3D Gence – polska drukarka 3D z patentami

26

Polska branża producentów niskobudżetowych drukarek 3D wywodzi się bezpośrednio z ruchu RepRap. Począwszy od Przemka Jaworskiego z ZMorpha i Krzysztofa Dymianiuka z 3NOVATICY, poprzez Bartka Barłowskiego zaangażowanego w projekty RapCraft i Omni3D i braci Twardo z Monkeyfab, a skończywszy na Arku Śpiewaku z 3D Printers i Mateuszu Brodowskim z Jelweka. Nawet Rafał Tomasiak z Zortraxa zaczynał od zwykłych plastikowych RepRapów jako Gadgets3D. To jednak powoli się zmienia… Co jakiś czas, ni stąd ni zowąd pojawiają się firmy, których korzenie sięgają zupełnie innych branż i technologii, a swoimi rozwiązaniami w kwestii projektowania drukarek 3D wkraczają one na zupełnie inne poziomy niż firmy obecne na rynku do tej pory. W zeszłym miesiącu prezentowałem drukarkę 3D BlackJet z Krakowa, dziś mam przyjemność przedstawić światu 3D Gence – bardzo ciekawie zapowiadającą się konstrukcję z Gliwic.

Na temat 3D Gence i firmy NaviTracer (dokładnie 3D Printers Factory NaviTracer Polska SP. z o.o.) usłyszałem po raz pierwszy dwa tygodnie temu, od znajomej osoby z branży. Nie ukrywam, że drukarka 3D jaką zobaczyłem na wyjątkowo profesjonalnie wyglądającej stronie www, niezmiernie mnie zaintrygowała? Choć konstrukcyjnie na pierwszy rzut oka przypominała nowoczesnego RepRapa, ilość unikalnych funkcjonalności i zastosowań jakie zostały w niej zawarte sprawiła, że jeszcze tego samego dnia skontaktowałem się z firmą z prośbą o dodatkowe informacje. Odezwał się do mnie Pan Patryk Kadlec – dyrektor zarządzający firmy, z którym przeprowadziłem bardzo ciekawą rozmowę, a potem przeprowadziłem wywiad, który możecie poniżej przeczytać.

Co tak intrygującego zawiera 3D Gence? Oto jej specyfikacja techniczna:

  • technologia druku 3D: FDM
  • obszar roboczy: 23 x 25 x 21 cm
  • stół roboczy: podgrzewany, ceramiczny
  • rodzaj materiału do druku 3D: ABS, PLA
  • typ extrudera: direct drive
  • średnica dyszy: 0,5 mm
  • grubość drukowanej warstwy: 100-400 [µm]
  • rozdzielczość osi X,Y: 100 [µm]
  • komunikacja: USB

Ponadto drukarka 3D zawiera takie funkcjonalności jak specjalnie stworzony system do automatycznej kalibracji urządzenia, opatentowany system szybkiej wymiany głowic, opatentowany system kontroli ciśnienia w dyszy głowicy i własna elektronika sterująca. Dużo patentów jak na zwykłego RepRapa, prawda? Skąd w ogóle wzięła się firma Navitracer, czym się zajmuje oraz co tak nadzwyczajnego znajduje się w opatentowanych rozwiązaniach – o tym wszystkim opowiada CEO firmy, Patryk Kadlec…

Paweł Ślusarczyk: Proszę przedstawić sylwetkę firmy i jej korzenie? Skąd się wywodzi, czym się zajmuje, czy ma jakieś powiązania z istniejącymi firmami na rynku…?

Patryk Kadlec: Trzon firmy tworzą:

  • Patryk Kadlec – współzałożyciel i dyrektor zarządzający, posiadający kilkonastoletnie w branży IT oraz e- commerce, odpowiedzialny za rozwój, produkt oraz strategię spółki,
  • Grzegorz Kowalczyk – Prezes Zarządu – przedsiębiorca związany od 30 lat z branżą produkcyjną w zakresie produkcji narzędzi
  • dr hab. inż. Damian Gąsiorek – dyrektor techniczny, szef zespołu technicznego, wykładowca na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej.

Jeśli chodzi o historię spółki, to firma Navitracer Polska Sp. z o.o. związana jest z nowymi technologiami, ostatnio IoT (Internet of Things), rozwiązania telemetryczne, drukarki 3D, stabilizatory obrazu (Gimball) oraz inne wysokie technologie. W skład Navitracer.com wchodzi pełne wykonanie urządzeń hardware i skorelowanej z nimi platformy internetowej służącej do takich zastosowań jak: pobór myta dla samochodów powyżej 3,5 T, narzędzie zarządzanie flotą, monitoring pojazdów etc. Wybranymi projektami grupy są: AVT GmbH – systemy rejestracji video, BHS AG – kontolery przemysłowych wycinarek, Carboautomatyka SA – systemy identyfikacji, Ceotronics GmbH – systemy bezpieczeństwa i nagrywarki MPEG 4, CE-SYS GmbH – systemy rejestracji video, Heidolph Instruments GmbH – pomiarowe instrumenty labarotoryjne, Hesa SpA – systemy identyfikacyjne oparte na GPS, Müller Martini AG – kontrolery systemowe czy Kodak / USA – rozwój technologii foto.

Osoby odpowiedzialne za projekt i dobór komponentów do drukarki 3D Gence One: Krzysztof Wilk, Przemysław Wolnicki i Marcin Zachwieja, to pracownicy i studenci Katedry Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej, którzy od kilku lat używają i sami budują drukarki 3D. Uzyskane doświadczenie w druku 3D oraz obsłudze różnych rodzajów drukarek dostępnych na rynku pozwoliła na wyeliminowanie wielu mankamentów w dostępnych konstrukcjach i wprowadzenie wielu innowacyjnych rozwiązań.

3D Gence 02

PŚ: Proszę opisać najważniejsze cechy drukarki 3D Gence?

PK: Po pierwsze ceramiczny stół – zapewnia dobrą przyczepność drukowanego elementu do stołu oraz jego łatwe odseparowanie po zakończeniu druku. Osoby drukujące na płytkach perforowanych lub szkle wiedzą ile nerwów można stracić przy odseparowaniu wydruku od stołu. Dodatkowo materiał naszego stołu jest odporny na zarysowania, zaś na powierzchni wydruku pozostawia wyjątkową fakturowaną powierzchnię, która nie odróżnia się od pozostałych boków elementu (brak połysku, efektu lustra) dzięki czemu przedmioty na nim drukowane wyglądają naturalnie z każdej strony. Kolejną ważną zaletą zastosowania ceramiki jest fakt, iż nie odkształca się ona pod wpływem ciepła, co zapewnia równą powierzchnię stołu niezależnie od jego temperatury.

Po drugie, dedykowana elektronika – drukarki 3D Gence wyposażone są w dedykowaną, profesjonalną elektronikę, bazującą na komponentach renomowanych firm (takich jak Texas Instruments), wykonaną na specjalne zamówienie przez niemiecką firmę. Płyta sterująca wyposażona jest w szereg zabezpieczeń począwszy od przeciwprzepięciowych i przeciwzwarciowych przez przeciwprądowe skończywszy na termicznych, dzięki czemu jest ona praktycznie niezniszczalna. Elementem wyróżniającym naszą elektronikę od pozostałych jest również fakt wykonania jej w technologii wielowarstwowej, 6 warstw zapewnia optymalne odseparowania części analogowej od cyfrowej, dzięki czemu użytkownik ma pewność że nic nie zakłóci działania jego drukarki. Kolejną zaletą jest zastosowanie podzespołów wyłącznie najwyższej jakości dzięki czemu możliwe jest między innymi sterowanie silnikami krokowymi o nominalnym poborze prądu do 6A bez dodatkowego chłodzenia, całość uzupełniają pozłacane styki zapewniające bezawaryjność oraz idealny kontakt złącz.

Po trzecie, autokompensacja i autokalibracja – w drukarkach 3D Gence postawiliśmy na wygodę i innowacyjność dlatego wyposażyliśmy nasze urządzenia w układ odpowiedzialny, nie tylko za autopoziomowanie stołu, ale również kompensację jego nierówności. Cały proces kalibracji stołu polega na naciśnięciu wyłącznie jednego przycisku, po czym urządzenie wykonuje szereg czynności mających na celu stworzenie tzw. mapy stołu, z której dane wykorzystywane są do procesu autokompensacji oraz autopoziomowania. W praktyce oznacza to, że użytkownik drukarki 3D Gence nigdy nie doświadczy problemów odklejania/podwijania się wydruku wynikających ze złego wypoziomowania stołu, jak również z jego nierównej powierzchni.

Po czwarte, szybka wymiana głowicy – urządzenia 3D Gence posiadają opatentowany system szybkiej wymiany głowicy. Pozwala on na wymianę głowicy drukującej w przeciągu kilku sekund! Użytkownik nie musi tracić czasu na wymianę dyszy na mniejszą, czy czyszczenie głowicy aby zastosować inny materiał, wystarczy że wykorzysta drugą głowicę, której wymiana potrwa parę sekund. Rozwiązanie to daje możliwość szybkiego demontażu głowicy w przypadku stwierdzenia jej niedrożności, a co za tym idzie, łatwość usunięcia problemu.

W końcu po piąte – najwyższa jakość. Do produkcji drukarek wykorzystujemy jedynie podzespoły jak i materiały najwyższej jakości pochodzące od sprawdzonych producentów z Polski jak i Niemiec, nie ma tu miejsca na nalepkę „Made in China”. Kinematyka maszyny oparta jest na wysokiej jakości podzespołach: bezluzowe prowadnice liniowe wraz z wózkami, śruby kulowe oraz synchroniczne pasy zębate. Elementy konstrukcyjne wykonane są wyłącznie z aluminium, lekkiego oraz bardzo wytrzymałego materiału, nie ma mowy o „plastikowych” podzespołach. W naszych drukarkach klient nie dostanie plików, które ma sobie wydrukować aby drukarka była kompletna.

PŚ: Do kogo jest skierowana oferta firmy? Kto powinien z niej korzystać: firma czy raczej użytkownik indywidualny?

PK: Oferta firmy skierowana jest głównie do wymagających użytkowników, stawiających przede wszystkim na niezawodności oraz jakości wykonania. W związku z powyższym nasze drukarki konstruowane są z myślą o małych jak i dużych firmach z branży takiej jak automotive, nie oznacza to jednak, że jesteśmy zamknięci na indywidualnych użytkowników! Użytkujemy codziennie nasze drukarki i wiemy z jaką przyjemnością można drukować swoje modele,

PŚ: Z jakich filamentów drukuje 3D Gence?

PK: Na chwilę obecną są dwa materiały, PLA oraz ABS. W niedługim czasie mamy zamiar przeprowadzić testy ze wszystkimi dostępnymi materiałami na rynku, tj. nylon, PET, PVA, HIPS, PC, PS, gumo- i drewnopodobne itd. i na ich podstawie uzupełnić listę.

PŚ: Na czym polega automatyczna kalibracja urządzenia? Czym ona różni się od tego co zastosowano już rok temu m.in. w Up! Plus 2 i Zortraxie?

PK: O ile nam wiadomo, w drukarkach UP! Plus 2 oraz Zortrax występuje automatyczna kalibracja opierająca się wyłącznie na „wirtualnym” wypoziomowaniu stołu. Polega ona na wyznaczeniu płaszczyzny stołu na podstawie pomiaru paru punktów (w przypadku UP! jest to 9 punktów), a następnie odpowiedniego zgrania ruchów osi Z aby element był tworzony pod kątem prostym do jego powierzchni. Rozwiązanie to nie niweluje jednak nierówności stołu, a jedynie jego pochylenie. Aby rozpocząć proces kalibracji w UP! należy założyć specjalną nakładkę na dyszę i podłączyć ją kablem z drukarką, w przeciwieństwie do 3D Gence gdzie pomiar następuje przy użyciu dyszy. W przypadku drukarek 3D Gence automatyczna kalibracja opiera się na stworzeniu tzw. mapy krzywizny stołu poprzez wykonanie kilkunastu pomiarów (>=15 pomiarów w osi X oraz Y) jego wysokości w danych punktach. W ten sposób powstaje macierz zawierająca odchyłki wysokości, na podstawie której urządzenie steruje ruchami osi Z, w taki sposób, aby utrzymać stałą wysokość pomiędzy stołem, a dyszą, niezależnie od stopnia nierówności powierzchni.

Mówiąc w skrócie, rozwiązanie zastosowane w drukarkach 3D Gence różni się od UP! oraz Zortrax tym, że zwykłe autopoziomowanie rozwinęliśmy o autokompensację (niwelowanie nierówności powierzchni stołu), dzięki czemu szczelina pomiędzy dyszą, a powierzchnią stołu, w każdym jego punkcie, jest stała, niezależnie, czy stół jest prosty, czy pofałdowany, co zapewnia idealne przyleganie materiału. 

3D Gence 04

Sposób poruszania się głowicy po autokalibracji UP! Plus 2, Zortrax oraz 3D Gence

PŚ: Na czym polega system szybkiej wymiany głowicy drukującej? Po co trzeba wymieniać głowicę?

PK: System szybkiej wymiany głowicy polega na możliwości odłączenia jej za pomocą wciśnięcia jednego przycisku bez konieczności odkręcania jakichkolwiek śrub, nakrętek czy kabli z czujników. Opcja ta jest szczególnie przydatna podczas wymiany filamentu na inny, gdy nie chcemy tracić czasu na czyszczenie głowicy. Według naszych doświadczeń szybciej i przede wszystkim wygodniej jest zastosować oddzielne głowice do różnych rodzajów materiałów aby w przyszłości uniknąć nieprzyjemności wynikających między innymi z zatkania się dyszy. W testowanych przez nas drukarkach dostępnych na rynku wielokrotnie zdążało się nam zatkanie dyszy, co prowadziło do unieruchomienia drukarki. Chcemy naszym rozwiązaniem wyeliminować ten efekt, aby klient nie musiał tracić czasu na rozkręcanie i czyszczenie dyszy.

PŚ: Na czym polega system kontroli ciśnienia w dyszy? Do czego to służy i na czym polega?

PK: Specjalnie zaprojektowany układ pozwala użytkownikowi, na ekranie LCD, odczytać wartość ciśnienia panującego w dyszy. Dzięki temu operator drukarki może bez problemu stwierdzić, czy np. w trakcie drukowania pierwszej warstwy, dysza znajduję się na odpowiedniej wysokości oraz czy nie następuje blokowanie się filamentu, czego efektem może być przetarcie drutu przez radełko wytłaczarki. Odczyt może pomóc nam również w dobraniu odpowiedniej temperatury wytłaczania dla danego filamentu (przy optymalnej temperaturze, ciśnienie w dyszy nie ulega gwałtownym zmianom).

3D Gence 03

PŚ: Do czego służy opcja korzystania z filamentów o średnicy 1,75 i 3 mm? Zwykle drukarka 3D korzysta tylko z jednego typu filamentu? Ponadto jak zapatrujecie się Państwo na kwestię stopniowej marginalizacji filamentów o średnicy 3 mm w kontekście tego udogodnienia?

PK: Głównym założeniem tej opcji jest skrócenie czasu wydruku dużych przedmiotów, przy których wysoka jakość nie jest wymagana. Załóżmy, że użytkownik potrzebuje wydrukować coś dużego w jak najkrótszym czasie i niekoniecznie zależy mu na jakości, wówczas ma on możliwość zastosowania większej średnicy filamentu oraz dyszy co zdecydowanie skraca czas wydruku. Wynika to z faktu, iż filament o średnicy 3mm i długości np. 10cm ma znacznie większą objętość niż tej samej długości filament 1,75 mm, dlatego też jest możliwe wytłoczenie większej ilości materiału w krótszym czasie przy tych samych prędkościach wytłaczania, a co za tym idzie, szybszy wydruk elementu. Jeżeli chodzi zaś o marginalizację filamentu 3mm, oczywiście zdajemy sobie z tego faktu sprawę, ale jeżeli nasza propozycja wykorzystania go do przyśpieszenia wydruku spotka się z aprobatą wśród użytkowników, wówczas dołożymy wszelkich starań aby zapewnić im łatwy dostęp do tego materiału.

PŚ: Proszę opisać waszą dedykowaną elektronikę? Czy powstaje ona od podstaw wg Państwa projektu, czy korzystacie z ogólnodostępnych elektronik (Merlin, RAMPS etc.?)

PK: Drukarki 3D Gence wyposażone są w dedykowaną, profesjonalną elektronikę, bazującą na komponentach renomowanych firm (takich jak np. Texas Instruments). Twórcą serca naszej drukarki jest pan dr. Roman Foltyn (współudziałowiec firmy). Sterownik wyposażony jest w szereg zabezpieczeń począwszy od przeciwprzepięciowych i przeciwzwarciowych przez przeciwprądowe skończywszy na termicznych, dzięki czemu jest on praktycznie niezniszczalny. Elementem wyróżniającym naszą elektronikę od pozostałych jest również fakt wykonania jej w technologi wielowarstwowej, 6 warstw zapewnia optymalne odseparowania części analogowej od cyfrowej, dzięki czemu użytkownik ma pewność że nic nie zakłóci działania jego drukarki. Kolejną zaletą jest zastosowanie podzespołów wyłącznie najwyższej jakości dzięki czemu możliwe jest między innymi sterowanie silnikami krokowymi o nominalnym poborze prądu do 6A bez dodatkowego chłodzenia, całość uzupełniają pozłacane styki zapewniające bezawaryjność oraz idealny kontakt złącz. Nasza elektronika została wykonana od podstaw, jednakże jest ona zaprojektowana tak aby umożliwić użytkownikowi bardzo łatwe jej modyfikowanie. Ułatwienie to polega na wykonaniu jednej z jej części na wzór powszechnie znanego Arduino Mega dzięki czemu, użytkownicy znający się na programowaniu w prosty sposób będą mogli jeszcze lepiej dostosować ją do własnych potrzeb.

PŚ: Na czym dokładnie polega wyjątkowość ceramicznego stołu grzewczego? Jak przebiega druk 3D z ABS na nim?

PK: Druk z ABS’u na naszym stole przebiega podobnie jak w przypadku np. stołu pokrytego kaptonem, materiał bez problemu przylega do płyty z tą jednak różnicą, że ceramika pozostawia na wydruku bardzo atrakcyjną fakturowaną powierzchnię, praktycznie nieodróżniającą się od reszty wydrukowanego elementu. Dodatkowo zapewnia bardzo łatwe odseparowanie wydruku od stołu po jego zakończeniu. Wystarczy, że temperatura ceramicznej płyty obniży się do ok 50-60 st. C a wydruk oddzieli się od niej samoistnie. Warto również wspomnieć, że nasz stół osiąga temperaturę 100st. C już po 2min od rozpoczęcia grzania.

PŚ: Jak wygląda kwestia  oprogramowania, z którego korzystacie? Jaki macie firmware a jaki software?

PK: Nasza firma stawia na otwarte oprogramowanie ponieważ wierzymy, że posiada ono mnóstwo zalet. Za największą i najważniejszą uważamy możliwość pełnej kontroli nad każdym parametrem wydruku co daje wręcz nieograniczone możliwości dostosowania profilu wydruku przez użytkownika pod własne wymagania. Firmware jak i software z jakiego korzystamy jest ogólnodostępnym projektem firmy Hot- World GmbH & Co. KG.

PŚ: Co kryje się pod hasłem 3D Gence PRO? Dlaczego kosztuje on aż 3 razy więcej od wersji standardowej?

PK: Póki co możemy zdradzić, że 3D Gence PRO to drukarka z najwyższej półki, wyposażona w duże pole robocze oraz zamkniętą, podgrzewaną przestrzeń roboczą. Więcej informacji ujawnimy wkrótce. Zapewniamy, że ten produkt będzie dużą konkurencją dla dużych drukarek zarówno cenowo jak i pod względem wyposażenia.

3D Gence 01

PŚ: Jak zapatrujecie się Państwo na ostatnie ruchy cenowe na rynku drukarek 3D? Up! Plus kosztuje od niedawna 5 500 PLN brutto, co stanowi 68% Państwa ceny? Jak zamierzacie z tym konkurować?

PK: Jesteśmy przekonani, że rynek drukarek 3D jest bardzo duży i nie zabraknie na nim miejsca na produkty różnych firm, a jedynie zamożność klienta i jego oczekiwania względem druku będą stanowiły o popycie na dany produkt. Jeżeli chodzi zaś o ceny innych drukarek, to możemy powiedzieć jedynie, że wraz z jakością urządzenia niestety wzrasta jego cena.. Drukarka 3D Gence One jest wykonana z najlepszych dostępnych komponentów i dlatego jest produktem droższym od składanych w garażach. Nie chcemy porównywać 3D Gence One do drukarki Up 3D Plus, bo to zupełnie inne produkty, skierowane do innej grupy potencjalnych nabywców. Najlepiej zobaczyć i przetestować jak drukuje się na 3DGence One. Naszym zdaniem drukowanie 3D nareszcie będzie przyjemnością dzięki drukarce 3D Gence One.

PŚ: Pomijając obszar zadruku i cenę, w czym wasza drukarka 3D jest lepsza od Up! Plus 2, Zortraxa i MakerBota? W jaki sposób zamierzacie Państwo konkurować z dużo tańszymi RepRapami po 1500 – 3000 PLN (Jelwek Prusa, GATE, Prime 3D inne)?

PK: Konkurować zamierzamy przede wszystkim wysoką jakością podzespołów i wykonania jak również wsparciem technicznym i co oczywiste, niezawodnością. Standardowo na nasze drukarki udzielamy gwarancji, jednocześnie planujemy wprowadzić pełen wachlarz dodatkowych usług związanych z drukarkami 3D. Mamy również nadzieję, że nasze produkty wyróżniać się będą na tle innych drukarek za sprawą innowacyjnych rozwiązań (m.in. autokompensacja, szybka wymiana głowic).

PŚ: Kiedy 3D Gence będzie dostępne w sprzedaży? Przez stronę nie można tego teraz zrobić?

PK: Chcielibyśmy wprowadzić nasze drukarki do sprzedaży jak najszybciej, niestety z przyczyn niezależnych od Nas niektórych rzeczy nie jesteśmy w stanie przyśpieszyć, mimo wszystko planowany termin to wrzesień. Na pierwsze egzemplarze mamy już zamówienia, a klienci którzy byli na pokazie wskazywali, że widzą dużą różnicę pomiędzy 3D Gence One, a innymi produktami dostępnymi na rynku.

PŚ: Dziękuję serdecznie za rozmowę.

PK: Dziękuję również.

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.