Drukarki 3D na twoją kieszeń

Drukowanie w 3D podbija rynek nowych technologii na całym świecie. Jest to bowiem nie tylko gadżet na miarę XXI wieku, ale także narzędzie pracy projektantów, architektów i artystów. To zabawa także dla laików, a jedyną przeszkodą w posiadaniu własnej drukarki 3D jest jej cena, z tym że na rynku jest coraz więcej dobrej jakości urządzeń, których zakup nie nadweręży domowego budżetu.

Drukowanie przestrzenne 3D należy do technologii szybkiego wykonywania prototypów. Pozwala ona na zaprojektowanie modelu danego przedmiotu, a następnie wydrukowanie go przy użyciu tworzywa sztucznego w takiej formie, jaką zakładał projekt. Proces powstawania modelu zaczyna się w graficznym programie komputerowym, skąd w pliku zapisanym w formacie STL przenosi się go do pamięci maszyny drukującej. Mechanizm drukarki tnie projekt na warstwy, jest to tak zwane plasterkowanie, przy czym wcześniej należy określić ilość i grubość pożądanych warstw.

Surowcem do wykonania przedmiotu jest tworzywo, które podaje się do maszyny w postaci proszku, bryły lub zwoju. Drukarki najczęściej tworzą w technikach:

Podczas drukowania dysza nagrzewa się, a sproszkowany materiał nakładany na płytce montażowej stapia się w jedną warstwę. Każda utworzona w ten sposób powierzchnia zostaje sklejona z poprzednią, co jest możliwe dzięki temu, że praca drukarki opiera się na metodzie addytywnej (dodawanie elementów), często z wykorzystaniem stereolitografii.

Zaawansowane technologie pozwalają na to, by samemu stworzyć sobie drukarkę do drukowania przestrzennego. Urządzenia te bowiem dostępne są w technologii open source, która pozwala na pobranie z internetu informacji dotyczących ich budowy i działania. Mając taką wiedzę, można zamówić poszczególne części i samodzielnie drukarkę złożyć, można także wydrukować ją za pomocą innej drukarki. Jednymi z najpopularniejszych maszyn dostępnych w open source są modele RepRap, które kosztują od 2 do 3 tysięcy złotych w zależności, czy zamawiane są w częściach czy w całości. Najlepszy jest model Prusa Mendel, którego możliwości wystarczają na potrzeby prywatne lub wymagania małej firmy. Droższym, ale polskim urządzeniem, które można samodzielnie złożyć jest RapCraft wyposażony opcjonalnie w jedną dysze lub dwie, przy czym większa ilość dyszy pozwala na drukowanie dwoma rodzajami plastiku lub dwoma kolorami. Cena tej drukarki waha się od 3 do 6 tysięcy złotych.

Wśród najlepszych drukarek 3D w przystępnej cenie na rynku światowym należy wymienić na pierwszym miejscu Makerbot Replicator. To urządzenie dostępne w dwóch wariantach z jedną lub dwoma głowicami drukuje z prędkością 40 mm na sekundę i wykonuje modele o maksymalnej wielkości 225 x 145 x 150 mm z tworzyw sztucznych (PLA, ABS, PVA). Drukarka z jedną dyszą kosztuje 1749 dolarów, a z dwoma 1999 do tej ceny należy doliczyć jeszcze 5% cło, 23% podatek VAT oraz przesyłkę z USA, która przy wymiarach urządzenia wyniesie około 350 zł. W sumie zapłacimy około 8–9 tysięcy złotych.

Protoplastą Makerbot Replicator jest Makerbot Thing-o-matic wielokrotnie udoskonalana drukarka, której cechą szczególną jest platforma robocza skonstruowana jak przenośnik taśmowy. Umożliwia to seryjne drukowanie, bo maszyna sama się przygotowuje do wykonania następnego modelu zaraz po skończonej pracy. Ma co prawda niewielki obszar roboczy (jedynie 96 x 108 x 115 mm), ale za to pracuje z prędkością 250 mm na sekundę. Drukarka korzysta z tworzyw PLA lub ABS. Można zamówić ją w częściach lub złożoną, przy czym pierwsza opcja jest oczywiście tańsza. Stąd ceny wahają się od 1099–1300 do nawet 2400 dolarów, do czego należy doliczyć jeszcze cło, VAT i przesyłkę. Najmniej zakup wyniesie około 5 tys. zł najwięcej ponad 10.

Ultimaker jest produkowany w Holandii przez firmę o tej samej nazwie. Największą zaletą tej drukarki jest prędkość pracy, drukuje ona 300 mm modelu w ciągu sekundy dzięki mniejszej masie głowicy, ma także duży obszar wydruku – 210 x 210 x 220 mm. Wadą jest brak podgrzewanej powierzchni roboczej. Ultimaker kosztuje około 1570 dolarów, dodawszy koszty przesyłki z Niderlandów (około 100 zł) cena drukarki wyniesie 5250 zł.

Tanimi modelami są drukarki Printrbot, których ceny wahają się od 500 do 650 dolarów. Są to niewielkie urządzenia, które drukują maksymalnie z prędkością 25 mm na sekundę na obszarze zadruku wielkości kwadratu o boku od 100 do 200 mm. Mimo delikatnej budowy i niewielkich rozmiarów pracują bardzo precyzyjnie. Są dostępne w sprzedaży od maja 2012 roku, ale sławę zyskały dzięki temu, że można je samodzielnie złożyć za pomocą instrukcji umieszczonych w sieci.

Wydrukuj sobie chipsa

Technologia drukowania przestrzennego pozwala na naprawdę dobrą zabawę. Można na przykład drukować biżuterię, przedmioty użytkowe, modele architektoniczne, a nawet własną głowę. Ale to nie wszystko, producenci żywności testują projekty drukowania płatków kukurydzianych czy chipsów w trójwymiarowych kształtach, np. samolotu lub statku kosmicznego. Japończycy poszli o krok dalej – drukują zdjęcia USG płodu, które mają postać przestrzennej figurki dziecka w łonie matki o naturalnych rozmiarach. Na uniwersytecie w Pensylwanii drukuje się naczynia krwionośne z cukru, na które następnie nanosi się ludzkie komórki, te zaś opierając się na cukrowym szkielecie odtwarzają fizjologiczną strukturę żywej tkanki. Niebawem każdy z nas będzie mógł wydrukować sobie buty, a na biurku zamiast zdjęcia przyjaciół postawi sobie miniaturki ich postaci.

Maciej Oleksy - Prowadzi bloga ProductLabs.pl, IT project manager z dużym doświadczeń w zawodzie i początkujący product/startup manager :) Obecnie prezes spółki córki naszej klasy (m.in. meegusto.pl). Jest również właścicielem kilku serwisów webowych (fotteria.pl, crododilac.pl, zoshka.pl). Jak czas pozwala mentoruje w inkubatorach startupowych. Interesuje się zwinnymi metodami wdrażania produktów w sieci.