Wszystkie złe rzeczy w Creality 3DPRINTMILL (CR-30) - drukarce 3D o "nieskończonym" obszarze roboczym

Pod koniec sierpnia br. Creality – jeden z najpopularniejszych, chińskich producentów amatorskich drukarek 3D, zaprezentował projekt urządzenia wyposażonego w pas transmisyjny zamiast stołu, który umożliwia druk 3D teoretycznie nieskończenie długich części. Drukarka 3D o nazwie 3DPRINTMILL (CR-30) powstała we współpracy z kontrowersyjną YouTuberką – Naomi Wu, która od kilku miesięcy ekspresyjnie promuje ją w swoich kanałach społecznościowych. W połowie listopada br. Creality uruchomiło kampanię na Kickstarterze, gdzie oferuje urządzenia w cenie ok. 700 USD (~2600 PLN). Później ma kosztować ono 999 USD (ok. 3500-3700 PLN). Dostawy pierwszych drukarek 3D mają ruszyć w maju 2021 r.

Chociaż idea stojąca za drukarką 3D wyposażoną w pas transmisyjny nie jest niczym nowym, do tej pory urządzenia tego typu nie cieszyły się zbyt dużą popularnością. Jednym z pierwszych propagatorów tego rozwiązania był holenderski Blackbelt zaprezentowany w maju 2017 r., swoją wersję próbował też stworzyć Brook Drumm z nieistniejącego już Printrbota. Creality dzięki swojej pozycji rynkowej (oraz wsparcia medialnego YouTubowej celebrytki) ma szansę to zmienić. Pytanie tylko czy jest to zmiana, na którą ktokolwiek powinien czekać…?

Specyfikacja techniczna

Zacznijmy od specyfikacji technicznej. Pod względem konstrukcji oraz zastosowanych komponentów, drukarka 3D nie różni się niczym od pozostałych, flagowych produktów Creality, z Enderem na czele. Jest zbudowana z tych samych profili, ma identyczny ekstruder typu Bowden oraz tą samą głowicę drukującą. Kupujemy ją w postaci zestawu do samodzielnego montażu. Poszczególne części są już złożone i wymagają relatywnie prostego montażu. Używa się do tego zwykłych kluczy imbusowych dołączonych do drukarki 3D – podobnie jak w przypadku serii Creality CR10, złożenie urządzenia w całość powinno zająć nie więcej jak pół godziny.

Najistotniejsze różnice względem innych drukarek 3D typu FDM / FFF, to głowica drukująca zamontowana pod kątem 45º względem stołu oraz stół roboczy w postaci pasa transmisyjnego. Pas jest wykonany z nylonu i jak twierdzi producent, ma wystarczyć na kilka lat użytkowania. To rozwiązanie całkowicie zmienia sposób w jaki powstają detale w tej technologii, ale więcej na ten temat piszę poniżej. Do obsługi i przygotowywania modeli 3D do druku służy specjalnie zmodyfikowana CURA.

Szczegółowa specyfikacja techniczna:

obszar roboczy: 200 x 170 x „nieskończenie wiele” mm
wymiary drukarki 3D: 535 x 656 x 410 mm
max. temperatura głowicy: 240°C
max. temperatura stołu: 100°C
waga: 16.5 kg
średnica głowicy: 0.4 mm
średnica filamentu: 1.75 mm
wysokość drukowanej warstwy: 0.1 – 0.4 mm
komunikacja: USB / karta SD.

Co jest nie tak z tą drukarką 3D?

Od czasu premiery Creality 3DPRINTMILL (CR-30) na Kickstarterze minęło już kilka tygodni i na YouTube znajdziemy sporo filmów prezentujących specyfikę pracy z drukarką 3D. Chociaż autorzy filmów starają się być powściągliwi w ocenach, wszyscy wskazują na te same problemy, które pośrednio kwestionują sensowność istnienia tego typu maszyn…

1. Osiem punktów kalibracji stołu roboczego

Każdy użytkownik drukarek 3D typu FDM / FFF wie, że kluczem do sukcesu jest zawsze dobrze skalibrowana głowica drukująca względem stołu roboczego. Jeżeli pierwsze warstwy wydruku 3D dobrze przylegną do powierzchni stołu, większość potencjalnych problemów z wydrukiem 3D mamy już rozwiązanych. W zależności od typu drukarki 3D, stoły kalibrujemy za pomocą 2-4 pokręteł (pomijam systemy wyposażone w moduły autokalibracji lub autokompensacji). Umiejętność kalibracji to pierwsza podstawowa umiejętność, którą powinien zdobyć każdy użytkownik amatorskiej lub desktopowej drukarki 3D.

W przypadku Creality 3DPRINTMILL (CR-30) stół kalibrujemy w czterech miejscach – identycznie jak w przypadku pozostałych, „tradycyjnych” drukarek 3D producenta, z tą różnicą że pokrętła są na górze obudowy, a nie pod spodem. To jednak nie wystarczy… Do pełnego wypoziomowania głowicy względem powierzchni stołu, należy także wyregulować dwa endstopy, po których porusza się ramię z głowicą. Trzeba także odpowiednio naciągnąć sam pas transmisyjny (służą do tego naciągi z lewej i prawej strony) – jeżeli będzie zbyt luźny wydruki będą źle do niego przylegać, jeżeli zbyt mocno naciągnięty… zaczną się przegrzewać silniki krokowe nim poruszające.

O ile po jakimś czasie opanowanie w/w kalibracji nie powinno stanowić kłopotu, o tyle mając spore doświadczenie w pracy z Creality CR10-S wiem jak bardzo może być to irytujące. Tutaj producent zmultiplikował tą czynność. W przypadku początkujących użytkowników, dla których jest to pierwszy kontakt z drukarką 3D, może to być prawdziwa droga przez mękę…

2. Jakość powierzchni pierwszej warstwy

Pas transmisyjny ma charakterystyczną fakturę, która wzmacnia przyczepność wydruku 3D do jego powierzchni. Niestety ten wzór odznacza się na pierwszej warstwie drukowanego detalu, co w przypadku pewnych aplikacji będzie dyskwalifikujące.

Może okazać się, że podobnie jak w przypadku drukarek 3D Zortrax, niezbędne będzie domyślne drukowanie na rafcie. Co może nie byłoby niczym złym, gdyby nie fakt, że praca z raftem generowanym przez oprogramowanie CURA jest daleka od doskonałości…

3. Drukowanie zawsze pod kątem 45°

Przechodzimy do największego problemu związanego z pracą z Creality 3DPRINTMILL (CR-30). Głowica drukująca jest zainstalowana pod kątem 45° względem powierzchni stołu roboczego i w taki sposób nakłada kolejne warstwy materiału. W efekcie warstwy układają się zupełnie inaczej niż na tradycyjnych drukarkach 3D. W przypadku niektórych modeli ułatwia to ich powstawanie (vide printscreen poniżej), w innych praktycznie uniemożliwia poprawne wyprodukowanie detalu:

Widać to nawet na oficjalnym video promującym drukarkę 3D autorstwa Naomi Wu, gdzie CR-30 drukuje całą serię łódek 3DBenchy, mających tą samą, katastrofalną jakość tylnej burty.

Ta zmiana położenia głowicy sprawia, że należy zupełnie inaczej podejść zarówno do kwestii układania modeli 3D na stole roboczym (a więc zapominamy o wszystkim co się do tej pory nauczyliśmy w pracy z klasycznymi drukarkami 3D), jak również projektowania detali samych w sobie.

Kierunek nakładania warstw w druku 3D makiety Pałacu Kultury i Nauki w Warszawie. Po lewo typowy układ warstw z klasycznej drukarki 3D, po prawo układ warstw z Creality 3DPRINTMILL (CR-30).

Jako ciekawostkę można także podać fakt, że na nowym Creality zostało całkowicie zaburzone tradycyjne rozumienie osi drukarki 3D. W „nieskończonym” drukowaniu 3D oś X jest zawieszona w powietrzu pod kątem 45°, oś Y porusza głowicą góra/dół, zaś oś Z to pas transmisyjny. Czyli „nieskończona długość” detalu odpowiada wysokości w tradycyjnym rozumieniu druku 3D typu FDM/FFF.

4. Rzeczy jakie można drukować w nieskończoność?

Dostosowanie projektu oraz jego optymalizacja względem konkretnego urządzenia nie jest niczym złym, jednakże pytanie jakie należy sobie zadać brzmi – po co? Co tak wyjątkowego możemy wydrukować na Creality 3DPRINTMILL (CR-30), co mogłoby uzasadnić nowe, specjalne podejście do projektowania?

Wróćmy na moment do specyfikacji technicznej: obszar roboczy jakim dysponujemy to 200 x 170 x +∞ mm. O ile ten ostatni wymiar robi wrażenie, o tyle dwa pierwsze już niespecjalnie. Okazuje się, że za pomocą CR-30 możemy produkować długie, ale zarazem cienkie i niewysokie detale. YouTuberzy drukują np. miecze:

Albo bardzo długie profile:

Albo dinozaura:

Koniec końców, jak na razie nikt nie przedstawił aplikacji, która byłaby wartościowa na tyle, żeby warto było brać pod uwagę tą konkretną technologię? Ale uczciwym jest również podkreślenie, że warto dać użytkownikom trochę czasu – drukarka 3D trafi fizycznie na rynek dopiero w przyszłym roku. Możliwe, że za jakiś czas pojawi się ktoś, kto wykorzysta Creality 3DPRINTMILL (CR-30) w naprawdę wyjątkowy sposób?

Oczywiście za pomocą CR-30 nie trzeba drukować jednego długiego detalu – można też produkować seryjnie wiele małych detali. Niestety tu pojawia się kolejny problem, który czyni ten pomysł nietrafionym…

5. Nieskończenie długi wydruk 3D drukuje się w nieskończenie długim czasie

Innowacyjność Creality jest wybiórcza. O ile zastosowanie pasa transmisyjnego w celu umożliwienia produkcji nieskończenie długich elementów jest nowatorska (pomijam całkowicie kwestię, że oryginalny koncept został wymyślony przez kogoś innego i powielony już na kilka różnych sposobów przez innych), o tyle cała reszta pozostała dokładnie w tym samym miejscu. Mam na myśli jakość i funkcjonalność zastosowanych komponentów. Prędkość druku 3D pozostała taka sama jak w przypadku Endera czy CR-10, tym samym „nieskończenie długi wydruk 3D” będzie drukował się „nieskończenie długo”.

Przykładowo, na promocyjnym video Naomi Wu, druk 3D długiego profilu trwa ok. 1,5 doby (możemy to obliczyć na podstawie widoku zza okna), co przy stosunkowo prostej i małej geometrii detalu (mowa oczywiście o osiach XY) czyni całe przedsięwzięcie mało opłacalnym. Tak naprawdę, Creality mogłoby stworzyć klasyczną drukarkę 3D z osią Z wydłużoną do kilku metrów – efekt wydajnościowy byłby identyczny. Żeby tego typu rozwiązanie było naprawdę funkcjonalne, w krok za stołem taśmowym powinien iść system szybkiego tłoczenia filamentu, pozwalający na naprawdę szybką pracę.

Tym samym produkcja niskoseryjna również traci trochę sens – niczym nie różni się od drukowania 3D detali na zwykłym Creality. Może poza tym, że na CR-30 drukujemy jeden detal na raz, podczas gdy na klasycznym, „zamkniętym” stole, wszystkie powstają równocześnie. Nie wydaje mi się żeby tego typu zmiana mogła być postrzegana jako przełomowa? Na koniec dnia i tak okaże się, że gdy weźmiemy pod uwagę czynnik czasu, wyprodukowanie kilkudziesięciu / kilkuset sztuk detali na CR-30 będzie równie drogie co analogiczna produkcja na SLS lub MJF. Z tym że finalna jakość bez porównania gorsza.

Podsumowanie

Creality 3DPRINTMILL (CR-30) to jak na razie nic więcej jak ciekawostka – swoiste uzupełnienie istniejącej oferty producenta o nietypową konstrukcję, jakiej nie posiada nikt inny z grona bezpośredniej konkurencji. Na pewno nie ma mowy o jakiejś rewolucji czy game-changerze. Cena drukarki 3D jest na tyle niewielka, że całkiem prawdopodobne, że w przyszłym roku sami staniemy się posiadaczami CR-30, którą będziemy się przez pewien czas po prostu bawić. Kto wie, może nawet uda nam się zrealizować za jego pomocą jedno lub dwa nietypowe (i tanie…) zamówienia?

Drukarka 3D na pewno nie jest przeznaczona dla początkujących użytkowników, gdyż skala różnic i technologicznych niedoskonałości wynikających ze specyfiki samego procesu produkcyjnego może sprawić, że zniechęcą się do druku 3D w ogóle.