3d-принтер: виды, характеристики, технологии и схемы печати

Устройство струйного принтера

Печатающая головка

Отдельная деталь, состоящая из множества мелких сопел. Устройство печатающей головки у разных принтеров практически не отличается. Может меняться только количество отверстий и их расположение. Так, в первых моделях их было всего 12, а сейчас может доходить до нескольких тысяч. Чернила через сопла выдавливаются по пьезоэлектрической или термической технологии.

Характеристики ПГ:

1. Количество цветов. Минимальное – 4, максимальное – 12. Чем больше красителей, тем качественнее печать и лучше цветопередача.
2. Размер капли. Чем меньше выдавливаемая капля чернил, тем чётче рисунок.
3. Разрешение печати. Чем больше точек помещается на одном дюйме площади листка, тем качественнее изображение.

Рис. 1

Рис. 2 — картридж без встроенной головки

Картридж

Это небольшая пластиковая ёмкость длиной не более 10 см. Чёрный краситель хранится в отдельной ёмкости, а цветные могут находиться как в отдельных, так и в совмещённых картриджах. Совмещённая чернильница имеет вид пластиковой коробки, которая внутри разделена перегородками на три отсека.

Рис. 3

Рис. 4

Механизмы подачи бумаги

В него входит лоток для бумаги, моторчик, приводящий в движение ролики подачи. Лоток у разных моделей может находиться как сверху, так и снизу. Основной проблемой механизма является отказ от захвата страниц, но это бывает редко и легко устраняется самостоятельно.

Панель управления

Может состоять всего из нескольких кнопок или иметь встроенный экран для управления настройками. Панель интуитивно проста в управлении, дополнительно может иметь поясняющие надписи. Располагается на передней части принтера.

Рис. 5

Корпус

Это внешняя оболочка, изготовленная из пластика чёрного или белого цвета. Защищает рабочий механизм от попадания внутрь загрязнений, влаги и солнечных лучей. Корпус МФУ и обычного принтера может различаться.

Моторчики

Их всего четыре:

1. Отвечает за функционирование ролика, захватывающего страницу и втягивающего её внутрь принтера.
2. Приводит в действие автоподатчик.
3. Активирует механизм, двигающий печатающую головку.
4. Способствует доставке чернил из картриджа на бумагу.

Разъёмы подключения

На смену кабелям LTP пришли USB и Ethernet. Их проще использовать, и работают они быстрее. Если техника старая и имеет LTP-порт, подключение к компьютеру можно осуществить через переходник.

Датчики

Выполняют следующие функции:

• определяют, попала ли страница внутрь аппарата;
• следят за расположением головки по отношению к листу;
• отслеживают размер и характеристики бумаги;
• определяют наличие внутри принтера посторонних предметов.

Рис. 6

Назначение и основные задачи принтера

На современном рынке редко встречаются модели, которые выполняют одну лишь функцию принтера как средства печати. Как правило, это многофункциональные устройства, также реализующие операции копировального аппарата, сканера и телефакса. Другое дело, что основной и дополнительный функционал оптимизируется под компьютерную технику и все меньше напоминает по технологии исполнения традиционные машины. Итак, что делает принтер? Даже пользователь бюджетного аппарата сможет качественно распечатать текстовую информацию, а также перенести изображение с бумажного носителя в цифровой вид. Собственно, в этом и заключаются базовые задачи, на которые ориентируется данная техника.

Вспомогательный опционал может сводиться к возможностям нанесения защитных слоев на бумагу (ламинирование), брошюрированию (создание переплета) и т. д. На данном этапе развития принтер со сканером совершенствуется скорее не за счет повышения функциональности, а в характеристиках качествах печати. Впрочем, разработчики наделяют модели и новыми возможностями, с точки зрения организации процесса управления. Так, реализуются технологии беспроводной связи между принтером и компьютером, автоматические модули управления и другие инновационные разработки.

Как выбрать 3D принтер

Выбирая принтер, в первую очередь надо определиться с тем, по какой технологии происходит печать. Прибор любительского уровня, а только такой потенциально может купить себе среднестатистический потребитель, а не целое предприятие, работают на основе разработки под названием Пластик Джет (PJP), в некоторых источниках она обозначается как Fused Deposition Modeling (FDM) или Fused Filament Fabrication (FFF). По сути это одно и то же.

Виды материалов для любительской печати

В основном для печати на устройствах такого типа используется пластик с разными характеристиками. Фасуется он в виде пластикового шнура, намотанного на катушку, или нарезанного соломкой. Массово используется пластик двух видов: ABS и PLA.

АБС пластик безопасен, не токсичен, подходит для детских изделий, более того, с ним можно работать в присутствии детей. Изделия из него прочные, долго служат. Недостаток пластика – теряет товарный вид на солнце и на сильном морозе. Его чаще используют в профессиональном изготовлении деталей.

ПЛА пластик (полилактид) более хрупкий, служит не так хорошо. Зато он более пластичен и дает больше возможностей для сложных форм. Он является натуральным продуктом, так как производится из кукурузы и сахарного тростника. В утилизации он экологичен, на 100% разлагается на безопасные компоненты. Изделия из PLA устойчивы к истиранию, держат свою геометрию. Следовательно, пластик отлично подходит для движущихся элементов.  В целом, это скорее любительский вариант пластика.

Альтернативные материалы для 3D  печати

Помимо пластика для работы на таких принтерах используют следующие материалы.

1. Нержавеющая сталь. Используется только в профессиональном оборудовании. Дает большие возможности для изготовления деталей.
2. Дерево. По факту не дерево, а смесь связывающего полимера с деревянной добавкой.  Этот материал стоит очень дорого, в работе особых навыков не требует. Изделия из него «теплые», внешне не отличить от дерева.
3. Смола тоже стоит дорого. Из нее можно распечатать детали высокой точности, с великолепным качеством поверхности – гладкие и прочные. Под действием солнца смола теряет прозрачность.
4. Нейлон. Применяется в основном для изготовления элементов промышленного и медицинского назначения.

Характеристики 3D принтеров

Чтобы выбрать принтер или провести анализ для выявления лидера, надо понимать, какие характеристики устройств являются ключевыми.

1. Область печати. Этот параметр определяет максимальный объем деталей, которые возможно создать с помощью данного оборудования. В документации указывается или объем в куб.см или предельные линейные размеры в мм.
2. Разрешение печати (слоя). Это толщина слоя, которым наносится материал. Чем выше разрешение, тем тоньше наносится пластик, рельефы спокойные, поверхность качественная. Ниже эта величина – детали выходят более «топорными», без тонкой проработки. В некоторых приборах данный параметр может выставляться оператором.

3. Экструдер. Это рабочий узел принтера, который отвечает за подготовку (разогрев) и выдачу материала. Пластик (или другое сырье) размягчается под действием высоких температур в сопле и подается на печать (экструдируется). В состав данного узла входит непосредственно сопло, транспортер для шнура (нити пластика), температурный контролер и охлаждающий механизм. 3D принтеры с одним экструдером за проход могут работать только одной нитью. Чтобы появилась возможность многоцветной печали, в приборе должно быть, по крайней мере, 2-3 экструдера. В промышленных устройствах возможен вариант одного узла с двойным соплом. Это дорого, и бытовые устройства так не оборудуются.

4. Принтеры могут «коннектиться» с внешними устройствами (компьютером, смартфоном или просто внешней памятью) посредством USB и/или Wi-Fi. Не всегда это является обязательным условием для работы.
5. Прошивка принтера (программное обеспечение). По умолчанию оно является предустановленным. В его обязанности входит распознание, обработка документов в формате stl для последующей печати. Создаются же эти файлы в профессиональных программах, вроде Скетчап и Autodesk Inventors Fusion.
6. Дополнительные функции. Эргономика, дизайн и другие детали не вмешиваются в рабочие процессы в принтере, но часто определяют его стоимость.

Струйные.

Работают струйные печатающие устройства по аналогии с матричными: изображение представляет собой множество маленьких точек. Вместо головок с иглами в них используется матрица, то есть головка, которая наносит на бумагу жидкие краски.

Печатающую головку устанавливают либо внутри устройства, либо в сам картридж. Если она уже закреплена внутри устройства, то в таком случае применяются сменные картриджи, наполненные чернилами, печатающая головка при этом не снимается.

Принтеры с печатающей головкой внутри производят такие производители принтеров, как Canon и Epson. Компании Lexmark и Hewlett-Packard используют технологию, при которой она встроена в сам картридж.

Струйные печатные устройства имеют различия по нескольким признакам. Например, разновидности принтеров со струйной системой печати различаются по типу применяемых чернил.

Водные (их используют обычно в бытовых и офисных устройствах);
Пигментные (хорошо подходят для печати изображений хорошего качества – плакаты, фото и т.д.)
Сольвентные (применяются при распечатке наружных плакатов для рекламы, стендов, объявлений из-за их стойкости к воде.
Также существуют спиртовые чернила. Они не распространены из-за того, что быстро высыхают.

У струйных принтеров есть и другие разновидности. Обычно пользователи используют офисные принтеры, которые отлично подходят для печати на бумаги небольших форматов. Салоны красоты — маникюрные, для нанесения мелкого сложного рисунка на ногти. Широкоформатные устройства используют в области распечатки больших плакатов наружной рекламы и вывесок.

Скорость печати у данного вида устройств зависит от модели аппарата, она сравнима с лазерным устройством и однозначно быстрее матричного. Рисунок на бумаге, при попадании воды, сразу искажается, но это зависит от состава самих чернил. Например, пигментные чернила не боятся попадания воды на бумагу.

История

Как работает принтер

В лазерных и светодиодных аппаратах фоточувствительными элементами переносится текст на бумагу. Разные виды принтеров используют свои подходы к изменению заряда фотоэлемента. У лазерных эту работу выполняет лазер, сформированный линзами и зеркалами, у светодиодных – одноимённые лампы. Невидимый рисунок наносится на фотовал. Там, где заряд изменяется, краситель липнет, а затем переносится на бумагу и фиксируется печкой принтера (термоузлом).

В струйнике чернила поступают через дюзы головки. Она может быть установлена на самом картридже или отдельно. Картридж – ёмкость с красителем. Для бесперебойной подачи чернил ставится система СНПЧ. Выходя из дюз, чернила попадают на листок. Количество сопел у разных моделей бывает разным. Страница разбивается в зависимости от разрешения техники на точки, в каждую из которых впрыскивается краска нужного цвета. Так образуется изображение.

Читайте подробнее: как работает струйный принтер.

В сублимационной технике головка разогревается и размягчает пластиковое основание, одновременно с чем выпрыскивается газообразный краситель нужного цвета. Изображение наносится линиями по принципу струйника. В завершение листок покрывается защитным слоем.

Матричный принтер работает через электромагниты. В нём за вывод информации на носитель отвечает головка. Она приводится в движение кареткой, контролирующей работу иголок, которые ударяются о бумагу и оставляют на ней чернильный оттиск.

Виды принтеров: принцип работы и основные характеристики

Существует три основных разновидности печатного устройства: струйное, лазерное, матричное. Они отличаются по ряду характеристик: принципу работы, стоимости, скорости печати, размерам, возможности печати цветных изображений:

1. Матричный. Эти принтеры появились первыми на рынке печатных устройств. Были разработаны ещё в 1964 году. Принцип их работы основан на использовании специальной головки, иголок и электромагнитов и очень похож на функционирование обычной печатной машинки. Головка устройства двигается параллельно листу бумаги. Под нею располагается лента с красящим пигментом. Печатная головка ударяет иголками по красящей ленте, и на поверхности листа бумаги формируется необходимое изображение или текст. Как правило, для работы с таким устройством применяются не обычные бумажные листы, а специальные рулоны. Качество результата будет зависеть от количества иголок, располагающихся на головке изделия.
2. Струйный. Такие модели появились после матричных. Они функционируют также за счёт печатной головки и иголок. Головка движется вдоль листа бумаги и формирует требуемое изображение. Основное отличие от других устройств — это наличие матрицы, которая располагается на головке и содержит в себе красящий пигмент. Из-за того, что краска подвержена быстрому засыханию, производители устанавливают специальную систему, которая очищает печатную головку от остатков красящего пигмента. Такие модели работают очень медленно. Но несмотря на это, их используют до сих пор.
3. Лазерный. Это более современная модель. Лазерные принтеры существенно отличаются от своих предшественников. Для работы здесь используется тонер, а не красящий пигмент. Вместо печатной головки, применяется фотобарабан. Сначала текст или изображение сохраняется в памяти устройства. После чего информация с помощью лазера переносится на фотобарабан, который покрыт светочувствительным слоем и представляет собой полупроводник. Его сопротивление уменьшается при освещении. Лазер посылает свет в те места, с которых изображение должно быть перенесено на бумагу. Потом на эти зоны попадает тонер — его частицы наделяются отрицательным зарядом. Поступающий же лист бумаги получает положительный заряд и, соприкасаясь с фотобарабаном, забирает отрицательные частицы вместе с тонером. Для фиксации тонера используется нагревательный модуль.

Как пользоваться?

Краткая инструкция по использованию поможет понять, как же работать с лазерным принтером.

1. Выбрать площадку, на которой будет стоять техника. Она не должна быть зажата посторонними предметами.
2. Надо открыть крышку выводного лотка, потянуть на себя транспортировочный лист. Верхняя крышка принтера открывается через специальное отверстие.
3. Транспортировочную бумагу нужно подтянуть от себя. Упаковочный материал внутри верхней крышки нужно убрать. Так можно извлечь картридж с тонером. Его нужно несколько раз встряхнуть.
4. Упаковочный материал картриджа также нужно удалить. Через отвернутый язычок извлекается защитная лента картриджа. Лента вытаскивается только горизонтально.
5. Внутри верхней крышки также удаляется упаковочный материал.
6. Картридж с тонером обратно устанавливается в принтер. Он должен войти до щелчка, ориентир – на метки.
7. Верхнюю крышку можно закрыть, открыть лоток для бумаги снизу. Ленту, которая прикреплена к нему, удалить.
8. Принтер устанавливается на подготовленную поверхность. При переносе технику нужно держать лицевой частью по направлению к себе.
9. Шнур питания надо присоединить к принтеру, включить в розетку.
10. В универсальный лоток загружается бумага.
11. Устанавливается драйвер принтера со специального диска.
12. Можно распечатать пробную страницу.

Струйный принтер

Принцип работы струйного принтера схож с действием матричного: изображение создается из точек. Только вместо головок с иголками в них используется матрица (головка), которая печатает жидкими красителями.

Печатающая головка может быть встроена в картридж с красителем или закреплена в самом устройстве (в этом случае используются сменные картриджи с чернилами, и головка при этом не демонтируется).

Принтеры со встроенной матрицей производят такие фирмы как Epson и Canon. Hewlett-Packard, Lexmark используют подход, при котором печатающая головка встроена в картридж.

«Струйники» имеют свою классификацию по многим признакам. Так, они различаются по типу используемых чернил.

Чернила могут быть:

• водные (используются в большинстве бытовых и офисных устройств);
• масляные (применяются для промышленной маркировки);
• пигментные (оптимальный вариант для получения изображений высокого качества – фото, например);
• сольвентные (используются для печати наружной рекламы, плакатов, стендов, так как стойки к воде);
• термотрансферные (с их помощью наносится изображение на одежду).

Есть еще спиртовые чернила, но они не получили широкого распространения, поскольку очень быстро высыхают на головке.

Различают несколько типов «струнников» и по назначению. Ведь если применение принципов работы матричного принтера сегодня ограничено банковской сферой, то струйные используются во многих областях. Итак, по своему назначению они могут быть:

• офисные (те, что стоят в большинстве офисов, – для печати на бумаге малых форматов);
• широкоформатные (применяются в области наружной рекламы);
• интерьерные (для печати плакатов, стендов и прочих элементов оформления интерьера);
• маркировочные (из названия ясно – для маркировки разного рода деталей);
• фотопринтеры (для печати фото);
• сувенирные (используются для печати на небольших предметах – дисках, телефонах, заготовках сложной формы);
• маникюрные (новшество в салонах красоты – аппарат для нанесения на ногти сложного рисунка).

В большинстве офисов используется, как Вы уже догадались, офисный принтер. Он вполне подходит и для бытовых нужд – вывода текста или изображений на бумагу – и производится множеством фирм: Epson, HP, Canon, Lexmark и др.

Офисные принтеры, как и фотопринтеры, оснащаются одной головкой на каждый цвет и имеют очень хорошую цветопередачу (особенно при постоянном использовании). Кроме того, по сравнению с матричными, офисные «струйники» работают достаточно тихо.

Но качество печати может быть высоким только при условии использования бумаги со специальным покрытием – на обычной офисной края букв или рисунка могут «лохматиться».

Скорость печати превзошла матричные принтеры всего на несколько секунд. При этом отпечатки подвержены воздействию воды, выцветают, размазываются (правда, многое зависит и от качества чернил).

Помимо этого, устройство довольно капризно: бесперебойная работа возможна только при условии регулярного печатания всеми картриджами (при длительном застое краска на головке просто засыхает).

Но главный недостаток – это высокая стоимость обслуживания. Краска в картриджах заканчивается довольно быстро, и их требуется периодически менять, а это обходится недешево.

Эту проблему отчасти решила СНПЧ – система непрерывной подачи чернил.

Как выбрать принтер

Правильно выбрать принтер – задача, в общем, довольно сложная. Но решаемая. Просто нужно определиться, для каких целей Вам нужно печатающее устройство.

Офисный или домашний?

Вообще, разница между «домашним» и офисным принтером – в объемах печати.

Обычно пользователю, даже если он распечатывает «много», хватает 400-500 страниц в месяц. В офисе этот объем может быть в десятки раз больше.

Поэтому «лазерники» (как и светодиодники, кстати) чаще выбирают для офиса, а «струйники» – на рабочий стол дома. При необходимости большого объема печати в домашних условиях устанавливается СНПЧ.

Покупка в целом может обойтись сравнительно недорого – от тридцати до ста долларов.

Качество печати

Вообще, качество печати – параметр довольно неоднозначный. Часто он определяется по принципу «нравится — не нравится», а о вкусах, как известно, не спорят. Однако есть и объективная характеристика — разрешение (dpi). Именно от него зависит, насколько четкой получится распечатка.

Стандартными разрешениями (в пределах офисной печати) являются: 600, 1200, 2400 пикселей на дюйм. Чем больше, тем лучше.

Но все же не стоит гнаться за этим параметром – практически все современные модели отличаются высоким разрешением.

Стоимость печати

Выбирая принтер, следует ориентироваться не только на стоимость самого устройства, но и на стоимость его обслуживания в дальнейшем.

Если Вы планируете печатать не много, и при этом хотите сэкономить на бумаге и расходных материалах, можно выбрать недорогую модель принтера с небольшим объемом возможной нагрузки.

Для тех, кто планирует печатать много, более разумным будет вариант дорогого принтера с достаточно большой месячной нагрузкой и дорогими (но экономичными в работе) расходными материалами.

Вообще, как показывает практика, при выборе действует одна закономерность: чем дороже принтер, тем ниже стоимость печати. Но это верно лишь тогда, когда речь идет о базовой комплектации, без «наворотов».

Цена может быть «накручена» за счет дополнительных устройств вроде памяти, устройства двусторонней печати, дополнительных лотков для бумаги и прочих возможностей, которые, кстати, не всегда оказываются действительно нужными и полезными.

Существенно увеличивает цену принтера беспроводной способ соединения.

Безусловно, дороже (причем в разы) будет стоить многофункциональное устройство (МФУ). Однако, задавшись целью приобрести принтер, сканер и ксерокс в одном, хорошо подумайте, действительно ли Вам нужны все три функции.

По поводу цен следует сказать еще вот что. На счастье покупателя, конкуренция среди производителей достаточно высока. А это значит, что безосновательно завышать цены они не могут себе позволить.

И все-таки разница между печатающими устройствами одного класса от разных производителей может колебаться в пределах 10-15%. И эти суммы часто не более чем переплата за имя.

Выводы

Среди недостатков: повышенный уровень шума при работе и малая приспособленность для печати сложных изображений, таких как рисунки и фотографии. Некоторые принтеры имеют режим сниженного шума, но при использовании этого режима скорость печати может заметно падать.

В то же время, если вы собираетесь использовать матричные принтеры по назначению — для печати бланков, билетов, чеков и технической отчетности на предприятии — названные выше недостатки оказываются не столь критичны. Это ограничения, о которых стоит помнить, чтобы рационально распределять нагрузки на технику.

Достоинств у матричных принтеров много и, что особенно важно, по многим аспектам эти аппараты заметно выигрывают у лазерных и струйных. Матричные принтеры по-прежнему незаменимы в ситуации, когда вам требуется недорогая потоковая печать, возможность создавать несколько абсолютно идентичных копий документа одновременно, печать на непрерывных лентах или многослойных бланках.

Матричные принтеры по-прежнему незаменимы в ситуации, когда вам требуется недорогая потоковая печать, возможность создавать несколько абсолютно идентичных копий документа одновременно, печать на непрерывных лентах или многослойных бланках.

Незаменимы матричные принтеры и для автоматического вывода текстовой информации с измерительных или вычислительных прибором на производстве.

Всюду, где важна скорость, надежность и низкая себестоимость печати, но не предъявляется высоких требований к качеству отпечатка — матричный принтер окажется лучшим вариантом.

Одно из ключевых преимуществ матричного принтера — его высокая отказоустойчивость и медленный износ ресурсных деталей. Например, ресурс печатной головки среднего матричного принтера может достигать 30 млн символов. А ресурс всего принтера — около 10 млн строк.

Матричные принтеры не требуют сложного обслуживания и просты в эксплуатации. Картриджи для матричных принтеров OKI и Epson удобны в замене — их конструкция исключает попадание краски на руки или одежду.

Дополнительно сэкономить на печати огромных объемов текста поможет использование недорогих расходных материалов, в том числе, дешёвой фальцованной и рулонной бумаги для матричных принтеров.

Наконец, при всей своей экономичности, матричный принтер создает самые стойкие отпечатки, которые невозможно полностью смыть, поскольку на бумаге в любом случае остается оттиск от игл. Это позволяет надежнее закрепить текст и затрудняет подделку финансовых документов.

В нашем магазине вы можете купить матричные принтеры OKI и Epson. Обратитесь к нашим консультантам, и они обязательно помогут вам найти оптимальную модель для ваших задач.