Drukarki 3D. Czym się różnią, jakie mają wady i zalety?

Pisałem już o tym, do czego przydaje się drukarka 3D, a dziś sprawdzam, jakie są rodzaje drukarek 3D – czym się różnią i jakie mają wady oraz zalety.

Nie każdy typ drukarki 3D jest skierowany dla początkującego entuzjasty tej dziedziny, ale też nie każdy zaczynając przygodę z takimi wydrukami zdaje sobie sprawę, że metod drukowania przedmiotów jest więcej niż jedna. Oczywiście wszystko sprowadza się do ceny i jakości — im więcej jesteśmy w stanie zainwestować w sprzęt drukujący, tym lepszych efektów końcowych możemy się spodziewać.

Druk FDM, czyli plastik fantastik

Przykładowe modele: UP! Plus 2, ROBO 3D R1, ZMorph 2.0
Dla kogo: początkujący, entuzjasta, majsterkowicz

Najszersze zastosowanie znajduje sprzęt wykorzystujący technologię FDM, która tworzy przedmioty wykorzystując tworzywo sztuczne, fachowo nazywane filamentem. Tworzywo to trafia do nas w formie sznurka nawiniętego na szpulę, który wprowadzamy do wnętrza drukarki – tam zostaje stopiony przez głowicę nakładająca kolejno warstwy plastiku, jedna na drugą. Od podstaw aż po sam czubek powstaje gotowy przedmiot trójwymiarowy, jak na wideo pokazanym poniżej.

Użytkownik może pozwolić sobie na dużą swobodę, bo technologia FDM pozwala skorzystać z wielu rodzajów filamentów. Najpopularniejszy jest ABS — bardzo popularne tworzywo stosowane także w przemyśle oraz PLA, czyli plastik otrzymywany z naturalnych materiałów, ulegający biodegradacji. Oprócz tego możemy drukować przy użyciu nylonu oraz plastików imitujących drewno lub metal. Wybór jest naprawę szeroki, a same same koszty eksploatacyjne niewielkie (50 – 300 zł za szpulę filamentu).

Drukarka 3D tego typu ma inne zalety — przede wszystkim jest tańsza niż modele wykorzystujące bardziej zaawansowane procesy produkcji. Rozpiętość cenowa sięga od 1000 do 12 tys. złotych, ale to tylko daje większą swobodę wyboru konkretnego modelu. Z tego też powodu to idealny sprzęt na sam początek, bo pozwoli wydrukować przedmioty stosunkowo szybko i niedrogo. Jakość takiego wydruku nie jest jednak idealna – widać spojenia poszczególnych warstw, a powierzchnię wydruku z reguły warto poddać dodatkowej obróbce / polerowaniu.

Druk SLA — laserowa drukarka 3D

Przykładowe modele: NOBEL 1.0 DRUKARKA 3D, Form 2 Desktop 3D
Dla kogo: profesjonalista, modelarz, użytkownik zaawansowany

Jeżeli komuś zależy jednak na większej precyzji wydruku — chciałby tworzyć zaawansowane modele 3D lub tworzyć prototypy, wówczas dobrym rozwiązaniem będzie drukarka 3D wykorzystująca technologię SLA, inaczej zwaną sterolitografią. Tutaj druk polega na wykorzystaniu lasera, a budulcem są płyny światłoutwardzalne — żywice. Wiązka lasera utwardza surowiec blisko powierzchni, warstwa jest zanurzana w roztworze, a na niej powstaje kolejna.

Taka technologia pozwala na większą precyzję wydruku schodzącą do 25 mikronów, co przekłada się na większą szczegółowość wydrukowanych przedmiotów. Dodatkowo, produkty są twardsze od przedmiotów wydrukowanych w technologii FDM, ale po skończonej pracy trzeba poddać wydruk dodatkowej obróbce. Wadą tego typu drukarek jest zaporowa cena. Koszt domowej drukarki SLA potrafi dochodzić do 5 tys. dolarów, a dodatkowych materiałów eksploatacyjnych, których wybór nie jest szeroki, od 100 do 320 dolarów.

Podobny mechanizm produkcyjny wykorzystują drukarki oparte o technologię DLP. Proces utwardzania przebiega tak samo, ale w tego typu drukarkach wiązkę lasera zastępuje światło projektora. To pozwala na regulowanie stopnia utwardzenia warstwy projektu, zanim zostanie nałożona kolejna, co umożliwia stworzenie regularnej struktury powstałego wydruku. Drukarki tego typu są jednak większe, niż modele wykorzystujące stereolitografię, ponieważ muszą w sobie pomieścić całą aparaturę do naświetlania.

Alternatywne rozwiązania

Oczywiście istnieją inne technologie drukowania 3D pozwalające na tworzenie wydruków z proszku gipsowego (CJP), ale rozmiar maszyn drukujących i ich cena są wciąż tak duże, że najczęściej pojawiają się one w kontekście zastosowania przemysłowego, a nie domowego. Dlatego też, choć pozwalają na największą precyzję wydruku (do 16 mikronów) oraz produkują wielobarwny i realistycznie wyglądający przedmiot, dostęp przeciętnego użytkownika do takiej drukarki jest znacznie ograniczony. Można natomiast skorzystać z laboratoriów oferujących wydruk CJP na zamówienie.

Istnieją jeszcze inne rozwiązania — drukarki, które posiadają wymienny ekstruder, czyli element obrabiający surowiec i tworzący z niego faktyczny przedmiot.

Umożliwia to swobodniejsze podejście do tematu — drukowanie przedmiotów wielokolorowych np. przy wykorzystaniu dwóch filamentów lub zastąpienie konwencjonalnych materiałów bardziej wyszukanymi np. gipsem, porcelaną lub… czekoladą. Wymienny ekstruder daje też możliwość rozbudowania drukarki o funkcję grawerowania i frezowania w np. drewnie, o czym szerzej napiszę w naszym teście drukarki ZMorph.

Drukarki 3D różnią się od siebie także w kwestii rozmiaru druku, jakie potrafią stworzyć. Podobnie, jak w konwencjonalnym druku na papierze, tak i tu znajdziemy drukarki tworzące przedmioty wielkoformatowe i małoformatowe. Dla użytkownika domowego, ze względu na cenę, zarezerwowany jest ten drugi typ.

Zainteresowany tematyką? Wkrótce kolejne teksty, a tymczasem sprawdź czy potrzebujesz drukarki 3D.