TOP 10 najważniejszych premier drukarek 3D 2021 roku

Kontynuujemy nasz cykl artykułów podsumowujących rok 2021 w branży druku 3D. Zaczęliśmy od 10 najważniejszych wydarzeń do jakich doszło w polskiej branży druku 3D, a następnie przedstawiliśmy 10 najważniejszych wydarzeń na arenie światowej. Dziś zapraszamy do kolejnego zestawienia – tym razem 10 najważniejszych premier drukarek 3D, jakie miały miejsce w mijającym roku.

Pod względem nowości produktowych, ten rok bez dwóch zdań należał do Stratasys, który zaprezentował najwięcej nowych maszyn ze wszystkich producentów na świecie. Co ważne, tylko część z nich stanowiła odświeżone lub zmodyfikowane wersje istniejących urządzeń – w większości były to zupełnie nowe modele, działające w zaskakujących jak na Stratasys technologiach. Jednakże pozostałe firmy bynajmniej nie próżnowały, wprowadzając na rynek szereg ciekawych i innowacyjnych rozwiązań – zarówno z sektora przemysłowego jak i desktopowego i amatorskiego. Oto lista 10 najważniejszych z nich…

10. Creality Ender-3 S1

Na początek premiera o stosunkowo niskim wskaźniku innowacyjności, ale bardzo wysokiej (przyszłej) popularności. Chińskie Creality to jeden z największych producentów amatorskich drukarek 3D i najprawdopodobniej jeden z największych producentów na świecie w ogóle. Jego flagowym modelem jest Ender 3 – tania kopia modelu Prusy i3, ale wykonana na tyle solidnie, że do tej pory zakupiło ją tyle samo lub więcej osób, niż czeski oryginał. Ender 3 od samego początku posiadał jednak kilka dość uciążliwych wad konstrukcyjnych, wymagających od użytkowników wprowadzania poprawek i upgrade’ów.

Zaprezentowana na początku grudnia 2021 nowa wersja – Ender 3 S1, rozwiązuje kilka najważniejszych z nich. Creality po raz pierwszy wprowadziło ekstruder bezpośredni, rozwiązujący problem z używaniem wielu popularnych filamentów (z elastycznymi na czele), automatyczną kalibrację czy dwie prowadnice w osi Z, zapewniające bardziej stabilne prowadzenie głowicy drukującej. Żadna ze zmian nie czyni tej drukarki 3D wyjątkową – znakomita większość urządzeń klasy desktopowej posiada je od przynajmniej 5-6 lat, jednakże mowa tu o urządzeniu, od którego swoją przygodę z drukiem 3D zaczyna znakomita większość osób na świecie.

9. Roboze ARGO 1000

Roboze od początku swojej działalności specjalizuje się w produkcji przemysłowych drukarek 3D drukujących z tworzyw wysokotemperaturowych. W tym roku włoska firma przedstawiła największą maszynę w swojej ofercie – ARGO 1000 o imponującym obszarze roboczym na poziomie 1 metra w każdej z osi XYZ i możliwości druku 3D z najtrudniejszych i najbardziej wymagających filamentów w technologii FDM / FFF jak PEEK, Carbon PEEK, Ultem, PA12, PA6, czy kompozyty PA i włókna węglowego.

8. Stratasys J5 DentaJet & J5 MediJet

Stratasys jest niekwestionowanym liderem w dwóch segmentach przemysłowych drukarek 3D: FDM – druku 3D z termoplastów w formie żyłki i PolyJet – druku 3D z żywic światłoutwardzalnych natryskiwanych za pomocą wielodyszowej głowicy. W marcu 2021 r. amerykańsko-izraelski producent zaprezentował fotopolimerową drukarkę 3D J5 Dental, dedykowaną branży protetycznej. Pozwala na drukowanie z wielu materiałów jednocześnie z dokładnością do 18,75 mikronów, czyli mniej niż połowy szerokości ludzkiego włosa. Dostępne materiały to m. in. żywice przezroczyste, materiał VeroGlaze dostosowany do krótkotrwałego kontaktu z tkankami oraz żywice elastyczne. Materiał Separator umożliwia pokrycie wydruków warstwą ułatwiającą oddzielenie modelu od urządzenia, a także usunięcie wosku. Inne dostępne żywice to VeroDent PureWhite i żywice w kolorach CMY. 

Trzy miesiące później Stratasys przedstawił J5 MediJet 3D, drukarkę 3D dedykowaną dla branży medycznej. Jest zmodyfikowaną wersją modelu J55 Dental, zapewniającą dodatkowo pełną biokompatybilność wydruków 3D, które można sterylizować. Producent zapewnia stosowną certyfikację we wszystkich obszarach produkcji detali: drukarki 3D, wykorzystywanych przez nią materiałów oraz oprogramowania – wszystko to jest zgodne z certyfikatem ISO 13485 i 510(K).

7. Flashforge Creator 4

W listopadzie 2021 r. chiński Flashforge – jeden z największych producentów desktopowych drukarek 3D na świecie, ogłosił wprowadzenie na rynek nowego urządzenia z dwoma niezależnymi ekstruderami i z podgrzewaną komorą o nazwie Creator 4. Urządzenie jest dostępne w trzech wariantach konfiguracyjnych, do druku 3D z różnych materiałów. Każdy model jest dostarczany z dwoma kopiami tego samego ekstrudera, a pozostałe można dokupić jako niezależne narzędzia. Warianty ekstruderów to Extruder F – do druku 3D z filamentów elastycznych, Extruder-HT – do druku 3D do tworzyw inżynieryjnych oraz Extruder-HS – do filamentów kompozytowych z włóknem węglowym.

Najwyższy pod względem funkcjonalnym ekstruder jest w stanie rozgrzać się do temperatury 360°C i umożliwia drukowanie 3D z tak trudnych tworzyw jak PACF, PET-CF, PP-CF, PA-GF, PC-ABS, PP-GF, PPS-CF i PPS. Creator 4 jest wyposażona ponadto w podgrzewaną komorę roboczą o maksymalnej temperaturze 65°C , która ma rozwiązać problem odkształceń i pęknięć realizowanych wydruków 3D.

6. Stratasys H350

Stratasys H350 to pierwsza w historii firmy proszkowa drukarka 3D, wykorzystująca w pracy poliamid PA11. Posiada obszar roboczy o wielkości 315 × 208 × 293 mm i w pracy wykorzystuje metodę Selective Absorption Fusion™ (SAF), polegającą na selektywnym natryskiwaniu lepiszcza i zgrzewaniu go warstwa po warstwie. Metoda ta jest rozwinięciem techniki znanej z drukarek 3D Blueprinter, która kilka lat temu została wchłonięta przez Stratasys.

5. PRUSA XL

Informacje na temat nowej drukarki 3D PRUSA Research opartej o kinematykę CoreXY i dużym obszarze roboczym pojawiały się w mediach społecznościowych już od 2020 r. W listopadzie, na targach Formnext 2021 czeski producent w końcu zaprezentował swoje najnowsze dzieło w postaci PRUSY XL, zaskakując wszystkich masą nowatorskich funkcjonalności w jakie drukarka 3D została wyposażona.

Prusa XL jest wyposażona w ekstruder nowej generacji, który został zaprojektowany i wyprodukowany w oparciu o całkowicie nowe podejście. Nextruder posiada nową bezluzową przekładnię cykloidalną z dużym, antypoślizgowym kołem zębatym, które pozwala na większą kontrolę nad filamentem, gdy jest podawany do nowej dyszy szybkiej wymiany. Dodatkowo wykorzystuje wysoce precyzyjny czujnik tensometryczny, aby zapewnić wydruk 3D zawsze idealnej pierwszej warstwy. Nawet po wymianie dyszy lub zdjęciu stołu roboczego nie będzie potrzebna żadna kalibracja. Czujnik tensometryczny pozwala także na wykrycie zacięcia się filamentu w dyszy i spauzowanie drukowania 3D.

Drukarka 3D jest wyposażona w segmentowy stół grzewczy, który składa się z 16 niezależnych segmentów ze szczelinami dylatacyjnymi. W przypadku drukowania mniejszych detali, użytkownicy będą mogli nagrzewać tylko wybrane segmenty, oszczędzając czas i energię elektryczną. Firma opracowała mechanizm sprzęgła kinematycznego, który do działania nie potrzebuje elektromagnesów ani innych elementów aktywnych. Łącznie w drukarce 3D może działać aż 5 głowic drukujących, ekstrudujących pięć różnych kolorów tego samego materiału, bądź materiały o zbieżnych temepraturach i właściwościach.

4. Raise3D MetalFuse

Raise3D – czołowy producent wielkoformatowych drukarek 3D typu FDM / FFF, ogłosił na targach Formnext 2021 premierę nowego systemu do druku 3D – Raise3D MetalFuse. To kompleksowy, w pełni zintegrowany ekosystem do druku 3D z metalu, opracowany w ścisłej współpracy z BASF Forward AM dla filamentów Ultrafuse Metal. W skład systemu Raise3D MetalFuse wchodzi drukarka 3D Forge1, piec katalityczny D200-E, piec do spiekania S200-C, oprogramowanie do druku 3D ideaMaker Metal i materiały Ultrafuse Metal Filaments firmy BASF Forward AM.

3. Stratasys F770

Stratasys F770 jest jedną z największych maszyn FDM dostępnych na rynku o obszarze roboczym 1000 × 610 × 610 mm, co daje aż 372 100 cm³ przestrzeni roboczej. Posiada system dwóch ekstruderów i możliwość stosowania rozpuszczalnego materiału podporowego. Drukarka 3D jest kompatybilna z najpopularniejszymi materiałami do szybkiego prototypowania i wytwarzania funkcjonalnych elementów: ABS i ASA.

F770 jest wyposażone w szczelną, grzaną komorę roboczą, która pozwala na utrzymanie stałej temperatury podczas wytwarzania. Dzięki dużej komorze roboczej i szeregu funkcjonalności, urządzenie umożliwia wytwarzanie bardzo dużych obiektów lub produkcję seryjną. Jest kompatybilna z oprogramowaniem GrabCAD Print, które pozwala na szybkie i łatwe przygotowanie modeli do wielkoformatowego druku 3D. 

2. Quantum X bio

W poprzednim zestawieniu 10 najważniejszych wydarzeń 2021 roku w światowej branży druku 3D wspominałem, że jednym z nich było przejęcie specjalistów od mikroskopijnego druku 3D – Nanoscribe przez CELLINK – czołową firmę z branży biodruku 3D, i że w tym artykule napiszę dlaczego? Właśnie dlatego…

W grudniu 2021 r. Nanoscribe i CELLINK zaprezentowały Quantum X bio – innowacyjną biodrukarkę 3D, będącą częścią platformy Nanoscribe Quantum X. To pierwsze tego typu urządzenie, umożliwiające biodrukowanie w rozdzielczości submikronowej. Oparte na polimeryzacji dwufotonowej (2PP) pozwala na miniaturyzacji procesu biodruku 3D w produkcji złożonych skafoldów tkankowych lub komórkowych oraz zaawansowanych zastosowań biomedycznych.

Quantum X bio zapewnia naukowcom możliwość dostosowania rozdzielczości druku do swoich projektów, co pozwala im kontrolować najdrobniejsze szczegóły z dokładnością do 100 nanometrów. Dzięki wysokiej prędkości biodruku, jest ona optymalnym narzędziem do wytwarzania zaawansowanych mikrośrodowisk dla inżynierii tkankowej, niestandardowych rusztowań do badań komórkowych i wielu innych innowacyjnych zastosowań biologicznych. Quantum X ma również umożliwiać drukowanie z żywych komórek.

1. PRUSA Research i AFS (Automated Farm System)

W październiku 2021 na targach w Dubaju PRUSA Research zaprezentowało coś, co z jednej strony znacząco wykracza poza ramy amatorskiego druku 3D, a z drugiej ma realną szansę zrewolucjonizować produkcję przemysłową! System do zautomatyzowanej produkcji przyrostowej AFS (Automated Farm System) składa się z połączonych ze sobą regałów, które umożliwiają szybki montaż i wymianę poszczególnych drukarek 3D. Jeśli któraś wymaga serwisu, można ją łatwo wyjąć i w jej miejsce wstawić kolejną. Prusa Research opisuje to jako system typu „rack-like”. AFS został zaprojektowany tak, aby był elastyczny i może być skonstruowany z drukarkami 3D o różnych obszarach roboczych, a nawet z różnymi modelami urządzeń.

Głównym wyzwaniem związanym z automatyzacją druku 3D jest konieczność usunięcia gotowych wydruków. Zwykle odbywa się to ręcznie, co, jak można się spodziewać, jest równie problematyczne co kosztowne, gdyż wymaga zasobów ludzkich, tymczasem AFS PRUSY wykorzystuje ramię robotyczne, które usuwa ze stołów roboczych podkładki z gotowymi wydrukami 3D i przenosi je do stacji rozładunkowej.

W systemie zaprezentowanym w Dubaju pracowały 34 drukarki 3D – wszystkie oparte o kinematykę CoreXY – tą samą co w PRUSA XL.