W poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie: po co, na co i do czego ludziom duże drukarki 3D…?

Podczas ostatnich targów Dni Druku 3D w Kielcach dało się zaobserwować nowy trend wśród producentów niskobudżetowych drukarek 3D drukujących w technologii FDM w postaci sukcesywnego powiększania obszaru roboczego urządzeń. Na rynku pojawia się coraz więcej wielkoformatowych maszyn, gdzie 30 cm w każdej osi przestaje robić na kimkolwiek jakiekolwiek wrażenie… Czy lada moment zaleją nas drukarki 3D zdolne drukować modele po min. 50-60 cm w każdej z osi? A jeśli tak… to po co ?

Najpierw trochę historii… Jedną z pierwszych dużych, niskobudżetowych maszyn tego typu była australijska ART 3D, która posiadała obszar roboczy na poziomie 1 x 1 0,4 metra. Firma, która produkowała to urządzenia ma za sobą dość burzliwą historię (którą postaram się w niedalekiej przyszłości opisać), niemniej jednak zapoczątkowała pewien trend, za którym podążyli inni.

Na początku 2014 roku pojawił się niemiecki BigRep, który wyniósł drukowanie wielkoformatowe w technologii FDM na dużo wyższy (i szerszy) poziom. Pierwsza drukarka 3D firmy – BigRep One posiadała obszar roboczy na poziomie aż 114,7 x 100 x 118,8 cm i była zdolna drukować w całości meble – stoły i krzesła. BigRep funkcjonuje z powodzeniem po dziś dzień, a jej produktem zainteresował się nawet Autodesk wprowadzając do niej swoje oprogramowanie Spark.

Kolejną znaną drukarką 3D na rynku był niemiecki German RepRap, który w listopadzie 2014 roku zaprezentował światu X1000 – zamkniętą maszynę drukującą z PLA obiekty o maksymalnych wymiarach  1 x 0,8 x 0,6 metra. Nowa odsłona tego urządzenia, zaprezentowana we wrześniu tego roku posiada już bardziej profesjonalny design oraz szereg udogodnień dla przemysłu.

Potem poszło już gładko… Na targach CES w Las Vegas w styczniu tego roku, Robo 3D zaprezentowało koncept R MEGA, o obszarze roboczym 0,99 x 0,99 x 0,99 metra, a w marcu holenderski Builder wypuścił na rynek Big Buildera EXTREME 2000, zdolnego drukować obiekty o maksymalnych rozmiarach aż 0,87 x 0,78 x 1,9 metra.

Nawet nasz rodzimy Monkeyfab zdecydował się na stworzenie wielkoformatowego urządzenia, prezentując w kwietniu na CAxInnovation w Muzeum Techniki i Przemysłu NOT w Pałacu Kultury w Warszawie drukarkę 3D KILO o obszarze roboczym 0,92 x 0,86 x 0,8 metra.

Teraz coraz więcej firm podąża tym śladem, również w Polsce. Aye Aye Labs, Omni3D, DDDBot, WOLFix, ATMAT, Urbicum… przy tych urządzeniach MakerBot Z18 wydaje się być dość… przeciętny.

Mnie jednak cały czas zastanawia, do czego ludziom mogą być potrzebne tak duże drukarki 3D? Do tej pory na różnych prezentacjach, targach i eventach widziałem fantastyczne, wielkoformatowe wydruki przedstawiające wazony, rakiety, butelki czy gigantyczne głowy Zombie Huntera. Jedynie Remi Piechura z 3DBoom – dystrybutora Buildera Extreme pokazywał wydruki dużych elementów konstrukcyjnych – reszta stanowiła zabawki…

Teoretycznie za pomocą dużej drukarki 3D można drukować w skali 1:1 elementy maszyn, obudów, karoserii do aut, a nawet zderzaki (chociaż te raczej w częściach). Można iść w ślady BigRep i drukować gotowe meble. Teoretycznie możliwości są nieograniczone… Jest w tym wszystkim jednak kilka haczyków…

Haczyk nr 1 – tylko PLA

Nie licząc MakerBota Z18 i Factory 2.0 z Omni3D (chociaż w tym przypadku opieram się wyłącznie na deklaracjach producenta), żadna z wielkoformatowych drukarek 3D nie ma podgrzewanych komór roboczych. Powoduje to, iż praca z ABS staje się praktycznie niemożliwa, gdyż przy tak dużych powierzchniach materiał ten będzie się kurczył na tyle, iż nie osiągnie się pełnego odwzorowania wymiarowego detalu. Dlatego większość producentów tego typu urządzeń rekomenduje druk 3D wyłącznie z PLA, na czele z MakerBotem, który nie dopuszcza w ogóle stosowania innego materiału.

O wyższości ABS nad PLA w aplikacjach przemysłowych pisałem już kilkakrotnie. PLA to świetny materiał dla użytkowników indywidualnych, branży reklamowej czy architektonicznej – przemysł wykorzysta wydruki z tego materiału tylko w charakterze koncepcyjnym.

Haczyk nr 2 – słaba powierzchnia wydruków

Z uwagi na gabaryty wydruków i czas ich produkcji, drukowanie modeli wysokości np. 50 cm przy standardowej dla FDM warstwie 0,1 lub 0,2 mm mija się trochę z celem. Tzn. jest to jak najbardziej możliwe, tyle tylko że czas druku 3D będzie liczony wtedy w tygodniach. Dlatego producenci tego typu maszyn wyposażają je w głowice drukujące o dużej średnicy (np. 0,8 mm) i zalecają drukowanie obiektów na dużych warstwach. Niestety to odbije się na jakości powierzchni wydruków, która będzie chropowata…

Jeżeli rozmawiamy o wydruku koncepcyjnym to nie będzie miało większego znaczenia. Natomiast gdyby ktoś wpadł na pomysł aby na bazie takiego wydruku stworzyć formę do odlewów, to tego typu pomysł odpada, chyba że wcześniej poświęci się czas na lakierowanie wydruku żywicą lub jego szpachlowanie, a na koniec dokładne szlifowanie. Jest to jak najbardziej do osiągnięcia, z tym że wiąże się z dodatkową pracą o charakterze wykończeniowym.

Haczyk nr 3 – długi czas wydruku 3D to duże ryzyko awarii

Wydruki wielkogabarytowe wiążą się z długim czasem ich drukowania liczonym w dniach. Jak każdy użytkownik drukarek 3D drukujących w technologii FDM doskonale wie, tego typu technologia ma swoje słabości w postaci tendencji do psucia i/lub przerywania wydruków z najprzeróżniejszych powodów: począwszy od utraty napięcia (np. w budynku), po zablokowanie się filamentu na rolce.

Niedawno Przemek Kazanowski z 3DKreatora opowiadał mi anegdotę z targów Euromold. W trakcie targów wspomniany BigRep drukował stół. Na koniec jednego z dni targowych, koledzy z 3DKreatora jako jedyni pozostali jeszcze na stosiku rozmawiając z klientami podczas gdy reszta wystawców udała się na after party, które odbywało się w dalszej części hali. W którymś momencie koledzy zauważyli, że jedna z rolek z filamentem na BigRep spadła na ziemię i się mocno poplątała grożąc przerwaniem kilkudniowego wydruku. Nie tracąc chwili skontaktowali się z przedstawicielami BigRepa informując ich o tym wypadku. Ci praktycznie w ostatniej chwili uratowali wydruk przed katastrofą… Gdyby to samo nastąpiło kilka godzin później, cała ekspozycja firmy przepadłaby z kretesem. Tym samym 3DKreator uratował dla BigRepa całe targi Euromold…

Zdjęcia z akcji ratunkowej wydruku BigRep w wykonaniu 3DKreator

Ta historia pokazuje jak niewiele potrzeba, by wydruk się popsuł oraz że praca z dużymi drukarkami 3D wymaga nadzoru pracownika.

Reasumując, cały czas zastanawiam się do czego duże drukarki 3D drukujące w technologii FDM mogłyby być tak naprawdę wykorzystywane? Oczywiście za wyjątkiem wydruków pokazowych / koncepcyjnych? Wszystko wskazuje na to, iż lada moment tego typu urządzeń pojawi się na rynku spora ilość, dlatego dobrze byłoby przed jej ewentualnym zakupem mieć pewność co do tego, czy jest to na pewno to urządzenie, które rozwiąże nasze problemy?