Wielomateriałowy druk 3D - przegląd informacji

[Leoneq]

Posiadając jedną z popularniejszych drukarek (Anet, Ender, Tronxy) dostajemy w pełni funkcjonalne narzędzie do mielenia plastikowej nitki na figurki, zabawki, części, czy obudowy - drukarka spełnia swoje zadanie. Co jednak, jeżeli chcemy wydrukować element składający się z wielu materiałów? Albo bardzo skomplikowaną część do maszyny? A może po prostu kolorową figurkę? Tutaj z pomocą przychodzą metody wielomateriałowego druku 3D. Na pytanie, jak drukować, co to daje, ile kosztuje i czemu tak drogo - zaraz dostaniecie odpowiedź.

Tak, ten eevee nie jest sklejany!

Druk dwoma dyszami 
Jeżeli zwyczajna drukarka ma jedną dyszę, to czemu by nie dodać drugiej? Kilku producentów tak zrobiło, i np. w Geeetech A10M czy Zortraxie M300 Dual znajdziemy karetkę z dwoma dyszami. Pozwala to np. drukować element z PLA, a podpory z filamentu rozpuszczającego się w wodzie. Przejście między jednym a drugim materiałem jest błyskawiczne - wystarczy dobrze skalibrować retrakcję, aby nie było nitek. Jest to jedno z bardziej optymalnych rozwiązań na druk wielomateriałowy.

Drukarka z dwoma dyszami, Anet A8M

Druk jedną dyszą
Co w wypadku, jeżeli podczas druku zmienimy filament? Wielu użytkowników forum pewnie już to zrobiło, zmieniając filament na pewnej warstwie. Wtedy wymagane było przeczyszczenie dyszy ze starego filamentu, co w tym sposobie objawiło się w postaci nitki. W przypadku gotowych rozwiązań, to drukarka musi poradzić sobie z przeczyszczeniem dyszy - robiąc to drukując podpory, wypełnienie, czy po prostu osobną kostkę.

Ten wpis brał udział konkursie na najlepszy artykuł o elektronice lub programowaniu. Sprawdź wyniki oraz listę wszystkich prac »
Partnerem tej edycji konkursu (marzec 2020) był popularny producent obwodów drukowanych, firma PCBWay.

Sposób zamiany filamentów będzie zależał od tego, z czego będziemy korzystać. MultiMaterialUpgrade (MMU) ze stajni Prusy pozwala drukować do 5 kolorów, na zasadzie podobnej jak manualne zmienianie filamentu. Diamond Nozzle to specjalna dysza z bardzo krótkim wspólnym odcinkiem. Pozwala to na szybkie przeczyszczenie dyszy, z aż trzech kolorów filamentu. Palette Pro to osobne urządzenie, które na podstawie modelu specjalnie łączy nam kolory w spólną, jedną nitkę. Kolorowy druk z jednej dyszy możemy zatem uzyskać na wiele sposobów - ale każdy będzie najskuteczniejszy tylko w pewnej sytuacji. Przejdźmy zatem do opisu poszczególnych technik druku wielomateriałowego.

Ciekawe rozwiązanie, ale mało przydatne.

Drukowanie jedną dyszą - zmiana na pojedynczej warstwie
Jedną z najprostszych, manualnych metod jest zmiana filamentu na pojedynczej warstwie. Jeżeli kolory mają się zmieniać na poziomej płaszczyźnie, będzie to wyglądało bardzo profesjonalnie - mimo, że to ty będziesz zmieniał filament. Aby tak zrobić, wystarczy powiedzieć slicerowi (najczęściej za pomocą pluginu), że na odpowiedniej wysokości chcesz wykonać komendę M600 (zmiany filamentu). Wtedy drukarka wyjedzie dyszą, cofnie filament, i będzie gotowa do przyjęcia nowej nitki. Do plusów można zaliczyć to, że ta metoda jest darmowa, i prosta. Do minusów, że musimy siedzieć i wymieniać filament - oraz zostaje dość długa nitka po przeczyszczeniu. Zapraszam do obejrzenia filmu Artka, który to bardzo przystępnie wyjaśnił jak to osiągnąć.

Film należy do Artka.

Drukowanie jedną dyszą - zmiana filamentu na tej samej warstwie
Tutaj jestem ciekaw dlaczego o tej metodzie nie mówi się za często. Przecież to jest tak banalne i proste! Lecz ta metoda jest tylko dla zdeterminowanych użytkowników - marnuje się dużo filamentu, a filament musimy często zmieniać. Metoda ta polega na powiedzeniu slicerowi, że nasza drukarka ma 2 dysze (w Curze można ustawić do 8 dysz, co daje max. 8 materiałów na jednej warstwie!) - ważnym jest, żeby każda następna dysza podczas "załączenia" wykonywała komendę zmiany filamentu. Dzięki temu, możemy wymienić filament kilka razy na jednej warstwie, co da nam efekt prawdziwego druku wielokolorowego. Ogromnym minusem jest strata czasu, ponieważ filament się długo wymienia. Do tego ilość filamentu potrzebna do dobrego przeczyszczenia dyszy ze starego nie jest mała. Po więcej informacji, możecie obejrzeć mój film o tym:

Film własnej produkcji. Nie bijcie, dopiero zaczynam na youtube :c

Drukowanie jedną dyszą - splittery
Opcja pośrednia, między pełnymi dwoma dyszami i ekstruderami, a normalnym drukowaniem. W miejsce złączki pneumatycznej przy bowdenie montujemy tzw. splitter - łączy on dwie ścieżki filamentu w jedną. Potrzebujemy do tego rozwiązania dwóch ekstruderów, oraz odpowiednio przygotowanego Marlina. Ogromnym minusem jest jednak długa wspólna droga do dyszy, co zmusza nas do drukowania dużej kostki przejściowej. Mimo wszystko, nie musimy zmieniać hotendu. Najważniejsze jednak jest, że proces zmiany wykonuje się automatycznie, i nie musimy stać przy drukarce. Koszt będzie wynosić zmianę płyty oraz nowy ekstruder.

Przykładowy splitter.

Drukowanie dwoma dyszami - optymalne rozwiązanie 
Jeżeli nie chcemy siedzieć przy drukarce i żonglować filamentami, ani marnować filament na przeczyszczanie dyszy, warto się zastanowić nad karetką z dwoma dyszami. Aby np. do naszego Endera dodać drugą dyszę, potrzebujemy drugi ekstruder oraz drugi hotend - lub zakupić jeden hotend z dwoma dyszami (np. Chimera). Oczywiście, do dwóch dysz potrzebujemy dwóch ekstruderów oraz obsługę dwóch grzałek. Wszystko to umożliwia np. SKR 1.4 czy MKS GEN L.

Chimera Hotend

Drukowanie jedną dyszą - Diamond Nozzle 
A co, gdyby tak zrobić jedną, POTĘŻNĄ dyszę, do druku trzema materiałami? Tutaj z warto zakupić Diamond Nozzle. Potrzebujemy do niego aż 3 ekstruderów, oraz specjalnego mocowania - najlepiej
będzie tę dyszę zamocować na drukarce typu delta. Wspólna droga filamentów jest mała, co pozwala na minimalizację potrzebnego filamentu do przeczyszczenia. Wielkim plusem jest, że jeżeli zamontujemy filamenty w kolorach CMY (cyjanowy, magentowy, żółty), dostaniemy możliwość mieszania barw - i w teorii - nieograniczoną liczbę kolorów. Wymaga to mimo wszystko zaawansowanej płyty głównej (SKR PRO), oraz dużej wiedzy przy konfiguracji. Diamond Nozzle kosztuje ok. 40zł - do tego należałoby doliczyć koszt silników, płyty głównej, oraz wydrukowanych mocowań. Tutaj znajdziemy więcej informacji o Diamond Nozzle.

Diamond Nozzle

Drukowanie jedną dyszą - Prusa MMU
Dla użytkowników Prus stworzono specjalne urządzenie do mieszania nawet 5 nitek plastiku. Kosztuje 1300zł, ale pozwala na łatwy i bezproblemowy druk 5 materiałami. Montaż wraz z instrukcją od Prusy staje się łatwiejszy od montażu Anety. Multi Material Upgrade mimo wszystko wymaga przeczyszczenia dyszy. Nawet jeżeli nie mamy prusy, warto zobaczyć jak MMU działa.

Film należy do Prusa 3D.

Drukowanie jedną dyszą - Mosaic Palette Pro 2
Najdroższym rozwiązaniem z zestawienia jest urządzenie Palette Pro 2. Kosztuje aż 3300zł, ale pozwala na kolorowy druk bez żadnych modyfikacji drukarki. Jak? Palette Pro łączy poszczególne nitki 
w jedną, dostosowaną specjalnie pod nasz wydruk. Jest to chyba jedno z najłatwiejszych rozwiązań pod druk kolorowy, ale i równie kosztowny. Jeżeli się nad tym rozwiązaniem zastanawiacie, warto zobaczyć recenzję Arhna.

Film należy do Arhn.eu

Kolorowe drukowanie - czy warto?
Jeżeli chcemy drukować kolorowe figurki, warto to przemyśleć. Często wystarczy rozdzielenie modelu i sklejenie go. Najbardziej się mogą przydać dwie dysze i filament do podpór, co pozwala na drukowanie bardzo zaawansowanych części. MMU czy Palette trafią bardziej do użytkowników którzy po prostu chcą drukować, bez grzebania w elektronice. Ale jeżeli masz dużo czasu, Endera, i masę filamentu - już teraz możesz zacząć drukować. Pamiętajmy, że każda metoda wymaga jednak dobrych chęci 🙂