Kolory, prostota obsługi, szeroki asortyment zróżnicowanych materiałów – ale co tak naprawdę jest najważniejsze w druku 3D w technologii FDM…?

W dniu wczorajszym pisząc o najnowszej aktualizacji aplikacji MakerBot Mobile, wskazywałem, iż jednym z najważniejszych aspektów popularyzacji niskobudżetowych drukarek 3D wśród szerokiego grona użytkowników jest uproszczenie procesu obsługi urządzeń. Podtrzymując w dalszym ciągu to twierdzenie, nie sposób jednak zwrócić uwagi na to, że w technologii druku 3D tak naprawdę chodzi o coś innego. Łatwa obsługa jest ważna, podobnie jak szereg innych czynników wpływających na popularyzację druku 3D (wprowadzenie koloru, czy szeroka paleta filamentów), ale koniec końców najważniejsze jest to, żeby drukarka 3D była w stanie w maksymalnie dużym stopniu odwzorować model przestrzenny, który drukuje. Tyle – i aż tyle…

Drukarki 3D drukujące w technologii FDM są stosunkowo prostymi urządzeniami – przynajmniej pod kątem mechanicznym. Dlatego tak wiele jest firm produkujących tego typu urządzenia na rynku, dlatego też tylko tego typu drukarki 3D występują w formie kitów do samodzielnego montażu. To co jest naprawdę skomplikowanego w technologii FDM to nie konstrukcja drukarki 3D, lecz oprogramowanie tnące model STL na warstwy, generujące podpory w miejscach, w których są one niezbędne oraz konwertujące całość na GCode – ciąg komend sterujących głowicą drukującą i stołem roboczym urządzenia.

Powyższy proces jest na tyle skomplikowany, że tylko nieliczne firmy na rynku wyposażają swoje drukarki 3D w autorskie oprogramowanie – znakomita większość korzysta z darmowych slicerów – KISSlicera, Slic3ra lub Cury, ewentualnie tworzą własny soft, ale do cięcia i generowania GCode`ów wykorzystują któryś z istniejących silników. Koniec końców, kupując daną drukarkę 3D wykorzystującą np. silnik Slic3ra możemy być pewni, że drukowanie modeli 3D z raftem (spodnia warstwa wydruku, na której jest budowany model, od której wydruk jest odrywany) zakończy się niepowodzeniem (raft będzie praktycznie zespojony z modelem i nie da się go usunąć z modelu inaczej jak mechanicznie).

Abstrahując od kwestii oprogramowania, to co w druku 3D w technologii FDM jest równie ważne, to odwzorowywanie dokładnych wymiarów modelu względem jego wersji cyfrowej. Termoplasty – w szczególności ABS i nylon, charakteryzują się dużym skurczem. Jest on wynikiem tego, że materiał przechodząc z temperatury 240°C – 250°C, w której jest drukowany do temperatury pokojowej, kurczy się zmieniając swoją objętość i w konsekwencji wpływając na geometrię modelu. Może też po prostu popękać. Dużo lepiej wygląda to w przypadku PLA lub jego kompozytów, jednakże i tam może dojść do skurczu – szczególnie przy dużych obiektach lub specyficznych warunkach panujących w pomieszczeniu, w którym jest drukowany (np. przeciąg).

Producenci drukarek 3D próbują rozwiązać ten problem zamykając komorę roboczą urządzenia. Dodatkowo Stratasys podgrzewa ją, a potem wychładza w kontrolowany sposób. Dzięki temu kurczliwość materiału jest zminimalizowana, chociaż bynajmniej wcale jej nie rozwiązuje. Niemniej jednak należy pamiętać, że druk 3D z ABS czy nylonu stoi na zupełnie innym poziomie trudności niż z PLA i każdy kto myśli wykorzystywaniu drukarki 3D do celów komercyjnych lub profesjonalnego prototypowania z wykorzystaniem właśnie tych materiałów, powinien mieć to na uwadze.

Koniec końców, kwestie związane z tym, czy dany wydruk będzie monochromatyczny, czy kolorowy (drukowany np. z dwóch lub trzech głowic drukujących), czy będzie wykonany z takiego czy innego kompozytu PLA (np. drewno, brąz, mosiądz etc.) oraz czy drukarka 3D będzie obsługiwana przez smartfona, czy trzeba będzie uruchamiać ją z poziomu samej drukarki 3D są ważne, ale bez porównania ważniejsze jest to, jak duży będzie stopień odwzorowania samego modelu?

Innymi słowy, chcąc wydrukować profesjonalny model o wymiarach 10 x 10 x 10 cm, powinniśmy otrzymać model o dokładnie tych samych wymiarach, a nie z tolerancją na poziomie kilku milimetrów. I na tym właśnie powinniśmy się skupiać w poszukiwaniu drukarki 3D. Chyba że szukamy urządzenia do zabawy, gdzie ważniejsze jest to, że w ogóle coś się nam wydrukowało, niż to że posiada dokładnie takie same parametry wydruku jak w modelu wyjściowym.