «дружат» очень плохо, и печать ими не рекомендуется.
Заключение.
Всего за 1 год система мультиматериальной печати, которая до 2023 года никого не интересовала, стала жутко популярной, и сейчас ей оснащают свои принтеры 1 европейская (Prusa) и 4 китайских (Bambu Lab, Creality, Anucubic. Flashforge) компании.
Что это – мимолетная мода или начало нового тренда – покажет время. Но в целом основным достоинством подобных систем является автоматическая смена филамента с основной катушки на запасную – легко можно допечатывать остатки филамента на катушке, не бояться брака при перехлесте катушки, можно оставлять без присмотра крупногабаритную печать, и т.п.
Предыдущие статьи по теме:
