Drukarka 3D - co warto wiedzieć?

Drukarka 3D to urządzenie, które na podstawie cyfrowego modelu tworzy fizyczny przedmiot, nakładając materiał warstwa po warstwie. Najczęściej spotyka się drukarki 3D FDM, które topią plastikowy filament, oraz drukarki żywiczne, które utwardzają płynną żywicę światłem. Proste modele do domu kosztują mniej niż 1000 zł, więc z druku 3D może korzystać każdy hobbysta.

Jak działa drukarka 3D?

Druk 3D należy do tzw. technologii przyrostowych (ang. additive manufacturing). Przedmiot nie powstaje przez usuwanie materiału, jak przy frezowaniu czy toczeniu, tylko rośnie od podstawy, warstwa po warstwie. Pojedyncza warstwa ma zwykle grubość 0,05-0,3 mm, więc nawet niewielki model składa się z setek warstw. Dzięki temu można wydrukować kształty, których nie da się wykonać tradycyjnymi metodami.

Skąd drukarka wie, co ma wydrukować? Punktem wyjścia jest model 3D, zapisany najczęściej w pliku STL lub 3MF. Taki plik trzeba „pokroić” na warstwy w programie nazywanym slicerem, np. w Bambu Studio, PrusaSlicer, OrcaSlicer albo UltiMaker Cura. Slicer wyznacza ścieżki ruchu głowicy, temperatury i prędkości dla każdej warstwy, a w drukarkach FDM zapisuje je w postaci tzw. G-code. Co ważne, wszystkie wymienione programy są darmowe.

Drukarka 3D FDM i żywiczna - rodzaje druku 3D

W domowych warunkach spotyka się przede wszystkim dwie technologie. Pierwsza to FDM (ang. Fused Deposition Modeling), nazywana też FFF. Drukarka podaje do rozgrzanej dyszy (zwykle o średnicy 0,4 mm) cienki plastikowy pręt nawinięty na szpulę, czyli filament. Stopiony materiał jest wyciskany i układany ścieżka po ścieżce na stole roboczym.

Druga grupa to drukarki żywiczne (SLA, DLP i MSLA). Zamiast plastiku na szpuli mają one wanienkę z płynną, światłoczułą żywicą. Pod jej przezroczystym dnem znajduje się źródło światła UV - w popularnych modelach jest to ekran LCD, który naświetla na raz cały przekrój warstwy. Utwardzona żywica przywiera do platformy, a model rośnie do góry nogami.

Obie technologie mają zupełnie inną budowę i zasadę działania, a w praktyce służą do czegoś innego. Drukarka 3D FDM sprawdza się przy większych i wytrzymałych częściach: obudowach, uchwytach, organizerach czy elementach robotów. Drukarka żywiczna wygrywa szczegółowością, dlatego chętnie drukuje się na niej figurki, biżuterię i modele dentystyczne. Ceną tej precyzji jest praca po wydruku: model trzeba umyć w alkoholu izopropylowym i doutwardzić światłem UV.

Co ciekawe, o dokładności drukarki żywicznej w dużej mierze decyduje rozdzielczość ekranu. W modelach z matrycą 9K pojedynczy piksel ma bok rzędu 0,02 mm, więc na wydruku widać nawet drobne napisy i fakturę skóry na figurce. Ekran pracuje w ultrafiolecie, dlatego pokrywa drukarki żywicznej jest przyciemniana - chroni żywicę przed przypadkowym utwardzeniem.

Druk 3D - skąd taka popularność?

Pierwszą metodę druku 3D, czyli stereolitografię (SLA), opatentował w 1986 roku Chuck Hull. W 1989 roku Scott Crump, założyciel firmy Stratasys, zgłosił patent na technologię FDM. Przez lata były to drogie maszyny przemysłowe. Przełom przyszedł po 2009 roku, gdy wygasły najważniejsze patenty na FDM, a otwarty projekt RepRap (zapoczątkowany w 2005 roku) pokazał, że drukarkę 3D można zbudować z tanich, ogólnodostępnych części.

Najważniejsze daty w historii druku 3D (grafika AI)

Nowoczesne drukarki 3D obsługuje się znacznie łatwiej niż pierwsze konstrukcje hobbystyczne. Same poziomują stół i kalibrują się przed wydrukiem, mają ekran dotykowy i łączność Wi-Fi, a wiele z nich drukuje też w kilku kolorach. Ile kosztuje drukarka 3D? Najprostsze modele do domu można kupić za mniej niż 1000 zł, a materiał na typowy, niewielki wydruk kosztuje zwykle kilka złotych.

Uchwyty na narzędzia wydrukowane w 3D (fot. Bambu Lab)

W praktyce drukarka 3D przydaje się w każdym domu i warsztacie. Można na niej wydrukować część zamienną do sprzętu AGD, uchwyt na ścianę, organizer do szuflady, obudowę do projektu z Arduino UNO, części robota albo prototyp własnego wynalazku. Mało kto zdaje sobie sprawę, że pęknięty zaczep czy zgubiona gałka to często kwadrans pracy drukarki.

Darmowe modele do druku 3D - gdzie je znaleźć?

Do rozpoczęcia przygody z drukiem 3D nie trzeba umieć projektować. W serwisach z modelami 3D czekają setki tysięcy darmowych modeli do druku 3D, gotowych do pobrania jednym kliknięciem. Największe z nich to MakerWorld prowadzony przez Bambu Lab, serwis Printables od Prusa Research i najstarszy z tej trójki, Thingiverse. Przy każdym modelu można zwykle znaleźć zdjęcia wydruków innych użytkowników i zalecane ustawienia.

Serwis z darmowymi modelami do druku 3D

Gdy gotowego modelu brakuje, można go zaprojektować samodzielnie. Na początek dobrze sprawdza się Tinkercad, czyli darmowy program do projektowania 3D działający w przeglądarce, w którym model składa się z prostych brył. Bardziej zaawansowane projekty powstają w programach CAD.

Jak zacząć przygodę z drukiem 3D?

Nowoczesny druk 3D jest prostszy, niż się wydaje - pierwszy wydruk można uruchomić kilkadziesiąt minut po rozpakowaniu drukarki. Do startu potrzebne są tylko cztery rzeczy:

• drukarka 3D FDM, która kalibruje się automatycznie,
• szpula filamentu PLA, z którego drukuje się najłatwiej,
• darmowy model z serwisu MakerWorld, Printables albo Thingiverse,
• aplikacja na telefonie albo darmowy slicer na komputerze.

Model można wysłać do drukarki na dwa sposoby, które działają równolegle. Pierwszy to druk 3D z telefonu: w aplikacji producenta drukarki wybieramy model z serwisu z darmowymi modelami, klikamy „Drukuj” i drukarka od razu zaczyna pracę. Drugi to druk z komputera: model pobiera się na dysk, kroi w slicerze, a gotowy plik wysyła do drukarki przez Wi-Fi albo na karcie pamięci.

Dwa sposoby wysłania modelu do drukarki 3D - z telefonu i z komputera (grafika AI)

Nie każda drukarka 3D obsługuje druk z telefonu, ale większość najpopularniejszych modeli już tak. Na początek warto więc drukować z telefonu, bo to najszybsza droga do pierwszego wydruku. Gdy pojawi się potrzeba zmiany ustawień albo wydruku własnego projektu, można przejść na komputer. Korzystając z komputera i slicera, mamy po prostu znacznie więcej opcji do ustawienia przy drukowaniu, np. grubość warstwy, wypełnienie, podpory czy prędkość druku.

Drukarka 3D - gdzie kupić, a gdzie raczej nie?

Drukarki 3D najczęściej kupuje się w internecie, a nie w popularnych elektromarketach. Te mają w ofercie zwykle tylko kilka modeli, i to nie tych najpopularniejszych. Dla takiego sklepu drukarka 3D to jeden z tysięcy produktów, który niewiele różni się od ekspresu do kawy, a dla użytkownika to ogromna różnica - przy drukarce liczą się doradztwo, części zamienne i serwis.

Głównym źródłem drukarek 3D są więc internetowe sklepy specjalistyczne, w których obok drukarek znaleźć można też filamenty, części zamienne i akcesoria. Osoby, którym nie przeszkadza zamawianie z zagranicy, dłuższy czas dostawy i brak serwisu w Polsce, mogą też kupić drukarkę bezpośrednio na stronie producenta.

Oczywiście można kupować na portalach aukcyjnych, ale warto wtedy porównać ceny z lokalnymi sklepami specjalistycznymi. Przykładem takiego sklepu jest Botland. Wspominamy o nim nie dlatego, że jest partnerem Forbota (choć to prawda - współpracujemy od 2011 roku), ale dlatego, że firma ta działa od ponad 15 lat i jest najchętniej wybieranym przez polskich klientów sklepem z drukarkami 3D.

Sprawdzając sprzedawcę, warto też upewnić się, że ma własny, dedykowany serwis. Drukarka 3D to urządzenie z wieloma ruchomymi częściami, rozgrzaną głowicą i elektroniką, które z czasem może wymagać specjalistycznej naprawy. Producenci chętnie wysyłają też części zamienne, ale nie każdy chce wymieniać je samodzielnie.

Jaką drukarkę 3D wybrać na początek?

Osoba, która myśli o zakupie pierwszej drukarki i nie wie jeszcze nic o druku 3D, w 99% przypadków potrzebuje drukarki FDM, a nie żywicznej. Na pierwszą drukarkę najlepiej sprawdza się kompaktowa drukarka 3D FDM z automatyczną kalibracją, która bez problemu drukuje z PLA i PETG. Szybsze konstrukcje typu CoreXY z zamkniętą obudową przydadzą się osobom, które chcą drukować z ABS lub ASA. Przykładowe modele na start zebrano w Botlandzie w zestawieniu polecanych drukarek 3D.

Drukarkę żywiczną warto wybrać wtedy, gdy liczą się przede wszystkim detale, np. przy figurkach do gier bitewnych. Trzeba jednak pamiętać, że nieutwardzona żywica podrażnia skórę i ma intensywny zapach. Pracuje się z nią w rękawiczkach nitrylowych, w dobrze wietrzonym pomieszczeniu, a nie przy biurku w sypialni. Przed zakupem drukarki żywicznej warto  jednak zacząć przygodę z drukiem FDM.

Odnośniki do niektórych produktów umieszczone w tym wpisie prowadzą do głównego partnera serwisu – sklepu Botland. Nie są to linki afiliacyjne. Na tej podstronie opisaliśmy na czym dokładnie polega nasza współpraca.