Środa , 23 Czerwiec 2021

Domowe drukarki 3D. Technologia przyszłości, czy chwilowa moda?

   29.06.2020
Pierwsze pełnoprawne drukarki 3D pojawiły się na rynku kilka lat temu i od razu zyskały sporą popularność, jednak ich astronomiczne ceny powodowały, że na ich zakup mogli sobie pozwolić jedynie majętni hobbyści lub duży przemysł. Dziś ceny wyraźnie spadły, pojawiły się też modele na tyle kompaktowe, że można ich używać w domu, bez konieczności budowy specjalnych pomieszczeń i infrastruktury. W tym tekście wyjaśnimy do czego można użyć domowych drukarek 3D oraz wskażemy kilka polecanych modeli.
Drukowanie 3D w domu stało się bardziej dostępne

Drukowanie 3D to jeden z ciekawszych inżynierskich projektów ostatnich dekad. Sam pomysł pochodzi jeszcze z lat 80. XX wieku, był udoskonalany przez lata, by osiągnąć obecny zaawansowany poziom - także dzięki rozwojowi technik komputerowych i cyfrowego projektowania 3D. Z pewnością nie jest to jedynie chwilowa moda, a sposób produkcji modeli trójwymiarowych, których precyzja wykonania będzie z pewnością stale się zwiększać, pojawiać się też będą zupełnie nowe zastosowania.

Czym jest druk 3D?

Drukowanie 3D to inaczej drukowanie przestrzenne. Cały proces takiego druku polega na mechanicznym i zautomatyzowanym nanoszeniu na siebie kolejnych warstw specjalnego budulca, aż do uzyskania zaprojektowanej wcześniej formy.

Filament

Kilogramowa szpula czarnego filamentu PLA. Cena ok. 40 zł

Za nakładanie filamentu odpowiada specjalnie zaprojektowane ramię (lub ramiona w bardziej rozbudowanym sprzęcie), które połączone z komputerem, krok po kroku, dokładnie wykonuje plan druku. Na każdą drukarkę 3D składają się 4 podstawowe elementy:

  • model komputerowy wykonany w trójwymiarze,
  • oprogramowanie do obróbki modelu (sterujące ramieniem drukującym), tzw. slicer,
  • mechaniczna część drukarki (maszyna drukująca),
  • budulec, zwany filamentem, najczęściej plastikowa żyłka (lub żywice, specjalne granulaty itp.).

Praktycznie wygląda to tak, że do pamięci maszyny drukującej należy załadować z komputera uprzednio przygotowany projekt 3D, czyli po prostu schemat tego co chcemy „wydrukować”, następnie zamontować budulec i uruchomić proces drukowania.

Niektóre drukarki, zwłaszcza te podstawowe, mają w pamięci kilka zaprogramowanych prostych modeli, służących do zapoznania się z możliwościami urządzenia.

Istnieje kilka różnych technologii druku 3D. Jedne są bardziej precyzyjne od innych, wraz ze wzrostem jakości efektów pracy takiej drukarki, rośnie też zwykle jej cena. Do użytku domowego lub w małej firmie na początek wystarczy drukarka wykonana w technologii FDM. Tego typu sprzęt pracuje w taki sposób, że samodzielnie uplastycznia budulec z tworzywa sztucznego i nakłada jego kolejne warstwy. Precyzja tak wykonanych projektów jest średnia, lecz wystarczająca do podstawowych zastosowań.

Osobom, którym najbardziej zależy na wydruku wysokiej jakości, poleca się sprzęt wykorzystujący metodę SLA, która dodatkowo utwardza tworzony model za pomocą promienia lasera.

Drukarka 3D

Drukarka Creality Ender-3 3D - jedna z najtańszych na rynku. Technologia FDM, materiał PLA, ABS, druk 180mm/s. Cena ok. 750 zł

Wybór najodpowiedniejszej drukarki 3D

Przy wyborze najbardziej odpowiedniej dla siebie drukarki trójwymiarowej, warto się kierować kilkoma kluczowymi wskazówkami. Pierwsza decyzja przed jaką stają przyszli właściciele sprzętu tego typu, to wybór printera do złożenia, lub gotowej konstrukcji. Te pierwsze są zwykle tańsze, co wcale nie oznacza iż mają mniej możliwości, te drugie są za to bardziej przystępne dla osób bez fachowej wiedzy i początkujących. Przy każdej drukarce do składania znajdziemy szczegółową instrukcję jak to należy zrobić, nie powinno to zatem być większym problemem dla osoby o podstawowych zdolnościach manualnych.

Przed zakupem warto też wydzielić odpowiednie miejsce na drukarkę (wystarczy zwykle kilka m2), dodatkowo trzeba mieć świadomość iż część urządzeń drukujących w 3D wymaga podczas pracy wydajnej wentylacji. Trzeba to koniecznie uwzględnić, jeśli nie chcemy się otruć ciężkimi oparami z topionego plastiku.

Drukarka 3D

Drukarka 3D Gembird FlashForge Inventor 2. Technologia FDM, materiał PLA, łączność USB, Wi-Fi, chłodzenie wydruku. Cena ok. 3000 zł

Tworzywa do druku 3D

Bardzo ważnym elementem w druku 3D jest tworzywo z jakiego będziemy wykonywać swoje projekty. Od rodzaju wybranego materiału do druku zależeć będzie nie tylko warstwa wizualna modeli, które stworzymy, ale też ich wytrzymałość i inne ważne cechy fizyczne. Warto też mieć świadomość, iż najbardziej podstawowe drukarki 3D, czyli większość tych do wykorzystania w domu, obsługują zwykle tylko jeden rodzaj filamentu (budulca). I tak, najczęściej używanymi budulcami są:

  • TPU, czyli guma. Jest to tworzywo drogie, ale daje sporo możliwości – przede wszystkim możemy zakupić TPU o różnym stopniu twardości, co pozwala na tworzenie zarówno wydruków sztywnych jak i elastycznych. Projekty wykonane z tego materiału charakteryzują się odpornością na działanie niekorzystnych warunków atmosferycznych, wilgoci, są także odporne mechanicznie, w tym zwłaszcza na ścieranie.
  • PETG. Materiał odporny na działanie rozpuszczalników, kwasów, zasad. Druk z jego wykorzystaniem nie wymaga bardzo wysokich temperatur uplastyczniania, w trakcie procesu zmiękczania nie wydzielają się też szkodliwe gazy. Koszt kilogramowej szpuli do druku zaczyna się od kilkudziesięciu złotych.
  • ABS. Plastik o dużej trwałości i wytrzymałości, w tym na działanie wysokich temperatur. Wadą tego budulca jest wydzielanie szkodliwych gazów w trakcie uplastyczniania, co zawęża jego zastosowanie wyłącznie do specjalnie wentylowanych pomieszczeń.
  • PLA. Najtańszy i najbardziej podstawowy filament do drukarek 3D. Zapewnia dobre właściwości zarówno dla procesu drukowania, jak i niezłą jakość już stworzonych modeli. Jest to najlepsze rozwiązanie dla początkujących – przede wszystkim ze względu na niską cenę – na Allegro za kilogramową szpulę zapłacimy od ok. 40 zł.

Drukarka 3D

Drukarka 3D FLASHFORGE Guider 2. Technologia FDM, materiał PLA, ABS. Cena ok. 8300 zł

Do czego można wykorzystać druk 3D?

W zasadzie zależy to tylko od inwencji właściciela drukarki, wielkości i zaawansowania samej maszyny drukującej, oraz od materiału użytego do wydruku.

W warunkach domowych, na drukarce 3D wydrukujemy np. pojemniki i naczynia z plastiku o dowolnym w zasadzie kształcie i kolorze, zabawki dla dzieci – również takie składające się wielu elementów, wówczas każdy trzeba będzie wydrukować osobno. Stworzymy gadżety przydatne w kuchni, garażu, różnorodne figurki, plastikowe rękojeści do przedmiotów z metalu lub drewna.

Najbardziej profesjonalne drukarki 3D pozwalają na przykład na produkcję części samochodowych, ale też implantów medycznych a nawet broni. Oczywiście warunkiem tworzenia bardziej zaawansowanych projektów jest posiadanie odpowiednich cyfrowych schematów.

Projekty do drukarek 3D można tworzyć osobiście, są też w sieci strony, na których znajdziemy darmowe lub płatne projekty do wykorzystania w posiadanej przez nas drukarce. Do takich serwisów należą:

Tomasz Sławiński

KOMENTARZE (0) SKOMENTUJ ZOBACZ WSZYSTKIE

Najczęściej czytane