Z czego wynikają tak duże rozbieżności w cenach drukarek 3D typu FDM/FFF?

Osoby zainteresowane zakupem pierwszej drukarki 3D już na samym początku swoich poszukiwań natrafiają na istotny dylemat związany z ceną urządzeń – rozbieżności pomiędzy poszczególnymi modelami sięgają kilku- lub w skrajnych przypadkach nawet kilkudziesięciu tysięcy złotych. Tanie, chińskie drukarki 3D typu FFF można zakupić już za kilkaset PLN, tymczasem ceny dobrych urządzeń klasy desktopowej zaczynają się w okolicach 10.000 PLN. Równocześnie na rynku jest dostępnych wiele urządzeń wykorzystujących tą samą metodę wytwórczą, kosztujących grubo powyżej 100.000 PLN. Z czego wynikają te różnice w cenach, czy na drukarce 3D za tysiąc złotych da się drukować tak samo dobrze jak na urządzeniu kosztującym dziesięć razy więcej oraz czy drukarka 3D za 200.000 PLN drukuje 200 razy lepiej od taniego „chińczyka” – o tym wszystkim spróbujemy opowiedzieć w niniejszym artykule…

Temat cen drukarek 3D jest prosty i złożony zarazem. Z jednej strony wszystko sprowadza się do kwestii jakości i awaryjności danego sprzętu, łatwości obsługi, powtarzalności oraz możliwości stosowania na nim określonych materiałów eksploatacyjnych, z drugiej każdy z tych aspektów jest bardzo indywidualny i bardzo uzależniony od potrzeb danego użytkownika. Są obszary gdzie prosta i prymitywna konstrukcyjnie drukarka 3D do samodzielnego montażu za 500 PLN sprawdzi się równie dobrze co drukarka 3D renomowanego producenta za 25 tysięcy PLN – są jednak aplikacje, których poprawne wydrukowanie z danego materiału wyjdzie tylko i wyłącznie na maszynie za ćwierć miliona PLN.

Najtańsze drukarki 3D kupuje się na chińskich platformach handlowych. Ich niskie ceny wynikają z następujących powodów:

tanie komponenty konstrukcyjne
tania siła robocza odpowiedzialna za montaż lub kompletowanie zestawów do samodzielnego montażu
opieranie się o darmowe rozwiązania typu open-source (konstrukcja, firmware, oprogramowanie sterujące).

Dodatkowo kupując drukarki 3D z Chin otrzymujemy je nieobciążone szeregiem dodatkowych opłat jak np. podatki. Jest to bardzo złożony temat, otoczony niezrozumiałym milczeniem i przyzwoleniem społecznym – niby każdy o tym wie, ale absolutnie nikt z tym nic nie robi. Sprawa nie dotyczy bynajmniej samych drukarek 3D tylko całego asortymentu kupowanego na chińskich platformach handlowych i nie jest indywidualną sprawą Polski, lecz całej UE. Nie wgryzając się zbytnio w niuanse tej sytuacji warto mieć tego świadomość przy dokonywaniu tego typu zakupu.

Za pomocą taniej drukarki 3D da się osiągnąć całkiem niezłe efekty używając prostych w druku 3D tworzyw sztucznych w rodzaju PLA, ABS, PETG czy HIPS. ABS generuje zwyczajowe problemy ze skurczem (i wynikającymi z tym odkształceniami i pęknięciami), ale jeśli detale nie są zbyt wymagające geometrycznie oraz zastosuje się do nich proste osłony (np. założy na drukarkę 3D karton lub zbuduje popularną komorę ze stolików Lack z IKEA) da się ten problem obejść. Aby to osiągnąć wystarczy:

złożyć poprawnie drukarkę 3D
poprawić / naprawić najczęściej występujące w nich błędy i problemy (np. wymienić rurki teflonowe prowadzące filament do głowicy, zmienić mocowanie ekstrudera lub wymienić go w ogóle, poprawić sposób chłodzenia – lub w ogóle je zainstalować, naprawić / wyrównać stół roboczy etc. itp.)
nauczyć się obsługiwać oprogramowanie drukarki 3D (typu open-source, np. CURA lub Slic3r) w zakresie ustawień zaawansowanych i umieć dopasowywać każdy parametr wydruku 3D do wymogów konkretnego modelu i używanego materiału
pogodzić się z faktem, że pewnych rzeczy po prostu nie uda się wydrukować z pewnych materiałów.

W tanich drukarkach 3D mamy do czynienia z bardzo prostą zasadą – im mniej za nią zapłacimy, tym więcej czasu spędzimy przy jej samodzielnym naprawianiu / poprawianiu / ulepszaniu / modyfikowaniu / konfigurowaniu. Drukarka 3D do samodzielnego montażu to doskonały zakup dla osoby mieniącej się tytułem „amatora nowych technologii”, gdyż w ciągu pierwszych kilku-kilkunastu miesięcy z drukarką 3D więcej czasu spędzi nad samym urządzeniem niż drukowaniem z niego. Jeżeli ktoś planuje zakup tego typu urządzenia do firmy, to musi niestety do ceny drukarki 3D doliczyć koszt pracy pracownika, który będzie ją wdrażał. Niestety może się wtedy okazać, że urządzenie za 1000 PLN ostatecznie kosztowało firmę 10.000 PLN (szczególnie jeśli pracownik miał do czynienia z drukiem 3D pierwszy raz w życiu).

W droższych, desktopowych drukarkach 3D tego problemu już nie ma – lub jest zniwelowany do minimum. Po pierwsze, drukarki 3D przychodzą do nas złożone, gotowe do pracy praktycznie chwilę po wyjęciu z pudełka. Po drugie są proste w obsłudze i powtarzalne – nawet jeśli pracują z darmowymi programami typu open-source, to są one dostosowane już do konkretnego modelu urządzenia. Po ich uruchomieniu wybieramy model drukarki 3D z listy, mamy też przygotowane profile dla najbardziej popularnych filamentów. Po trzecie, cała nauka pracy z taką drukarką 3D sprowadza się do właściwego układania modeli na stole roboczym, dopasowania filamentu do oczekiwanych efektów wymiarowych, czy zapewnienia właściwego środowiska pracy.

Drogie, desktopowe drukarki 3D „nie z Chin” mają też „oczywistą wadę” w postaci konieczności otrzymania wraz z urządzeniem faktury VAT i poniesienia związanych z tym dodatkowych opłat podatkowych. Jeśli dotyczy to firmy, to taką drukarkę 3D należy na dodatek wprowadzić do środków trwałych i ewidencjonować ją w rozliczeniach księgowych (chińska drukarka 3D z AliExpress /GearBesta może „drukować na czarno”).

Kolejną przewagą droższych drukarek 3D jest lepsza jakość pracy z materiałami inżynieryjnymi – począwszy od nylonów (PA6 / PA12), poprzez ABS domieszkowany włóknem węglowym (PCABS) czy szklanym, a skończywszy na materiałach wysokotemperaturowych pokroju PEEK. Tworzyw tego typu wydrukować na tanich chińskich drukarkach 3D się albo nie da w ogóle (zbyt niskie zakresy temperatur na głowicy i na stole), albo uzyskane rezultaty będą dalekie od oczekiwań. Niektóre specjalistyczne tworzywa są wysoce ścierne i do drukowania z nich potrzeba specjalnych głowic drukujących (posiadających np. rubinowe końcówki). Reasumując – im bardziej specjalistyczne tworzywo, tym wymogi stawiane przed drukarką 3D są wyższe.

Na koniec odpowiedź na pytanie, czy tania drukarka 3D jest w stanie drukować lepiej lub równie dobrze co urządzenie klasy przemysłowej za kilkadziesiąt – kilkaset tysięcy złotych? Otóż może – pytanie tylko co i z jakiego materiału? Jeżeli punktem odniesienia jest wydruk z PLA kostki kalibracyjnej, łódki 3DBenchy lub żółwika, to najprawdopodobniej okaże się, że na „dobrze zrobionym” Enderze 3D lub perfekcyjnie skalibrowanej Original Prusie i3 Mk3 osiągnie się bez porównania lepszy efekt niż na Stratasys F370. Niestety gdy zmieni się rodzaj detalu na obudowę jakiegoś urządzenia o wymiarach 18 x 15 x 12 cm, skomplikowanym ożebrowaniu wewnętrznym (wymagającym użycia rozpuszczalnego materiału podporowego), która będzie odporna na wilgoć oraz temperatury sięgające do poziomu 120°C okaże się, że kalibrowana w pocie czoła tania konstrukcja po prostu się do tego nie będzie nadawać…

Ponieważ to co decyduje w końcowym rozrachunku o jakości urządzenia jest rodzaj aplikacji jakie z niej mają powstawać? Proste rzeczy uda się dobrze wydrukować na prostych i tanich drukarkach 3D, z prostych i tanich filamentów. Trudne, profesjonalne rzeczy drukuje się na drogich maszynach z bardzo trudnych do okiełznania tworzyw sztucznych.