To oczywiste, że każdy może dziś wydrukować w domu dowolne teksty, zdjęcia, a nawet obrazy. Nowością są jednak drukarki 3D. Technologia ta umożliwia zbudowanie z cienkich warstw tworzywa sztucznego niemal każdego przedmiotu o rozmiarach rzędu od orzecha laskowego do kokosowego. Jednak młoda technologia kryje jeszcze sporo pułapek. Aby ułatwić wam wybór, zza zachodniej granicy sprowadziliśmy do centrum testowego CHIP-a najważniejszych przedstawicieli nowego gatunku urządzeń i zbadaliśmy, jak obietnice producentów mają się do rzeczywistości.
Ceny sześciu testowanych drukarek 3D wahają się od 3000 do 10 000 zł. Najprościej jest uruchomić w pełni zmontowane drukarki MakerBot, Sintermas, Pearl i iRapid. Ultimaker występuje zarówno jako sprzęt gotowy, jak i jako zestaw do samodzielnego montażu, którego poskładanie zajęło doświadczonemu inżynierowi z centrum testowego CHIP-a ponad 16 godzin. Velleman K8200 jest dostępny tylko jako skomplikowany zestaw części, którego zmontowanie pochłania 24 godziny pracy. W niektórych urządzeniach należy liczyć się z problemami negatywnie wpływającymi na jakość druku: w modelu Ultimaker prowadnice są trochę za długie i ich mocowania podczas drukowania łatwo się luzują. W Velleman jeden silnik jest krzywo zamocowany, a pofalowaną płytę podstawy trzeba wyrównać kawałkiem szkła. W dostarczanej w stanie gotowym do pracy drukarce MakerBot irytuje chybotliwa jednostka sterująca, ale nie pogarsza to dokładności drukowania. Wygląd urządzeń też jest zróżnicowany: od aluminiowego stelaża Vellemana, po wykonaną ze sklejki obudowę Ultimakera.
Różnice w codziennym użytkowaniu
Technologia druku 3D zyskuje popularność dopiero od kilku lat. Ma to swoje odzwierciedlenie w stosunkowo uciążliwej eksploatacji urządzeń – użytkownik przed każdym drukowaniem musi najpierw sprawdzić i wyjustować płytkę, na której powstają wydruki. Po nieuniknionych początkowych błędnych wydrukach należy zoptymalizować ustawienia pod kątem konkretnego drukowanego przedmiotu. Wygodne rozwiązanie prezentuje MakerBot: drukarka ułatwia kalibrowanie przez to, że nie ma niczego więcej prócz potrzebnych do tego trzech pokręteł regulacyjnych, sama automatycznie ustawia głowicę drukującą we właściwej pozycji, a wskazówki pokazuje na wyświetlaczu. Również Pearl i Fabbster umożliwiają proste poziomowanie. W innych urządzeniach z ręcznym sterowaniem punktami kalibrowania i czterema pokrętłami trzeba poświęcić nawet pół godziny, zanim wszystko będzie pasować. W Ultimakerze irytującą cechą okazała się jego zamocowana sprężyście podstawa, która wymaga częstego poprawiania regulacji.
Wkładanie materiału drukującego (filament) we wszystkich testowanych urządzeniach nie jest skomplikowane. Korzystają one ze szpuli z nicią z tworzywa sztucznego o grubości około dwóch milimetrów. Filament wsuwa się przez wąż prowadzący i ekstruder, aż wreszcie przewleka się go przez głowicę drukującą. Tylko Fabbster ze swoimi krótkimi prętami jest tu wyjątkiem. Ich wkładanie pojedynczo okazuje się znacznie bardziej uciążliwe, a ich posuw podczas druku nie zawsze działa niezawodnie i bywa źródłem irytacji. Jednak filigranowe przedmioty, jak nasza figurka szachowa, zyskują na tym, że karbowane pręty umożliwiają precyzyjne dozowanie.
Każda z testowanych przez nas drukarek 3D jest wyjątkowo uboga w elementy służące do jej obsługi – żadna z nich nie ma nic ponad wyświetlacz LCD i od jednego do pięciu klawiszy. Może powodem jest to, że i tak większość parametrówustawia się w oprogramowaniu drukarki na komputerze. Modele do drukowania,które pobrać można z Internetu albo zaprojektować samemu, importuje się za pomocą dostarczonego razem z drukarką oprogramowania. Na podstawie modelu 3D generuje ono zestaw rozkazów sterująeych drukarką. Należy ustawić różne parametry drukowania: jakość druku zależy na przykład od tego, na ile warstw poziomych (slices) program podzieli model. W dalszej kolejności określamy, czy program ma utworzyć struktury wspierające dla elementów wiszących i z jaką gęstością ma wypełniać puste przestrzenie. Proste, ale funkcjonalne okazują się programy MakerBota i Ultimakera. Opensource’owy projekt RepetierHost – z którego korzystają Velleman oraz iRapid – oferuje najszersze możliwości ustawień, ale wymaga więcej wprawy. Oprogramowanie Pearl robi wrażenie bezładnego i jest bardzo powolne podczas wyliczania warstw – zwłaszcza jeśli chce się wydrukować kilka obiektów równocześnie.
Jakość, szybkość drukowania i hałas
Dane sterujące dla drukarki najlepiej zapisać na karcie SD, aby przenieść je do drukarki. A to dlatego, że ze względu na generowany hałas i zapachy drukarka 3D powinna stać w dobrze wentylowanym pomieszczeniu z dala od peceta. Jest to możliwe w przypadku wszystkich urządzeń z wyjątkiem Vellemana i iRapida – w nich trzeba sięgać po dostępne powszechnie łącze USB. Gdy zainicjujemy wydruk, urządzenia najpierw rozgrzewają swoje dysze ekstrudera na głowicy drukującej, co trwa od ponad dwóch (Ultimaker) do dobrych dziesięciu minut (Velleman). Teraz drukarka bierze się do roboty z bardziej (Pearl) lub mniej (Velleman) uciążliwym hałasem. W idealnym przypadku małe przedmioty są gotowe w czasie od 10 do 20 minut, wydrukowanie większych może potrwać kilka godzin – o ile wydruk nie zostanie przerwany, co na początku naszych testów przytrafiało się w około 50 proc. prób.
Potencjalne źródła błędów są różnorodne: najczęściej obiekt odkształca się i oddziela od podstawy – zwłaszcza w drukarkach z niepodgrzewaną podstawą. Czasem obiekt jest zbyt filigranowy, nie ma dość struktur wspierających i zapada się. W obu przypadkach urządzenie drukuje wtedy w próżni, co skutkuje luźną plątaniną włókien. Pęcherze powietrza albo zatory w dyszy przerywają posuw materiału. Błędów wydruku można uniknąć tylko dzięki starannym przygotowaniom. Przed wydrukiem większych obiektów musicie wyrównać stół drukarki, sprawdzić podawanie materiału i wyczyścić dyszę ekstrudera. Jeśli dodatkowo zdacie się na wyczucie, przy jakich minimalnych korektach ustawień dany obiekt wyjdzie najlepiej, to obniżycie odsetek błędów do około 20 procent.
Większość drukarek jako materiału używa poliaktydu (PLA) – patrz tabela. To bazujące na kwasie mlekowym tworzywo sztuczne topi się przy 150–160 stopniach Celsjusza. Ponieważ ma skłonność do ciągnięcia się włókien, puste przestrzenie drukowanych obiektów nie są tak czyste jak przy zastosowaniu alternatywnego tworzywa ABS. Wyższy punkt topnienia tego ostatniego na poziomie od 220 do 250 stopni Celsjusza, a przez to duża różnica w stosunku do temperatury otoczenia powoduje również, że obiekty łatwiej się krzywią. Dlatego drukarka do filamentu ABS powinna mieć podgrzewaną podstawę, która utrzymuje ciepło przedmiotu, aż ten jest gotowy i będzie mógł równomiernie ostygnąć.
Podsumowanie:
MakerBot Replicator 2 jest najbardziej niezawodna i najlepsza pod względem jakościowym. Oprócz tego drukarka wyróżnia się dopracowanymi szczegółami. Cierpliwi majsterkowicze w Ultimakerze odnajdą szybką i dobrą drukarkę, która jednak wymaga regularnej korekty ustawień. Urządzeniem dla początkujących użytkowników okazuje się Pearl: bez skomplikowanego montażu wygeneruje niezbyt subtelne, ale przydatne wydruki.
