P2S mazgas po mazgo: kas naujo šioje FDM spausdintuvų kartoje

Naujos kartos FDM (filamentu spausdinantis) spausdintuvas P2S pasirodė rinkoje kaip modelis, kuriame kiekvienas mazgas atlieka konkrečią, aiškiai apibrėžtą funkciją. Tai nėra vienas universalus patobulinimas, o kelių sistemų derinys – judesio mechanika, ekstruderis, oro valdymas ir stebėjimo elektronika – kurie kartu keičia tai, ką spausdintuvas gali padaryti be papildomo vartotojo įsikišimo. Kad būtų aišku, kuo ši karta iš tikrųjų skiriasi, verta ją išardyti mazgas po mazgo ir pažiūrėti, ką kiekvienas iš jų realiai daro – ir ko nedaro.

Rėmas ir judesio sistema

P2S pastatytas ant CoreXY tipo judesio sistemos – konstrukcijos, kurioje du fiksuoti varikliai valdo spausdinimo galvutę per bendrą diržų kontūrą, o spausdinimo platforma juda tik vertikaliai arba nejuda visai. Tokia schema leidžia galvutei pasiekti didelį pagreitį nesukeliant korpuso vibracijų, kurios kenkia spausdinimo kokybei didesniu greičiu. Korpusas – plienas ir stiklas, o ne vien plastikas, todėl rėmas nesideformuoja per ilgesnius, karštus spausdinimo ciklus. Matmenys 406×392×478 mm, svoris 14,9 kg: spausdintuvas pakankamai kompaktiškas darbastaliui, bet pakankamai sunkus, kad išliktų stabilus dirbant dideliu greičiu.

Ekstruderis: kodėl servo variklis, o ne žingsninis

Filamentą tiekia vienas ekstruderis su tiesiogine pavara (direct drive) – variklis su krumpliaračiais montuotas tiesiai ant spausdinimo galvutės, o filamentas nueina trumpą kelią iki purkštuko. Trumpesnis kelias sumažina vėlavimą tarp komandos ir realaus filamento judesio. Naujovė yra paties variklio tipas: ekstruderyje naudojamas PMSM tipo servo variklis, nuolat matuojantis savo realią padėtį ir greitį, o ne tiesiog vykdantis fiksuotus žingsnius kaip įprastas žingsninis variklis. Praktinis skirtumas – tolygesnis filamento tiekimas dideliu greičiu, be mikroskopinių tiekimo trūkumų, kurie žingsniniuose varikliuose kaupiasi ties riba tarp žingsnių.

Automatinis srauto kalibravimas

Prieš kiekvieną spausdinimą programinė įranga turi žinoti, kiek filamento reikia išspausti vienam judesio milimetrui – šis rodiklis vadinamas srauto kalibravimu. Įprastuose spausdintuvuose tai daroma rankomis: spausdinami bandomieji brūkšniai, matuojamas jų storis, koreguojamas koeficientas, o procesas kartojamas kaskart pakeitus filamento ritę ar partiją. Bambu Lab P2S šį žingsnį atlieka automatiškai prieš kiekvieną spausdinimą, remdamasis realiu ekstruderio grįžtamuoju ryšiu. Tai nėra rinkodaros formulė, o konkretaus, dažnai apleidžiamo rankinio veiksmo pašalinimas – vartotojas, keičiantis filamento partijas ar gamintojus, nebeturi kaskart iš naujo derinti nustatymų.

Adaptyvus oro srautas kameroje

Skirtingos medžiagos spausdinimo metu reikalauja priešingų sąlygų. PLA ir PETG filamentams reikia greito aušinimo, kad sluoksniai sustingtų ir išlaikytų formą. ABS ir ASA – priešingai, jiems reikalinga šilta, ramaus oro kamera, kitaip sluoksniai atšoka nuo plokštės arba atsiskiria vienas nuo kito. P2S turi adaptyvią oro srauto sistemą, kuri automatiškai valdo temperatūrą ir oro judėjimą kameros viduje: inžinerinėms medžiagoms šiluma sulaikoma viduje, o PLA ar PETG atveju į kamerą traukiamas vėsesnis oras. Rezultatas – geresnis sluoksnių sukibimas ir lygesnis paviršius, nepriklausomai nuo to, kokia medžiaga spausdinama. Kamerą galima naudoti atvirą arba uždarytą, priklausomai nuo pasirinktos medžiagos – tai skirtumas nuo fiksuotos konstrukcijos spausdintuvų, kurie tokį persijungimą turi atlikti rankomis arba visai neturi tokios galimybės.

Stebėjimas, filtravimas ir apsauga

1080p kamera fiksuoja spausdinimo eigą gyvai ir leidžia sudaryti laiko juostos (timelapse) vaizdo įrašą. Prie jos veikia dirbtinio intelekto pagrįsta spausdinimo stebėsena, automatiškai aptinkanti gedimus – pavyzdžiui, atsiskyrusį sluoksnį ar susivėlusį filamentą – ir sustabdanti procesą prieš iššvaistant medžiagą. HEPA filtras sulaiko smulkiausias daleles, kylančias kaitinant plastiką, tačiau tai nereiškia, kad spausdintuvas paverčia patalpą visiškai švaria – filtras veikia tik oro srautui pereinant per jį. Durelių jutiklis fiksuoja, ar kamera atidaryta, ir tai naudinga saugai bei temperatūros valdymui, bet jis neapsaugo nuo įbrėžimų ar mechaninio kontakto su judančiomis dalimis – tai atskiras klausimas, kurį vis tiek sprendžia pats vartotojas. Filamento pabaigos ir užsikimšimo jutikliai sustabdo spausdinimą laiku, o dingus elektros srovei įsijungia apsauga nuo maitinimo dingimo, leidžianti darbą tęsti nuo sustojimo taško.

Paviršius, tikslumas ir greitis

Spausdinimo plokštuma – 256×256×256 mm, purkštukas kaista iki 300 °C, o plokštė – iki 110 °C, todėl tinka tiek įprastoms, tiek dalinai inžinerinėms medžiagoms. Plokštė padengta tekstūruotu PEI paviršiumi – danga, prie kurios spausdinamas objektas gerai limpa kaitroje ir lengvai atšoka atvėsus – pritvirtinta magnetiniu būdu prie lanksčios plieninės plokštelės, todėl objektą galima nulenkti nuo plokštės, o ne plėšti. Lygiavimas vyksta automatiškai, be rankinio derinimo varžtais. Gamintojo nurodytas rekomenduojamas maksimalus greitis – 600 mm/s, tačiau tai ne skaičius, kurį pasiekia kiekvienas spausdinimas: realus greitis priklauso nuo medžiagos, detalės geometrijos ir sluoksnio aukščio. Smulkių ar techninių detalių spausdinimo užduotims realus greitis dažnai būna gerokai mažesnis, o 600 mm/s riba aktuali tik tada, kai medžiaga ir modelio forma tai leidžia.

Filamentai ir kam šis modelis tinkamas

Sistema priima 1,75 mm skersmens filamentą ir yra atvira – nesusieta su vienu gamintoju ar viena filamento rūšimi, tad vartotojas gali rinktis tarp skirtingų prekės ženklų, kol laikomasi tinkamos temperatūros ir skersmens. Tai svarbu praktiškai: uždaros sistemos apriboja pasirinkimą ir dažnai pakelia kainą, o atvira sistema leidžia derinti medžiagas pagal projektą, o ne pagal tai, ką siūlo vienas tiekėjas. Svarbus apribojimas: be atskiro AMS modulio – automatinės medžiagų tiekimo sistemos, leidžiančios spausdinti keliomis ritėmis ar spalvomis be pertraukų – šis spausdintuvas neturi filamento buferio. Viena rite spausdinama viena spalva ar medžiaga vienu metu, o daugiaspalvis ar daugiamedžiaginis spausdinimas reikalauja papildomo įrenginio. 5 colių lietimui jautrus ekranas su atnaujinta naudotojo sąsaja, USB jungtis, WLAN ir debesijos valdymas leidžia pradėti ir stebėti darbą tiek prie paties spausdintuvo, tiek nuotoliniu būdu, o 8 GB vidinė atmintis saugo failus ir įrašus be išorinės laikmenos.

Pirkėjui, kuris spausdina tik PLA ir vieną spalvą, dauguma šių sistemų liks tiesiog nepastebimos. Tam, kas planuoja pereiti prie ABS, ASA ar kitų inžinerinių medžiagų, arba nori spausdinti be nuolatinės priežiūros, verta iš karto įvertinti, ar reikės AMS modulio buferiui užtikrinti – tai lemia, ar rinktis vien spausdintuvą, ar kartu su papildomu įrenginiu.