Jak udomowić drukarkę 3D?

Wczoraj został opublikowany w serwisie bardzo ważny tekst autorstwa BlazakoV`a, podważający fundamenty tzw. „nowej rewolucji technologicznej” i uderzający w jej najświętsze dogmaty. Tekst stawiający pod znakiem zapytania sens funkcjonowania wielu projektów biznesowych i marketingowych, jak również samą koncepcję druku 3D jako wybawienia spod jarzma wieloseryjnej produkcji masowej. BlazakoV nie wierzy w ideę drukarek 3D w każdym domu…

O ile zgadzam się z większością tez postawionych przez niego w artykule, równocześnie zacząłem zastanawiać się nad tym, czy jest to twierdzenie ostateczne i co można ewentualnie zrobić aby to zmienić? Innymi słowy, czy drukarkę 3D – zwierzę typowo przemysłowe, da się udomowić?

Na początek kilka kluczowych tez z tekstu BlazakoV`a:

• chociaż przeciętnemu Kowalskiemu słowo „drukarka 3D” kojarzy się w bardzo pozytywny sposób, o tyle jedyne co łączy ją z typową drukarką to nazwa; i chociaż jest to oczywistością, to stanowi to równocześnie największe oszustwo w całej machinie marketingowo-sprzedażowej napędzającej rynek personalnych drukarek 3D; drukarka 3D nie jest drukarką! to urządzenie do tworzenia prototypów dla branży przemysłowej – za jej niezwykły wzrost popularności na świecie odpowiada tak naprawdę grupa hipsterów pod przywództwem Bre Pettisa
• za pomocą drukarki 3D możemy wytworzyć dość proste i prymitywne kształty – chociaż tu również czyha na nas szereg ograniczeń; flagowym przykładem jest tutaj… szczoteczka do zębów!
• drukarki 3D to świetna i intrygująca technologia… ale dla firm; większość producentów tworzących drukarki dla zwykłych ludzi, dość szybko zweryfikowała swoją strategię sprzedażową i pod wpływem rynku skierowała je w dużej mierze do przemysłu i pracujących tam specjalistów.

Kluczowym problemem jest tu w gruncie rzeczy technologia FDM i związane z nią ograniczenia. Możemy wydrukować tylko to, na co pozwoli nam żyłka plastiku ekstrudowana przez rozgrzaną do 220°C głowicę. Drukowanie będzie przebiegało zawsze w pewien ściśle określony sposób i jedyne pole manewru jakie będziemy mieli, to ulepszanie poszczególnych procesów – ale nie zastąpienie ich innymi, lepszymi, lub bardziej efektywnymi.

Zatem aby zmienić ten stan rzeczy możemy co najwyżej próbować:

• zmienić materiały do druku
• maksymalnie rozwijać technologię FDM
• zmienić samą technologię druku na inną.

Nowe materiały do druku 3D

Pierwszy scenariusz wydaje mi się najszybszy i najprostszy do osiągnięcia. Najbardziej popularnymi obecnie materiałami do druku 3D są ABS i PLA. Obydwa – choć różnią się właściwościami i sposobem druku, dla laika wyglądają na pierwszy rzut oka identycznie. Czyli identycznie słabo… Drukowanie wazonika lub figurki z czerwonego ABS sprawi frajdę wyłącznie osobie, która to wydrukuje – jeżeli pokazać gotowy model komuś niezaznajomionemu z drukiem 3D, jego reakcja będzie w najlepszym wypadku obojętna. Zobaczy po prostu fantazyjnie wymodelowany przedmiot… ze zwykłego plastiku, na dodatek z tandetnymi prążkami na krawędziach.

Jednakże jeżeli ten sam obiekt wydrukować by z LayWooda, LayBricka, Nylonu czy T-glase – efekt będzie zgoła inny. Jeszcze lepiej, gdy zaczniemy te materiały ze sobą łączyć, eksperymentować z kolorami i kształtami. Pamiętacie buty z drukarki 3D? Wyobraźmy sobie teraz, że zamiast czerwonego ABS drukujemy je z przezroczystego T-glase, a wierzch – czyli obszar, który ma bezpośredni kontakt ze stopą, drukujemy np. z NinjaFlex. Zupełnie inne buty, prawda?

Nie twierdzę, że zastąpienie ABS nylonem lub jego pochodnymi rozwiąże jakikolwiek problem, pomijam też oczywiste kwestie związane ze spalinami i stopniem trudności wykonania dobrego wydruku z tych materiałów. Niemniej jednak ostatnimi czasy ten segment dość dynamicznie się rozwija. Przez wiele lat ABS i PLA były praktycznie jedynymi dostępnymi na rynku materiałami do druku (mam na myśli ogólnodostępną sprzedaż). Teraz, w ciągu zaledwie jednego miesiąca na rynku pojawił się elastyczny materiał dla technologii FDM i od MakerBota i od Fenner Drivers. Ewolucja w świecie materiałów do druku ma moim zdaniem kluczowe znaczenie, ponieważ da użytkownikowi bez porównania większą różnorodność i możliwość wyboru tego co zechce wydrukować. Na rynku pojawiają się już nawet pierwsze materiały przewodzące prąd pod FDM – to wszystko jest nadal wciąż bardzo prymitywne i toporne, niemniej jednak zmierza w dobrym kierunku.

Czy Kowalski wydrukuje sobie z tych nowych materiałów radio? Nie. Suszarkę do włosów? Absolutnie! Ale paleta możliwości sukcesywnie rośnie – z chęcią poeksperymentowałbym z łączeniem w/w materiałów i zapewne wkrótce to uczynię. Póki co wierzę, że jednym z czynników zbliżających druk 3D pod strzechy domów – są materiały.

Czy technologia FDM może być lepsza?

To co może być lepsze, to konstrukcje samych drukarek 3D: mechanika, elektronika, czy jakość poszczególnych komponentów. Od kilku miesięcy można zaobserwować pewien trend w tworzeniu zabudowanych konstrukcji. I chociaż tak naprawdę zapoczątkowały to Replicator 2 i The Form 1, to dopiero wraz z Buccaneerem ten styl stał się dominującym. Dziś otwarte konstrukcje RepRapowe zaczynają być passe i użytkownicy – o ile nie są wyjątkowo zmotywowani ceną, prędzej zdecydują się na nowego Ultimakera² niż nowego Lulzbota TAZ.

Zamknięty design wymusza na konstruktorach szereg rozwiązań, które pchają drukarki 3D do przodu i unowocześniają je. Pojawiają się zamknięte komory produkcyjne, wyciągi spalin, a nawet wysuwane stoły. Kable nie dyndają już we wszystkie strony, tylko są pochowane i odpowiednio zabezpieczone. Filament znajduje się w specjalnie zaprojektowanych pod to miejscach lub kartridżach, a nie wisi nad drukarką 3D lub stoi obok niej na kołowrotku. Urządzenia zaczynają wyglądać jak normalne sprzęty biurowe, a nie konstrukcyjne strachy na wróble z wyciągniętymi na wierzch elektroniczno-mechanicznymi wnętrznościami. Coraz więcej – również rodzimych konstruktorów, odchodzi zupełnie od części drukowanych na drukarce 3D, na rzecz frezowanych lub wycinanych z metalu elementów.

Największym niebezpieczeństwem może tutaj być chęć dążenia do osiągnięcia jak najniższej ceny. Na ten temat pisałem w oddzielnym artykule – to nie prowadzi do niczego dobrego. Aby zapewnić odpowiednią jakość drukarek 3D, zwiększyć ich bezawaryjność i powtarzalność – drukarki 3D muszą być drogie. Dopiero masowa produkcja seryjna pozwoli na obniżenie ceny jednostkowej. W momencie gdy opieramy się na ilościach idących w dziesiątki – setki sztuk miesięcznie, próba obniżania ceny będzie musiała odbić się negatywnie na jakości zastosowanych komponentów i co za tym idzie awaryjności urządzenia.

Jak nie FDM to co?

W sumie to nic… No może SLA, czyli druk z żywicy, ale to również przy bardzo ograniczonym zakresie? Żywica nie jest najprzyjaźniejszym materiałem użytkowym w warunkach domowych. The Form 1 wygląda ślicznie, ale nie dajmy się zwieźć pięknym zdjęciom i widowiskowym filmikom z druku: wystarczy lekko trącić urządzenie lub mebel, na którym jest postawione w trakcie pracy i… to tyle w kwestii udanego wydruku. Poza tym drukarka stereolitograficzna drukująca w mieszkaniu z dwójką małych dzieci? To jak zabawa w piknik z „Kretem” do czyszczenia kanalizacji.

O drukarkach drukujących w technologiach SLS czy PolyJet możemy zapomnieć – specyfikę pracy w tej technologii przybliżałem już przy okazji relacji z fabryk Shapeways i Sculpteo. Na ich temat wypowiadał się również Wulfnor podczas naszego wywiadu. Tego typu technologie wymagają tak wielu procesów post-produkcyjnych, że próba ich zastosowania w warunkach domowych jest absurdalna. Jedynym cieniem nadziei mogą być drukarki 3D M-Cora, drukujące z papieru, jednakże tu z kolei problemem jest stopień skomplikowania maszyny, co ma przełożenie na jej cenę oraz gabaryty.

Tym samym możemy śmiało uznać, że tak długo jak przebywamy w domu, jesteśmy skazani na druk z żyłki plastiku…

Czy BlazakoV się mylił?

Obawiam się, że w dalszym ciągu ma 100% racji. Na dzień dzisiejszy drukarka 3D w każdym domu to slogan reklamowy i próba sprzedaży czegoś, co nie będzie nikomu za bardzo do niczego przydatne. Chociaż technologia praktycznie z miesiąca na miesiąc bardzo dynamicznie się rozwija, to wciąż przypomina to wyścig rowerzysty z samolotem.

Moim zdaniem pewnego dnia drukarki 3D trafią do MediaMarkt i Saturna. I przez kilka miesięcy będą całkiem nieźle się sprzedawać – oczywiście daleko im będzie do notebooków, czy zwykłych drukarek do papieru, ale w porównaniu do dzisiejszych ilości, będą to prawdziwe Himalaje. Niestety wkrótce użytkownicy się do nich zniechęcą i gwałtowny wzrost sprzedaży tych urządzeń na powrót zmaleje. Jeżeli będą miały się odnaleźć na rynku w sprzedaży masowej, to prędzej uczynią to w… Castoramie czy Leroy Merlin – w działach narzędziowych, gdzie będą się w nie zaopatrywali być może i ci sami ludzie, ale drukarki 3D zamiast na biurko, trafią do garażu lub komórki. A najprędzej do zakładu przemysłowego lub warsztatu. Ponieważ w ostatecznym rozrachunku, to tam jest ich miejsce.