Pułapka open-source, czyli dlaczego wszystkie drukarki 3D drukują tak samo?

Gdyby nie Adrian Bowyer – nie było by mowy o tzw. rewolucji druku 3D. Gdyby Adrian Bowyer nie udostępnił swoich prac i nie otworzył projektu drukarki 3D – nie było by mowy o rewolucji druku 3D. Gdyby wszyscy kolejni twórcy tych urządzeń w rodzaju Bre Pettisa nie dzielili się swoimi osiągnięciami, wiedzą i doświadczeniem ze światem – nie było by mowy o rewolucji druku 3D. Jednakże to co miało kiedyś tak wielki wpływ na rozwój tej technologii i branży, powoli zaczyna stawać się ograniczeniem. Gdy wszyscy zaczęli tworzyć drukarki 3D korzystając z tych samych darmowych narzędzi, nagle okazało się, że… nie bardzo można ich od siebie odróżnić.

Pierwotni twórcy niskobudżetowych drukarek 3D działali w duchu open-source, a na bazie ich dokonań niezliczone rzesze naśladowców nie tylko otrzymały możliwość dostępu do tej technologii, to na dodatek część z nich zarobiła na tym całkiem godziwe pieniądze. Część osób powielała gotowe wzorce, część starała się je zmodyfikować i rozwinąć, napędzając w ten sposób ewolucję tej technologii. Dziś czynnikami decydującymi o tym, czy dana drukarka 3D drukuje dobrze czy źle, są:

• konstrukcja (mechanika) drukarki 3D
• elektronika
• firmware
• software
• filament.

W początkowym okresie czasu wszyscy koncentrowali się przede wszystkim na pierwszym aspekcie, ponieważ był on w sumie najprostszy i najbardziej przystępny. Elektronika, firmware i software były projektowane przez grupy wąsko wyspecjalizowanych specjalistów (choć niejednokrotnie specjalistów – amatorów), którzy udostępniali swoje dzieła światu. Świat korzystał z tego pełnymi garściami od czasu do czasu modyfikując niektóre parametry lub tworząc specjalne nakładki, które personalizowały do pewnego stopnia dany element. Jeśli chodzi o filament, to tu różnorodność była wręcz jedną z kluczowych zalet niskobudżetowych drukarek 3D. Wzeszłym roku rynek został zalany różnego rodzaju nowościami w stylu materiałów elastycznych, gumopodobnych, drewnopodobnych, a nawet zmieniających kolor czy przewodzących prąd.

Na temat ewolucji elektroniki jakiś czas temu wyjątkowo ciekawy artykuł na naszych łamach popełnił Arek Śpiewak. Jeśli chodzi o firmware i software, to od dłuższego czasu światem RepRapów rządzą Merlin, Slic3r, Skeinforge, KISSlicer, Repetier czy Pronterface. Rodzajów filamentów jest niezliczona ilość…

Wracając do konstrukcji – pierwsze były złożone w dużej mierze z plastików drukowanych na drukarce 3D oraz łączących je metalowych prętów. Konstrukcje były otwarte i przypominały bardziej szkielety maszyn, niż skończone i funkcjonalne urządzenia do druku 3D. Gdy MakerBot jako pierwszy zaproponował drewniane i do pewnego stopnia zamknięte obudowy, rzesze naśladowców podzieliły się na kilka obozów. Wszyscy zaczęli tworzyć kopie albo Prusy, albo MendelMaxa, albo własne wariacje na temat Thing-O-Matica czy Replicatora. Z czasem zaczęto dostrzegać wady poszczególnych rozwiązań technicznych i rozpoczął się proces ewolucji drukarek 3D z urządzeń stricte hobbistycznych w kierunku profesjonalnych urządzeń do prototypowania lub produkcji niskoseryjnej.

To co zaczęło się zmieniać, to przede wszystkim odejście od drukowanych elementów, na rzecz wykonywanych tradycyjną metodą wtryskową lub zastępowania ich w ogóle metalowymi bądź aluminiowymi odpowiednikami. Kolejna rzecz to konstrukcje skrzynkowe, które stawały się coraz bardziej i bardziej zamknięte. Drukarki 3D przestawały przypominać koszmar inżyniera, a zaczęły typowe urządzenia elektroniczne, z eleganckim designem i dbałością o szczegóły. Zaczęto przykładać coraz większą uwagę do jakości używanych komponentów mechanicznych i w zależności od ambicji twórcy, nie szczędzono na to pieniędzy.

Niestety prędzej czy później okazywało się, że dany twórca dochodził do granicy możliwości dalszego rozwoju. Drukarka 3D pod względem konstrukcyjnym stawała się bliska ideału, niestety w dalszym ciągu drukowała na podobnym poziomie… co zwykły, dobrze wykalibrowany RepRap, zbudowany z prętów i plastików z ABS lub PLA. Co więcej i w jednym i drugim urządzeniu były te same problemy z zapychającymi się głowicami, czy kalibracją przy zmianie filamentu (i to nie z ABS na nylon, tylko z ABS na ABS od innego producenta).

W tym samym czasie okazywało się, że drukarki 3D pokroju Up!`a czy MakerBot Replicatora 2 nie mają takich problemów. W tych urządzeniach wystarczało wysłać plik do druku 3D, kliknąć print i model drukował się idealnie – a przede wszystkim bezproblemowo. Co wyróżniało je od reszty? Przede wszystkim to, że nie były już w ogóle open-source`owe.

Drukarka 3D Up!2 Plus jest postrzegana za jedną z najlepszych na rynku. I to mimo to, że jej konstrukcja jest dość prosta, aby nie powiedzieć, że prostacka. To co decyduje to o jakości czynionych przez nią wydruków to pozostałe czynniki z w/w listy, czyli własna elektronika, firmware, software oraz… produkowany specjalnie pod tą drukarkę 3D filament. W Up! wszystko jest ze sobą dograne i zsynchronizowane. Wystarczy zmienić jeden z czynników – np. materiał do druku 3D i urządzenie traci swój blask stając się jednym z wielu.

Dokładnie na tej samej zasadzie działają MakerBoty czy rodzime Zortraxy. Zortrax informuje wręcz, że nie bierze odpowiedzialności za jakość wydruku w momencie korzystania z innych niż firmowe filamenty.

Tym samym dochodzimy do sedna problemu – rozwiązania open-source`owe z natury rzeczy są rozwiązaniami uniwersalnymi, dedykowanymi dla jak najszerszej grupy odbiorców. To uniemożliwia w dużym stopniu osiągnięcie maksymalnie optymalnych wyników, gdyż odpada skuteczna personalizacja procesów czy dopasowanie ich pod specyfikę konkretnej konstrukcji, właściwości chemicznych filamentów oraz równoczesnego dopasowania firmware`u, software`u i elektroniki. Tzn. da się zgrać ze sobą kilka poszczególnych parametrów ale nie całości. Ewentualne nakładki na dany program również nie rozwiązują problemów, ponieważ w dalszym ciągu operujemy wyłącznie na open-source i jego wszystkich wadach i ograniczeniach.

Na koniec chciałbym aby było jasne – nie jestem przeciwnikiem open-source`u, po prostu widzę w nim barierę dla opartych na nim konstrukcjach do wejścia na kolejny, wyższy poziom. Zresztą wszyscy wyróżniający się producenci drukarek 3D z kraju i ze świata zaczynają dostrzegać ten problem, stopniowo wymieniając kolejne open-source`owe rozwiązania, na własne – autorskie. Wspomniany powyżej Arek Śpiewak z 3D Printers posiada cały czas udoskonalaną elektronikę Sunbeam i własne oprogramowanie Yarrh, a Krzysiek Dymianiuk z U-Design wprowadził niedawno autorską elektronikę Unique One.

Największą barierą pozostaje tu na razie własny filament. Zortrax produkuje go w Chinach osobiście doglądają i pilnując produkcji. Giganci pokroju 3D Systems, Stratasys czy Tiertime produkują go we własnym zakresie lub mają własnych i sprawdzonych producentów i dostawców. Reszta mniejszych firm musi się opierać na ofercie rynkowej. Niestety polskie firmy w pełni zdają sobie sprawę jak trudny jest to temat… Prędzej czy później nastąpi tu selekcja naturalna, a na rynku pozostaną ci, którzy będą mieć własną elektronikę, będą drukować wyłącznie z własnych kartridżów, na własnym, komercyjnym i zamkniętym oprogramowaniu pisanym w dużej mierze pod ich unikalne potrzeby i oczekiwania.

Drukarki 3D oparte o open-source będą zajmowały to samo miejsce co reszta tego typu urządzeń. Głęboką niszę…