Jednym z powszechnych problemów z jakimi spotykamy się u osób stawiających pierwsze kroki w świecie technologii addytywnych jest podświadome klasyfikowanie drukarek 3D do tej samej kategorii urządzeń co drukarki do papieru. Powodów na ten stan rzeczy jest multum i opisywaliśmy je wielokrotnie w wielu wcześniejszych artykułach – faktem jest, że wiele stereotypów na temat drukarek 3D i powiązanych z tym późniejszych kłopotów użytkowych właśnie tu ma swoje źródło. Wyobrażenie jest takie, że drukarki 3D mają być proste, szybkie i tanie w eksploatacji – ładujemy do nich „jakiś tusz 3D”, wciskamy „drukuj” i szast-prast, powstaje nam pożądany przedmiot…
Rzeczywistość jest zgoła odmienna. To nic innego jak urządzenia produkcyjne tworzące detale z określonych materiałów, w specyficzny (przyrostowy) sposób i nie mają absolutnie żadnego związku z drukarkami do papieru. Niby wydaje się to oczywiste, niemniej jednak warto pamiętać, że od kilku lat nad tym jak zaimplementować druk 3D w swojej branży głowi się branża poligraficzna (vide: www.prind.pl)…
Osoby poszukujące swojej pierwszej drukarki 3D i przyporządkowujące ją do segmentu urządzeń biurowych, nie biorą pod uwagę wielu czynników, które są oczywiste dla ludzi obeznanych w segmencie maszyn produkcyjnych. Jednym z nich jest fakt, że każde urządzenie tego typu w trakcie pracy zużywa części eksploatacyjne, które trzeba cyklicznie kupować i wymieniać. I nie podlegają one gwarancji…
Poniżej prezentuję kilka przypadków gdzie wymiana danej części lub oprzyrządowania jest czymś oczywistym, a dla początkujących użytkowników urasta ona do rangi „wady fabrycznej” lub „ukrytych kosztów użytkowania”… Koncentruję się wyłącznie na drukarkach 3D klasy desktopowej drukujące z termoplastów i żywic światłoutwardzalnych, pomijając maszyny przemysłowe, gdzie dla wszystkich są to rzeczy jak najbardziej naturalne.
Drukarki 3D klasy FFF
1. Głowica drukująca
Najszybciej zużywającą się częścią w drukarkach 3D drukujących z termoplastów w formie żyłki są głowice drukujące. Dzieję się tak, gdyż w trakcie pracy z różnymi gatunkami tworzyw ich cząstki sukcesywnie odkładają się w głowicy drukującej, stopniowo ją zapychając. W zależności od tego jak często zmieniamy gatunki materiału, jakie są to gatunki oraz jak i z czego skonstruowana jest nasza głowica drukująca, ten proces może trwać od kilku do kilkunastu miesięcy. Problemy z zapychającymi się głowicami mogą być powodowane także przez stosowanie środków adhezyjnych na stoły robocze drukarki 3D. W różnych miejscach pracy są różne warunki – zapychanie się głowicy może zostać wywołane przez zapylenie lub kurz, który trafia do jej wnętrza wraz z filamentem. W końcu sam materiał tłoczony przez głowicę na stół drukarki 3D sukcesywnie ją ściera, degradując ją od środka.
W zależności od konstrukcji drukarki 3D do wymiany może być tylko sama dysza, albo cały moduł drukujący. Może to być wydatek na poziomie kilkuset złotych.
2. Stół roboczy
Stoły robocze mogą być wykonane ze szkła, tworzyw sztucznych, lub blachy. W pierwszym przypadku żywotność stołu jest najdłuższa o ile szkło nie będzie często zdejmowane z drukarki 3D – wtedy łatwo o przypadkowe uderzenia i pęknięcia. Z biegiem czasu, szkło może również pękać na powierzchni, „odchodząc” z wyjątkowo dobrze przyklejonymi do niego wydrukami 3D. Niemniej jednak wymiana szkła jest bardzo tania – w znakomitej większości przypadków można je zamówić w dowolnym zakładzie szklarskim.
Stoły wykonane z tworzyw sztucznych będą zużywać się bez porównania szybciej i będą bardziej kosztowne – ich budowa i kształt są na tyle specyficzne, że kupujemy je od producenta jako część eksploatacyjną. W przypadku stołów blaszanych będą się one po prostu rysować podczas odrywania szpachelką z ich powierzchni wydruków 3D. Prędzej czy później zniszczą się na tyle, że ich wymiana okaże się niezbędna.
3. Ekstruder
Podobnie jak w przypadku głowicy drukującej, ekstruder drukarki 3D jest eksploatowany podczas procesu tłoczenia filamentu. Sam w sobie raczej nie podlega wymianie, jednakże jego poszczególne elementy już jak najbardziej mogą. Np. w jednej z najpopularniejszych desktopowych drukarek 3D na rynku – Zortrax M200 / M300, częścią ekstrudera, która dość często podlega wymianie jest… taśma łącząca go z elektroniką. Jeżeli w którymś momencie wydruki przestały się drukować, lub drukują się częściowo, a ekstruder zaczął zachowywać się podejrzanie (np. radełko tłoczące filament do głowicy obraca się w randomowych kierunkach), oznacza to że taśma / kabel wymaga wymiany. Dla odmiany w drukarkach 3D Ultimaker (szczególnie starszych modelach o numerach 2 i 3) sukcesywnie zapychały się radełka w ekstruderach, co wymagało serwisowania.
Drukarki 3D klasy SLA / LCD
1. Alkohol izopropylowy (i wszystko co jest z tym powiązane…)
Zaczynamy od rzeczy nie mającej związku z samą drukarką 3D, ale będącą chyba najbardziej uciążliwym elementem pracy z żywicami – kąpielą gotowych wydruków 3D w alkoholu izopropylowym. Do płukania potrzebne jest nam stosowne urządzenie (lub naczynie), które powinno być zamykane. Abstrahując od tego że alkohol izopropylowy jest sam w sobie inwazyjny jeśli chodzi o zapach i wpływ na drogi oddechowe człowieka, jest on bardzo lotny i pozostawianie go w słabo szczelnym pojemniku sprawi, że będzie szybko samoistnie ubywał. Alkohol należy co jakiś czas wymieniać, gdyż będzie zanieczyszczał się nieutwardzoną żywicą z płukanych wydruków. Nie jest to płyn, który możemy zlewać do kanalizacji, więc będziemy musieli znaleźć sposób na jego bezpieczne (i legalne!) pozbycie się… Zakup alkoholu wiąże się oczywiście z dodatkowym kosztem.
Pamiętajmy również, że wraz z wymianą brudnego alkoholu, urządzenie lub pojemnik, w którym płukaliśmy wydruki 3D będzie wymagał oczyszczenia co jest dość zajmującym przedsięwzięciem…
Oprócz samego alkoholu musimy zaopatrzyć się także w szereg innych szybko zużywających się rzeczy, jak jednorazowe rękawiczki (bezpośredni kontakt skóry z żywicą światłoutwardzalną i IPA jest na dłuższą metę niewskazane), czy ręczniki papierowe lub chusteczki, którymi będziemy wycierać narzędzia mające styczność z żywicą.
2. Pojemnik na żywicę
Żywica znajduje się w pojemniku, który albo jest dedykowany dla danego gatunku, albo wymaga dokładnego oczyszczenia przed wymianą z jednego rodzaju na drugi. W popularnych drukarkach 3D firmy Formlabs (The Form 2 i The Form 3), pojemniki są przypisane do określonej żywicy od momentu ich pierwszego zalania. Dodatkowo ich żywotność jest ograniczona – wg producenta pojemniki powinny wystarczyć na 2-3 litry / kilogramy materiału. W zależności od modelu drukarki 3D, pojemnik na żywicę do Formlabs kosztuje od 340 do 840 PLN.
W przypadku pojemników wielokrotnego użytku, wymianie będzie podlegać folia na ich dnie. Oczywiście do ich czyszczenia zużyjemy odpowiednio dużo alkoholu izopropylowego.
3. Ekran LCD
Użytkownicy popularnych drukarek 3D wykorzystujących w pracy ekrany LCD, prędzej czy później odkrywają, że te również mają ograniczoną żywotność. Na powierzchni ekranu pojawiają się prześwietlenia, które nie utwardzają żywicy, pozostawiając w wydruku dziury. Ich wymiana nie jest droga (250-350 PLN), niemniej jednak jest to rzecz, o której mało kto myśli decydując się na zakup drukarki 3D tego typu.
