W poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie: po co, na co i do czego ludziom duże drukarki 3D…?

10

Podczas ostatnich targów Dni Druku 3D w Kielcach dało się zaobserwować nowy trend wśród producentów niskobudżetowych drukarek 3D drukujących w technologii FDM w postaci sukcesywnego powiększania obszaru roboczego urządzeń. Na rynku pojawia się coraz więcej wielkoformatowych maszyn, gdzie 30 cm w każdej osi przestaje robić na kimkolwiek jakiekolwiek wrażenie… Czy lada moment zaleją nas drukarki 3D zdolne drukować modele po min. 50-60 cm w każdej z osi? A jeśli tak… to po co ?

Najpierw trochę historii… Jedną z pierwszych dużych, niskobudżetowych maszyn tego typu była australijska ART 3D, która posiadała obszar roboczy na poziomie 1 x 1 0,4 metra. Firma, która produkowała to urządzenia ma za sobą dość burzliwą historię (którą postaram się w niedalekiej przyszłości opisać), niemniej jednak zapoczątkowała pewien trend, za którym podążyli inni.

Na początku 2014 roku pojawił się niemiecki BigRep, który wyniósł drukowanie wielkoformatowe w technologii FDM na dużo wyższy (i szerszy) poziom. Pierwsza drukarka 3D firmy – BigRep One posiadała obszar roboczy na poziomie aż 114,7 x 100 x 118,8 cm i była zdolna drukować w całości meble – stoły i krzesła. BigRep funkcjonuje z powodzeniem po dziś dzień, a jej produktem zainteresował się nawet Autodesk wprowadzając do niej swoje oprogramowanie Spark.

BigRep

Kolejną znaną drukarką 3D na rynku był niemiecki German RepRap, który w listopadzie 2014 roku zaprezentował światu X1000 – zamkniętą maszynę drukującą z PLA obiekty o maksymalnych wymiarach  1 x 0,8 x 0,6 metra. Nowa odsłona tego urządzenia, zaprezentowana we wrześniu tego roku posiada już bardziej profesjonalny design oraz szereg udogodnień dla przemysłu.

German RepRap X1000 V2 02

Potem poszło już gładko… Na targach CES w Las Vegas w styczniu tego roku, Robo 3D zaprezentowało koncept R MEGA, o obszarze roboczym 0,99 x 0,99 x 0,99 metra, a w marcu holenderski Builder wypuścił na rynek Big Buildera EXTREME 2000, zdolnego drukować obiekty o maksymalnych rozmiarach aż 0,87 x 0,78 x 1,9 metra.

Big Builder Extreme

Nawet nasz rodzimy Monkeyfab zdecydował się na stworzenie wielkoformatowego urządzenia, prezentując w kwietniu na CAxInnovation w Muzeum Techniki i Przemysłu NOT w Pałacu Kultury w Warszawie drukarkę 3D KILO o obszarze roboczym 0,92 x 0,86 x 0,8 metra.

Monkeyfab KILO

Teraz coraz więcej firm podąża tym śladem, również w Polsce. Aye Aye Labs, Omni3D, DDDBot, WOLFix, ATMAT, Urbicum… przy tych urządzeniach MakerBot Z18 wydaje się być dość… przeciętny.

Mnie jednak cały czas zastanawia, do czego ludziom mogą być potrzebne tak duże drukarki 3D? Do tej pory na różnych prezentacjach, targach i eventach widziałem fantastyczne, wielkoformatowe wydruki przedstawiające wazony, rakiety, butelki czy gigantyczne głowy Zombie Huntera. Jedynie Remi Piechura z 3DBoom – dystrybutora Buildera Extreme pokazywał wydruki dużych elementów konstrukcyjnych – reszta stanowiła zabawki…

Duża drukarka 3D 01

Teoretycznie za pomocą dużej drukarki 3D można drukować w skali 1:1 elementy maszyn, obudów, karoserii do aut, a nawet zderzaki (chociaż te raczej w częściach). Można iść w ślady BigRep i drukować gotowe meble. Teoretycznie możliwości są nieograniczone… Jest w tym wszystkim jednak kilka haczyków…

Haczyk nr 1 – tylko PLA

Nie licząc MakerBota Z18 i Factory 2.0 z Omni3D (chociaż w tym przypadku opieram się wyłącznie na deklaracjach producenta), żadna z wielkoformatowych drukarek 3D nie ma podgrzewanych komór roboczych. Powoduje to, iż praca z ABS staje się praktycznie niemożliwa, gdyż przy tak dużych powierzchniach materiał ten będzie się kurczył na tyle, iż nie osiągnie się pełnego odwzorowania wymiarowego detalu. Dlatego większość producentów tego typu urządzeń rekomenduje druk 3D wyłącznie z PLA, na czele z MakerBotem, który nie dopuszcza w ogóle stosowania innego materiału.

O wyższości ABS nad PLA w aplikacjach przemysłowych pisałem już kilkakrotnie. PLA to świetny materiał dla użytkowników indywidualnych, branży reklamowej czy architektonicznej – przemysł wykorzysta wydruki z tego materiału tylko w charakterze koncepcyjnym.

Haczyk nr 2 – słaba powierzchnia wydruków

Z uwagi na gabaryty wydruków i czas ich produkcji, drukowanie modeli wysokości np. 50 cm przy standardowej dla FDM warstwie 0,1 lub 0,2 mm mija się trochę z celem. Tzn. jest to jak najbardziej możliwe, tyle tylko że czas druku 3D będzie liczony wtedy w tygodniach. Dlatego producenci tego typu maszyn wyposażają je w głowice drukujące o dużej średnicy (np. 0,8 mm) i zalecają drukowanie obiektów na dużych warstwach. Niestety to odbije się na jakości powierzchni wydruków, która będzie chropowata…

Jeżeli rozmawiamy o wydruku koncepcyjnym to nie będzie miało większego znaczenia. Natomiast gdyby ktoś wpadł na pomysł aby na bazie takiego wydruku stworzyć formę do odlewów, to tego typu pomysł odpada, chyba że wcześniej poświęci się czas na lakierowanie wydruku żywicą lub jego szpachlowanie, a na koniec dokładne szlifowanie. Jest to jak najbardziej do osiągnięcia, z tym że wiąże się z dodatkową pracą o charakterze wykończeniowym.

Haczyk nr 3 – długi czas wydruku 3D to duże ryzyko awarii

Wydruki wielkogabarytowe wiążą się z długim czasem ich drukowania liczonym w dniach. Jak każdy użytkownik drukarek 3D drukujących w technologii FDM doskonale wie, tego typu technologia ma swoje słabości w postaci tendencji do psucia i/lub przerywania wydruków z najprzeróżniejszych powodów: począwszy od utraty napięcia (np. w budynku), po zablokowanie się filamentu na rolce.

Niedawno Przemek Kazanowski z 3DKreatora opowiadał mi anegdotę z targów Euromold. W trakcie targów wspomniany BigRep drukował stół. Na koniec jednego z dni targowych, koledzy z 3DKreatora jako jedyni pozostali jeszcze na stosiku rozmawiając z klientami podczas gdy reszta wystawców udała się na after party, które odbywało się w dalszej części hali. W którymś momencie koledzy zauważyli, że jedna z rolek z filamentem na BigRep spadła na ziemię i się mocno poplątała grożąc przerwaniem kilkudniowego wydruku. Nie tracąc chwili skontaktowali się z przedstawicielami BigRepa informując ich o tym wypadku. Ci praktycznie w ostatniej chwili uratowali wydruk przed katastrofą… Gdyby to samo nastąpiło kilka godzin później, cała ekspozycja firmy przepadłaby z kretesem. Tym samym 3DKreator uratował dla BigRepa całe targi Euromold…

Zdjęcia z akcji ratunkowej wydruku BigRep w wykonaniu 3DKreator

Ta historia pokazuje jak niewiele potrzeba, by wydruk się popsuł oraz że praca z dużymi drukarkami 3D wymaga nadzoru pracownika.

Reasumując, cały czas zastanawiam się do czego duże drukarki 3D drukujące w technologii FDM mogłyby być tak naprawdę wykorzystywane? Oczywiście za wyjątkiem wydruków pokazowych / koncepcyjnych? Wszystko wskazuje na to, iż lada moment tego typu urządzeń pojawi się na rynku spora ilość, dlatego dobrze byłoby przed jej ewentualnym zakupem mieć pewność co do tego, czy jest to na pewno to urządzenie, które rozwiąże nasze problemy?

Grafika przewodnia: www.3ders.org

Udostępnij.

O autorze

Paweł Ślusarczyk

Prezes zarządu CD3D Sp. z o.o. oraz Business Development Manager. Posiada ponad 12-letnie doświadczenie w biznesie, zdobyte w branży IT, reklamowej i poligraficznej. Od stycznia 2013 roku związany z drukiem 3D.

  • Piotr Hołubowicz

    Ale oczywiście zastosować jest wiele ! Tylko technologia jeszcze nie ta 😉 Szkoda, ze producenci od siebie kopiują, zamiast robić dobre R&D…

  • Zdecydowanie lepiej jest wydrukować kilka mniejszych przedmiotów, na mniejszych drukarkach (i do tego z ABS) i je ze sobą posklejać. Duże drukarki FDM to problem i doświadczyłem tego kilka razy. Duże drukarki to jak dla mnie tylko pokazówka nie niosąca za sobą realnego zastosowania. W cenie jednej „mega drukarki” można zakupić kilka urządzeń tańszych, z mniejszym obszarem roboczym, pozwalającym na wydruk również z ABS. W ostateczności wydruk zrealizujemy dużo szybciej i z większą dokładnością odwzorowania detalu i co też istotne, możemy to zrobić z różnych kolorów materiału.

    • Piotr Hołubowicz

      Tak Krzysztofie, ale przemysł nie powinien być zmuszany do „klejenia modeli”, czas inżyniera jest zbyt cenny i wartościowy, żeby siedział i robił robótki ręczne… Sęk w tym, ze producenci w ogóle nie rozwijają technologii i starają się przeskalować małe FDMy w potwory.. a to niestety jest technicznie niemożliwe…

      • Klejenie modeli dużo czasu nie pochłania w porównaniu z 5 dniowym drukiem który pójdzie nie po naszej myśli 🙂

        • Piotr Hołubowicz

          No tak, ale chodzi o czas pracy ludzkiej.

      • Piotrze, drukowałem duże rzeczy na drukarkach FDM – uwierz, ale większego stresu po 30 godzinach druku, jak zostało już niewiele do końca to ja jeszcze nie miałem. Do dużej drukarki jest potrzebny operator i bez tego nie da rady (co Paweł opisał). Ten sam jeden operator ogarnie kilka mniejszych drukarek drukujących JEDNOCZEŚNIE co znacznie przełoży się na końcowy czas wyprodukowania całego detalu. Klejenie – to idzie baaardzo szybko. To nie inżynier będzie drukował, ale operator, bo tak jak napisałeś – jego czas jest cenny. Dodatkowo wydruk w częściach pozwala oszczędzić sporo materiału. Możesz tak przewidzieć linię cięcia, aby drukować bez podpór. W przypadku dużego elementu może on wymagać mega ilości podpór (co generuje zużycie materiału) oraz późniejszą obróbkę detalu (co generuje dodatkowy czas.
        I aby nie być gołosłownym – jeden z takich większych projektów jakie miałem okazję zrealizować. Popatrz na detale i zobacz ile byś musiał podpór generować.
        https://www.youtube.com/watch?v=HmA4JVZqyb4

        • Piotr Hołubowicz

          Jasne Krzysztofie, znam Twoje projekty. Oczywiście, tak, jak piszę, na tym etapie rozwoju technologii- nie ma to sensu. Mam na myśli raczej 5-10 krotnie szybszy druk, znacznie bardziej niezawodny proces i znacznie tańszy proces, bo tylko wtedy ma to sens. I oczywiście rozpuszczalne podpory 🙂 Sądzę, że jest to do zrobienia, ale wymaga to uruchomienia potężnego procesu r&d wspólnie z uczelniami. Tak, jak pisałem – brak badań i po prostu skalowanie – nie ma sensu i nic nie wnosi.

          SUM UP: dzisiejszy FDM – tylko klejenie.
          Większe maszyny – nowa (?) lepsza technologia bazująca na FDM. Tak bym to widział.

      • poldesigner

        Po pierwsze to istotnie ma Pan rację, bo powiększanie maszyn w tym wydaniu nie ma najmniejszego sensu dla przemysłu, ciekawe że nikt nie wpadł na pomysł rodem z dużych frezarek gdzie brama porusza się w bramie zwiększając prędkość całego procesu.
        Po drugie moje doświadczenia z tym cennym czasem inżyniera są takie że jest on niestety w cenie czasu pracy pracownika produkcji więc w ogólnym rozrachunku nie ma to większego znaczenia.

        • Piotr Hołubowicz

          No dobra, w PL 😉 Nie sądzę, żeby ktoś produkujący maszynę za kilkasiedsiąt /kilkaset tysięcy celował tylko w Polskie rynki. A za granicą tej żałosnej tendencji na szczęście już nie ma 🙂

  • 3DKreator

    Dzięki za przytoczenie anegdoty 🙂

Rozmowa
z Cedrykiem
?