Čo zvážiť pri kúpe 3D tlačiarne

Máloktorý iný technický odbor sa za posledné roky vyvinul tak rýchlo ako 3D tlač. Najmä v komerčnom, technologickom, priemyselnom a vedeckom použití sa 3D technológia stala nepostrádateľnou. 3D tlačiarne však už dávno prišli do súkromných domácností a sú populárnejšie ako kedykoľvek predtým. Záujem verejnosti o 3D tlač rýchlo rastie, rovnako ako rozmanitosť 3D tlačiarní pre súkromné použitie.

Ak čítate tento článok, pravdepodobne patríte k ľuďom, ktorí sa pohrávajú s myšlienkou zaobstarať si takéto zariadenie. Ak ste sa rozhodli pre kúpu 3D tlačiarne alebo o nej aspoň uvažujete, rýchlo si uvedomíte, že výber z mnohých rozličných zariadení nie je taký ľahký.

V tomto článku vám chceme ukázať, čo musíte zvážiť pri kúpe 3D tlačiarne, a tak vám trochu uľahčiť výber.

Základy 3D tlače

Aby bolo možné skutočne porozumieť nasledujúcim vlastnostiam a rozdielom, najskôr v krátkosti vysvetlime potrebné základy a pozrime sa na súčasné technológie tlače. Obmedzujeme sa na dve najpopulárnejšie techniky, ktoré sa v súkromnej sfére používajú najviac.

Aby sme to zjednodušili, v zásade rozlišujeme medzi FDM tlačiarňami (tlačiane na filamenty) a resinovými (živicovými) tlačiarňami (SLA / DLP / LCD).

Proces FDM tlače

FDM (Fused Deposit Modeling) alebo FFF (Fused Filament Fabrication) sú procesy 3D tlače, pri ktorých sa filament vo forme termoplastického vlákna zahrieva v tlačovej hlave a tlačí sa cez trysku na tlačovú platformu.

V tomto procese je vybraný model zostavený vrstva po vrstve. Keď hovoríme o 3D tlačiarňach, vo väčšine prípadov sa myslí FDM tlačiareň.

Čo je to filament pri FDM tlači?

Takzvaný filament je materiál, ktorý je k dispozícii navinutý na cievke a je spracovateľný v FDM tlačiarni. Existuje celý rad rôznych filamentových materiálov (PLA, PETG, ABS, nylon atď.), ktoré sa významne líšia svojimi vlastnosťami. Filamenty sú tiež k dispozícii v rôznych priemeroch a mnohých farbách.

Špeciálne filamenty pre špeciálne modely

V súčasnosti existuje veľa špeciálnych materiálov, ktoré obsahujú časti dreva, kovov, uhlíka alebo kameňa.

Ak si chcete kúpiť 3D tlačiareň, je mimoriadne dôležité zistiť, ktoré materiály dokáže požadovaná tlačiareň spracovať a aký priemer filamentu je potrebný.

---

Výhody FDM tlače:

• vstupné náklady je možné udržať na nízkej úrovni
• nízke náklady na tlač a nízke dodatočné náklady
• rozmanitosť filamentov (rôzne farby a materiály)
• jednoduchá, nekomplikovaná manipulácia
• takmer žiadna námaha pri dodatočnom opracovaní
• rýchly aditívny proces, najmä pri rýchlych prototypoch
• možnosť vyrobiť robustné, nárazuvzdorné modely odolné voči poveternostným vplyvom
• neustály ďalší vývoj technológie

Oblasti využitia FDM tlače:

• funkčné prototypy a konečné výrobky
• umelecké predmety
• modelovanie
• dekorácia
• ilustračné modely
• náhradné diely
• zariadenia
• výroba nástrojov

Proces resinovej tlače (SLA / DLP / LCD)

Resinové tlačové procesy sa ďalej delia na SLA tlač (stereolitografia), DLP (Digital Light Processing) a LCD technológie. Vo všetkých zariadeniach sa používa tekutý fotocitlivý resin a všetky varianty sú si veľmi podobné, preto si len v krátkosti popíšeme rozdiely:

Pri SLA tlači sa tento resin vytvrdzuje UV laserom. Pri DLP tlači sa používa takzvaný DLP projektor, ktorý premieta tlačený objekt alebo vrstvu, ktorá sa má momentálne tlačiť, na pixelované plátno. V každom kroku svieti iba požadovaná plocha displeja. Technológia LCD, ako naznačuje jej názov, využíva LCD obrazovku a zdroj UV svetla.

---

Výhody tlače SLA / DLP / LCD:

• detailný, jemný povrch
• vysoká výrobná presnosť
• je možné tlačiť priehľadné modely
• je možné tlačiť zložitejšie tvary a formy

Oblasti využitia tlače SLA / DLP / LCD:

• medicína/zubné lekárstvo
• šperky
• veda
• strojárstvo a konštrukcia výrobkov
• umenie

---

Pred nákupom by ste si mali položiť tieto otázky

Teraz sme sa už dozvedeli niekoľko základných faktov o 3D tlači. Predtým, ako sa slepo rozhodnete pre prvé vhodné zariadenie, by ste si mali položiť tieto 4 základné otázky:

1. Aký je váš rozpočet? / Koľko ste ochotní minúť?

Ak si chcete kúpiť 3D tlačiareň, vplyv na nákup má aj váš rozpočet. Popremýšľajte, koľko ste ochotní investovať do 3D tlačiarene. Cenové rozpätie je v tomto priemysle veľmi široké, ale existuje veľa lacnejších modelov, ktoré sú pôsobivé.

• Náklady na FDM tlač

Najmä v oblasti FDM tlače získate za málo peňazí slušnú sadu základnej výbavy. Prevádzkové náklady sú tiež v udržateľnej cenovej hladine. Dobré filamenty v našom obchode dostanete napríklad za približne 20-25€/kg.

Pri špeciálnych materiáloch, ako sú filamenty s obsahom dreva, kovu alebo flexibilné filamenty, musíte investovať trochu viac. Lacné, ale dobré základné vybavenie (tlačiareň a materiál) určite získate od 300-400 eur.

• Náklady na tlač SLA / DLP

Tlačiarne na resin sú teraz tiež k dispozícii vo výhodných cenách. Cenovo dostupné základné modely nájdete za menej ako 400 eur. Samozrejme, rovnako ako pri tlači FDM, ani pri resinových tlačiarňach neexistuje horný cenový limit.

Ak sa rozhodnete pre resinovú tlačiareň, mali by ste brať do úvahy aj to, že okrem samotnej tlačiarne budete na ďalšie spracovanie výtlačkov potrebovať aj ďalšie zariadenia.

Lacná tlačiareň SLA vrátane vytvrdzovacieho zariadenia a materiálu vás v našom obchode bude stáť okolo 500-600 eur.

Na rozdiel od filamentovej tlače musíte pri živicovej tlači očakávať vyššie prevádzkové náklady. 1-litrové fľaše s tlačiarenským materiálom začínajú približne od 30 eur. V prípade SLA tlače nemôžu byť resiny často nahradené materiálmi od iných výrobcov, a tak ste viazaní na jedného výrobcu. Ak tlačíte pomocou metódy DLP alebo LCD, zvyčajne to nie je problém.

---

2. Čo chcete tlačiť? Aké sú vaše predstavy?

Výber 3D tlačiarne veľmi závisí od toho, čo s ňou plánujete tlačiť. Napríklad, ak chcete tlačiť hlavne diely do auta alebo potrebujete modely odolné voči teplu alebo poveternostným vplyvom, tlačiareň by mala byť navrhnutá aj na spracovanie príslušných materiálov.

V závislosti od účelu použitia modelov existujú rôzne požiadavky na materiál a 3D tlačiareň, tu je niekoľko príkladov:

• dekorácie/názorné modely/figúrky → sofistikovaná optika
• výroba modelov → vysoká nosnosť/zaťažiteľnosť
• pracovné nástroje → vysoká stabilita a spoľahlivosť
• objekty pre vonkajšie použitie → odolnosť voči UV žiareniu a poveternostným vplyvom

---

3. Aké vlastnosti očakávate od svojej 3D tlačiarne?

Mala by tlačiť obzvlášť rýchlo, byť veľmi tichá alebo je pre vás dôležitá možnosť tlačiť veľké modely?

Okrem spôsobu využitia tlačových modelov existujú aj ďalšie vlastnosti, ktoré od seba 3D tlačiarne výrazne odlišujú:

• Pripojenie

Na vytlačenie požadovaného modelu je nevyhnutná nielen samotná 3D tlačiareň, ale aj počítač/notebook s USB pripojením a/alebo WLAN alebo SD karta na prenos modelu do tlačiarne.

• Súprava na zmontovanie alebo kompletne zmontovaná 3D tlačiareň

3D tlačiareň je možné zakúpiť kompletne zmontovanú alebo ako súpravu.

• Súprava na zmontovanie

Súprava na montáž je zvyčajne lacnejšia ako hotové zostavené zariadenie, a práve preto je voľbou mnohých zákazníkov. Montáž môže byť pre začiatočníka náročná, ale môže tiež pomôcť lepšie pochopiť 3D tlačiareň a jej diely.

• Kompletne zmontovaná 3D tlačiareň

Ak sa rozhodnete pre kompletne zmontované zariadenie, nemusíte sa obávať správnej montáže - stačí nastaviť 3D tlačiareň a môžete ihneď začať tlačiť. Ak chcete ako začiatočník staviť na istotu, je vhodné zakúpiť úplne zostavené zariadenie. Stojí o niečo viac, ale určite nič nepokazíte a môžete sa pomaly zoznámiť s tlačiarňou a jej časťami.

• Rýchlosť tlače

Spomenieme aj rýchlosť tlače, pretože pre mnohých, ktorí si chcú kúpiť 3D tlačiareň, je to na prvý pohľad zjavne dôležitá porovnávacia hodnota pre rôzne produkty. Zároveň by sme však chceli zdôrazniť, že pri nákupe nemá zmysel sústrediť sa na rýchlosť tlače. Tu je vysvetlenie:

Najskôr je potrebné poznamenať, že rýchlosť tlače FDM tlačiarne nezávisí iba od samotného zariadenia, ale aj od iných faktorov, ako je teplota tlačovej trysky, spracovávaný materiál, hrúbka filamentu, hrúbka jednotlivých vrstiev a počet oporných prvkov.

Okrem toho existujú ďalšie všeobecné faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť tlače. Patrí sem napríklad orientácia objektu a množstvo tlačeného materiálu. Ak chcete zvýšiť rýchlosť tlače, môže byť užitočné zmeniť výšku modelu úpravou orientácie.

Pri resinovej tlači závisí rýchlosť tlače od svetelného výkonu tlačiarne a od vlastností materiálu.

• Veľkosť/objem tlače

Veľkosť tlače je dôležitým porovnávacím faktorom pri 3D tlačiarňach, pretože určuje maximálnu veľkosť tlačeného modelu. Objem tlače sa počíta v XYZ: X = šírka, Y = hĺbka, Z = výška.

Ak nechcete tlačiť niekoľko malých častí a potom ich dodatočne spájať, mali by ste ihneď siahnuť po 3D tlačiarni s väčším tlačovým priestorom.

• Priamy extrudér alebo bowdenový extrudér

Extrudér 3D tlačiarne je tlačová hlava, na ktorej je umiestnená tryska, cez ktorú je tlačený filament. Priamy extrudér je zabudovaný do hotendu, filament je tlačený priamo do trysky - všetky prvky na spracovanie filamentu sa nachádzajú na jednom mieste. Okrem „normálneho“ filamentu je táto pozícia vhodná aj na spracovanie špeciálnych druhov filamentov.

Bowdenový extrudér je umiestnený na ráme 3D tlačiarne, čo má tiež výhody (menšia váha tlačovej hlavy = čisté pohyby), ale je vhodnejší na spracovanie štandardných druhov filamentov, ako je PLA.

Ak sa chcete dozvedieť viac o rozdieloch medzi týmito dvoma variantmi extrudéra, v našej príručke nájdete aj článok „Priamy extrudér vs. bowden extrudér - toto sú rozdiely“.

• Duálny extrudér (dvojitá tlač)

Ak je 3D tlačiareň vybavená dvoma extrudérmi, môžu sa pre ten istý model počas tlače použiť rozličné farby alebo materiály. Veľkou výhodou duálnych extrudérov je možnosť kombinovať rôzne materiály, napríklad ďalší, doplňujúci materiál pre podporné štruktúry v danom objekte.

• Výška vrstvy / layer-a

Pretože výška vrstvy závisí od používanej 3D tlačiarne, je to jedna z najzákladnejších vlastností 3D tlačiarní. Jedná sa o výšku jednej vrstvy, ktorú tlačiareň použije na vybudovanie modelu. V zásade platí, že čím je výška vrstvy nižšia, tým bude povrch 3D výtlačku jemnejší a hladší. U komerčne dostupných 3D tlačiarní je priemerná výška vrstvy 0,1 mm až 0,4 mm.

Výška vrstvy nezávisí iba od použitej 3D tlačiarne, ale aj od softvéru, ktorý zabezpečuje "slicing" - vrstvenie modelu. Dobrý 3D softvér v súčasnosti nemá takmer žiadne obmedzenia výšky vrstvy.

• Vyhrievacia podložka - nice to have?

Vyhrievacia podložka slúži na to, aby spracovaný plast nevychladol tak rýchlo. Tým sa zabráni deformácii materiálu a nežiaducemu zakriveniu a vydúvaniu. Aj keď niektoré materiály (napr. ABS alebo PETG) vyžadujú vyhrievateľné tlačové lôžko, pri tlači PLA materiálov to nie je absolútne nevyhnutné.
Ak chcete spracovávať rôzne filamenty, náš názor je: vyhrievacia podložka je nice to have!

---

4. Kde plánujete tlačiť?

Mali by ste tiež premýšľať o umiestnení svojej budúcej 3D tlačiarne. V ideálnom prípade máte k dispozícii pracovňu alebo dielňu, do ktorej môžete svoje zariadenie umiestniť. Aj keď je bezpečné používať tlačiareň s väčšinou materiálov napríklad v obývacej izbe, niektoré faktory sú jednoznačne proti:

• požiadavka na priestor

V závislosti od veľkosti tlačiarne potrebujete dostatok miesta na umiestnenie samotného zariadenia, ako aj materiálu a akýchkoľvek nástrojov. Tlačiareň by mala byť postavená na stabilnom stole, aby sa zredukoval hluk.

• šum pozadia

Ako už bolo spomenuté, väčšina tlačiarní vytvára určité zvuky v pozadí. Aj keď teraz veľa 3D tlačiarní dosahuje veľmi nízku hladinu šumu, nemožno zvuky úplne ignorovať.

• špina

Aj keď 3D tlač v skutočnosti nevytvára „špinu“, musíte počítať s tým, že občas odstránite podporný materiál alebo že budete musieť niečo obrúsiť. Môže sa teda stať, že z času na čas kúsky materiálu spadnú na podlahu a neskončia v odpadkovom koši.