Drukarka 3D – jak działa, ile kosztuje i czy warto ją kupić?

Jak działa drukarka 3D?

Drukowanie 3D działa inaczej niż na przykład frezarka CNC. Nie wykrawa modelu z fragmentu surowca, usuwając zbędny materiał, a tworzy go warstwa po warstwie, tym samym redukując ilość potrzebnego materiału i obniżając koszty. Nie jest to wbrew pozorom nowa technologia - jej początki sięgają 1984 roku, kiedy to naukowiec Charles Hull opracował technologię stereolitografii. Elementy drukarki są ruchome, są więc w stanie przemieszczać się i w różnych momentach drukować różne partie projektu.

Jeśli ktoś miał jakiś kontakt z nawet nie tyle drukarkami 3D, a powstałymi za ich pomocą wydrukami, być może zauważył, że często (chociaż nie zawsze) wydruki nie są do końca gładkie. Po prostu nie wyglądają na tak dokładnie i starannie wykonane, jakby wyszły z fabryki, a na pierwszy rzut oka widać, że powstały w inny sposób. Ten efekt można zniwelować poprzez nakładanie na siebie możliwie jak najcieńszych warstw, aby płynnie się one ze sobą łączyły i tworzyły gładką całość.

Im lepszej jakości (czyli także im droższa) drukarka 3D, tym na cieńszy i tym samym bardziej atrakcyjny wizualnie wydruk możemy liczyć.

Drukarki 3D zaczynają od podłoża, a następnie krok po kroku budują coraz wyżej i wyżej, aż zakończą projekt. Warto w tym momencie wspomnieć, że nawet najwyższej jakości i najdroższe drukarki 3D działają wolno, nie mówiąc już o budżetowych rozwiązaniach. Nie są to z pewnością urządzenia dla osób niecierpliwych - nawet wydrukowanie małego, nieskomplikowanego przedmiotu może zająć kilka godzin.

Co oczywiste, drukarka 3D do działania potrzebuje surowca, z którego wykonywane będą projekty. Surowcem z reguły są tworzywa termoplastyczne, które szybko się rozgrzewają i łatwo można uzyskać za ich pomocą pożądane kształty, a następnie szybko stygną.

Istnieje wiele tworzyw termoplastycznych, które różnią się od siebie nie tylko ceną, ale chociażby wytrzymałością czy temperaturą topnienia. Jednak można się spotkać, chociaż znacznie rzadziej, także z wykorzystaniem innych materiałów, takich jak na przykład metal.

Co można wydrukować w drukarce 3D? Tak naprawdę ogranicza nas tylko nasza wyobraźnia i możliwości danego modelu. Często za jej pomocą na użytek domowy drukuje się zamienniki zniszczonych elementów i niewielkie gadżety (na przykład figurki i ozdoby), ale co bardziej ambitni drukują w 3D chociażby protezy, a nawet... dom.

Jak widać, już dużo można za pomocą drukarki 3D dokonać, a ta technologia tak naprawdę jest jeszcze w młodym etapie rozwoju. W poniższym filmiku znajdziecie kilka ciekawych i atrakcyjnych wizualnie pomysłów.

Ile kosztuje drukarka 3D?

Jak już pisaliśmy, im droższa drukarka 3D, tym (zazwyczaj) na lepszej jakości wydruki możemy liczyć, a także do naszej dyspozycji oddane będzie więcej mniej lub bardziej użytecznych funkcji. Na szczęście obecnie za całkiem dobrej klasy drukarkę 3D nie trzeba już zapłacić fortuny.

Wobec tego ile kosztuje drukarka 3D? Jeśli pójdziemy drogą budżetową i zakupimy tani, chiński model (w praktyce większość nawet wysokiej jakości drukarek będzie made in China lub generalnie w Azji, chodzi tu o urządzenia typu "marka: brak"), to za 1000 złotych albo i nawet mniej będziemy mieli w domu całkowicie sprawną drukarkę 3D. Przykładem może być chociażby popularna Anet A8, którą można zakupić już za 180 dolarów. Jedyny problem będzie taki, że prawdopodobnie będzie ona bardzo wolna i mało precyzyjna. Wydrukowane za jej pomocą przedmioty będą niewielkie i niespecjalnie gładkie.

Drukarki 3D w przedziale od około 2 500 do 5000 złotych charakteryzują się lepszą jakością wykonania, większą przestrzenią do drukowania i mnogością opcji (chociażby automatycznym poziomowaniem i czyszczeniem). Wykonane za ich pomocą projekty będą większe, gładsze i po prostu ładniejsze. Musimy pamiętać, że w tej cenie tak naprawdę nie kupimy wciąż sprzętu dla profesjonalistów, a raczej urządzenia dla hobbystów z głębokimi kieszeniami.

Profesjonalna drukarka 3D zdolna do drukowania na najwyższym dostępnym obecnie poziomie to koszt w okolicach kilkunastu tysięcy złotych. Czy to dużo? W porównaniu do cen jeszcze kilka lat temu - nie. Dla przeciętnej osoby będzie to spora kwota, ale przeciętnej osobie nie jest do niczego potrzebna profesjonalna drukarka 3D. Dla hobbystów idealne będzie urządzenie ze średniej półki cenowej, a nawet i z tej najniższej, jeśli nie zależy im aż tak bardzo na jakości wydruku.

Warto także pamiętać, że cena samej drukarki 3D to jedno, ale później w miarę przygotowywania kolejnych projektów będziemy musieli także systematycznie dokupywać zapasy surowca. Jego cena może wynosić od kilkudziesięciu do nawet kilkuset złotych za kilogram, w zależności od tego, na jaki surowiec (i jakiego producenta tegoż surowca) się zdecydujemy.

Jak zrobić projekt do drukarki 3D?

Na rynku dostępnych jest bardzo wiele programów do przygotowywania projektów do drukarki 3D, zarówno tych darmowych (jak Blender) czy profesjonalnych, płatnych (jak na przykład AutoCAD). Wiele producentów drukarek 3D oferuje także programy dedykowane specjalnie do swoich urządzeń.

Samo przygotowanie modelu nie jest ani szczególnie łatwe, ani trudne - wymaga po prostu wprawy i eksperymentowania metodą prób i błędów. Każdy program do modelowania obsługuje się nieco inaczej, dlatego też ciężko o uniwersalny poradnik. Najlepszym rozwiązaniem będzie poszukanie poradnika wideo dla konkretnego programu, na który się zdecydujemy.

Na przykład poniższy filmik prezentuje w języku polskim podstawy modelowania we wspomnianym wcześniej Blenderze, programie, który jest nie dość, że darmowy, to jeszcze stosunkowo łatwy w obsłudze.

Kiedy już będziemy mieli gotowy model, należy wyeksportować go do pliku .STL i za pomocą dodatkowego oprogramowania "przerobić" go na polecenia, które drukarka zrozumie. Stworzenie projektu wizualnie zgodnego z naszymi oczekiwaniami to jedno, ale drukarka nie może przecież spojrzeć na projekt i na tej podstawie wiedzieć, jak go wykonać. Specjalne programy przerabiają taki gotowy model na instrukcję krok po kroku dla drukarki, jak ma się zachowywać: w którym miejscu drukować, jak długo i przy użyciu jakiego filamentu.

Jeśli nie czujemy się na siłach, aby samodzielnie stworzyć projekt do drukarki 3D, nie powinno nas to powstrzymywać. W internecie można znaleźć ogromną ilość gotowych modeli wszelkiej maści, które można dodatkowo dostosować do swoich potrzeb i oczekiwań.

Chociaż oczywiście nabycie szerszych umiejętności w zakresie projektowania 3D będzie bardzo przydatne, jeśli się na taką drukarkę przygotujemy. Korzystanie z czyichś projektów jest wygodne, ale co, jeśli będziemy czegoś potrzebować (na przykład małej części od jakiegoś urządzenia, która nam odpadła - choćby klapki od pilota), a takiego projektu po prostu nie znajdziemy, bo będzie to coś zbyt niszowego? Dlatego też mimo wszystko jeśli chcemy inwestować w drukarkę 3D, nie powinniśmy bać się projektowania. Na początku może to być mało intuicyjne i nam po prostu nie wychodzić, ale szybko się to zmieni.

Jak zbudować drukarkę 3D?

Budowanie swojej własnej drukarki 3D z gotowych materiałów było popularnym rozwiązaniem jeszcze jakieś pięć lat temu. Jednak biorąc pod uwagę obecne ceny drukarek 3D, ta praktyka straciła na popularności, ponieważ się po prostu nie opłaca.

Wciąż można kupić zestawy do składania swojej drukarki, takie jak Tronxy czy Geeetech Prusa i3 Pro W i to taniej, niż najtańsze gotowe drukarki 3D - nawet za około 500-600 złotych. Jednak różnica w koszcie względem gotowej drukarki jest niewielka, a wymagane jest sporo pracy i łatwo jest coś zepsuć, nawet mimo posiadania instrukcji. Tak więc jest to rozwiązanie bardziej dla zapalonych majsterkowiczów niż osób, które chcą maksymalnie oszczędzić.

Należy wskazać, że takie drukarki DYI są z reguły niewielkie, a części do nich są bardzo słabej jakości. Można oczywiście także samemu składać drukarki z droższych komponentów, ale za to tym bardziej powinny się brać tylko osoby, które mają w takich rzeczach doświadczenie - bez wątpienia mniej zaboli pomyłka w składaniu drukarki za 500 złotych niż drukarki za 3500 złotych.

PLA czy ABS - co wybrać?

Terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy, w skrócie nazywany po prostu ABS, oraz poliaktyd (PLA) - to dwa najczęściej wykorzystywane w druku 3D tworzywa termoplastyczne. Oba te tworzywa mają zarówno swoich krytyków, jak i swoich sympatyków. Jakie są między nimi podobieństwa, a jakie różnice?

PLA ma niższą temperaturę topnienia, co pozwala na uzyskiwanie ostrzejszych krawędzi i bardziej precyzyjnych wydruków niż przy użyciu ABS. Dużą zaletą PLA jest jego biodegradowalność, w przeciwieństwie do ABS, który biodegradowalny nie jest (za to można go poddawać recyklingowi). Ponadto patrząc pod względem czysto wizualnym, PLA pozwala na stworzenie większej ilości detali i ogółem mówiąc bardziej estetycznych produktów końcowych.

Te wszystkie zalety PLA nie oznaczają, że ABS do niczego się nie nadaje. To również bardzo popularne tworzywo termoplastyczne, które ceni się za dużą wytrzymałość i stabilność termiczną. Jeśli zaś chodzi o ceny, to oba filamenty przedstawiają się bardzo podobnie - zapłacimy za nie w okolicach kilkudziesięciu złotych za kilogram.

Jeśli więc zależy nam na aspekcie estetycznym i środowiskowym, powinniśmy zdecydować się na PLA. Z kolei ABS nada się do projektów, gdzie niezbędna jest większa wytrzymałość.

Jak zarobić na drukarce 3D?

Można usłyszeć, że drukarka 3D to świetny sposób na biznes i można dzięki niej dużo zarobić. Rzeczywistość nie jest jednak aż tak kolorowa. Zamawianie przedmiotów wydrukowanych za pomocą drukarki 3D jest mocno nieopłacalne i przeciętni ludzie obecnie tego po prostu nie zrobią. Stworzenie projektu, eksploatacja drukarki i inne czynniki sprawiają, że koszt takiego zamówienia znacznie z reguły przewyższa koszt tego, co chcemy wykonać.

Czy to oznacza, że na druku 3D w ogóle nie da się zarobić? Można, ponieważ niektóre firmy faktycznie zlecają ogromne ilości wydruków 3D, ale żeby móc obsługiwać takie zlecenia, potrzebujemy bardzo drogiej drukarki 3D dla profesjonalistów, a także ogromnego doświadczenia i wiedzy. Na zrobionych w garażu na drukarce ze średniej półki figurkach i ozdobach może nieco zarobimy (na przykład ogłaszając się na Facebooku czy Etsy), ale nie będzie to prawdopodobnie dużo ponad poniesione koszty.

Drukarka 3D - podsumowanie

Czy drukarki 3D zaczną niedługo pojawiać się w każdym domu, tak jak obecnie niemal wszędzie spotkać można drukarki laserowe? Mało prawdopodobne, biorąc pod uwagę małą użyteczność w codziennym życiu takiego urządzenia. Ma ono swoje zastosowania, ale obecnie się to po prostu finansowo nie opłaca.

Nie oznacza to od razu, że drukarka 3D to zły zakup - po prostu powinni się na nią decydować głównie ludzie kreatywni, pomysłowi, którzy lubią majsterkować i projektować. Takim osobom drukarka 3D może służyć latami, zaś zwykły Kowalski prawdopodobnie wydrukuje kilka rzeczy i rzuci ją w kąt.