Drukarki 3D - test porównawczy sześciu modeli

Drukowanie przestrzenne zyskuje coraz większe uznanie u użytkowników domowych i hobbystów. Urządzenia przeznaczone do tego celu mają szybko wytwarzać trójwymiarowe obiekty, nie wymagając od użytkownika dużej wiedzy. Postanowiliśmy przetestować sześć drukarek 3D, aby sprawdzić, czy jest to możliwe.

Technologia drukowania w trójwymiarze rozwija się bardzo dynamicznie. Jej propagatorzy usilnie pracują nad zmianą jej dotychczasowego wizerunku urządzeń dla profesjonalistów i chcą wprowadzić ją do domowych warsztatów zapalonych majsterkowiczów i hobbystów. Druk 3D ma zainteresować wszystkich pasjonatów nowoczesnych technologii, bo w odróżnieniu od zestawów do samodzielnego montażu urządzenia gotowe do użytku od razu po wyjęciu z opakowania nie wymagają ukończenia studiów inżynierskich. Producenci zapewniają, że wystarczy kilka drobnych czynności, aby przygotować drukarkę do pracy. Stosują w urządzeniach technologie osadzania stopionego materiału – FDM (Fused Deposition Material) i nieco prostszą FFF (Fused Filament Fabrication). Polegają one na przepuszczaniu stopionego tworzywa sztucznego przez dyszę (tzw. ekstruder) i układaniu go warstwami na płycie stołu roboczego, aż zakończą modelowanie obiektu. Na rynku jest dostępnych wiele modeli o zróżnicowanej funkcjonalności. Pozyskaliśmy sześć popularnych drukarek, aby sprawdzić ich możliwości w naszym laboratorium. Już na pierwszy rzut oka widać duże różnice w cenach. Początkujących entuzjastów druku 3D zainteresują zapewne modele z najniższej półki cenowej. Spośród testowanych przez nas urządzeń są to Pearl FreeSculpt EX-1 Basic w cenie 700 euro (ok. 2960 zł) i XYZprinting Da Vinci 1.0 za 600 euro (ok. 2530 zł). W średnim segmencie cenowym znalazł się iRapid Black (1000 zł, a więc ok. 4220 zł). Za urządzenia najwyższej klasy producenci nadal każą sobie słono płacić. Conrad Renkforce RF1000 kosztuje ok. 2000 euro (ok. 8440 zł), Ultimaker 2 ok. 2300 euro (ok. 9700 zł), a MakerBot Replicator 2 wręcz 2400 euro (ok. 10 130 zł).

Choć ostatni z wymienionych został w międzyczasie zastąpiony modelem nowszej generacji, nadal uchodzi za nadzwyczajny w klasie urządzeń desktopowych. Dlatego zdecydowaliśmy się dopuścić go do testów. Ponadto jest nadal dostępny do nabycia poprzez internet. Żadnego z następców modeli biorących udział w testach nie otrzymaliśmy przed ich rozpoczęciem.

Łatwy w obsłudze, lecz kosztowny – system kaset z filamentem stosowany w drukarkach XYZprinting.

Łatwy w obsłudze, lecz kosztowny – system kaset z filamentem stosowany w drukarkach XYZprinting.

Specyficzne cechy drukarek 3D

Zważając na dużą rozpiętość cenową testowanych drukarek 3D, zrezygnowaliśmy z ustanowienia rankingu. Za to postanowiliśmy szczegółowo opisać właściwości praktyczne poszczególnych modeli. Nawet urządzenia, które są gotowe do użycia, wymagają pewnych przygotowań. Nie wystarczy wyjąć drukarkę z opakowania i po prostu ją włączyć. Wszystkie modele biorące udział w teście trzeba było dostosować do ich miejsca pracy. Przede wszystkim należało skalibrować stół roboczy. Czynność tę wykonuje się wedle procedur ustalonych przez producenta, te zaś przywołuje się na wyświetlaczu drukarki 3D. Obsługa interfejsu wymaga znajomości języka angielskiego, co może okazać się przeszkodą dla niektórych użytkowników. Niektóre modele zapewniają lub mają niebawem zapewniać interfejsy w innych wersjach językowych (np. niemieckiej), jednak na próżno szukać w nich języka polskiego.

Proces kalibrowania polega na wypoziomowaniu stołu względem dyszy drukującej i ustaleniu odstępu między tymi dwoma elementami. W tym celu można posłużyć się kartką papieru. Należy umieścić ją na powierzchni stołu – pod ekstruderem. Odstęp jest właściwy wtedy, gdy położenie kartki można zmienić tylko poprzez pociągnięcie jej w jedną ze stron. Do regulowania ustawienia służą trzy lub cztery śruby umieszczone pod stołem roboczym. Model iRapid drukuje pięć sześcianów, aby zweryfikować poprawność ustawienia. Jeśli obiekty mają właściwy kształt i są wydrukowane w ustalonym miejscu, platforma robocza jest prawidłowo wypoziomowana. Oznacza to, że odstęp pomiędzy stołem i głowicą drukującą jest taki sam we wszystkich miejscach platformy. W modelu Ultimaker 2 można zmieniać usytuowanie stołu roboczego nie tylko za pomocą śrub, lecz także pokrętłem. Natomiast drukarka Conrad Renkforce samoczynnie bada ułożenie stołu względem ekstrudera, odczytując odległość w predefiniowanych miejscach.

Po skalibrowaniu urządzenia trzeba zapewnić mu materiał do wykonywania wydruków. Podczas gdy drukarki Conrad Renkforce i Ultimaker potrafią przetwarzać zarówno PLA (polilaktyd, polikwas mlekowy), jak i ABS (akrylonitrylo-butadieno-styren), a także kompozyty tworzyw sztucznych z drewnem (laywood) lub minerałami (laybrick), pozostałe modele ograniczają się do jednego rodzaju plastiku. iRapid Black i MakerBot specjalizują się w przetwarzaniu PLA, zaś Pearl FreeSculpt EX-1 Basic i XYZprinting Da Vinci 1.0 są zoptymalizowane pod kątem ABS. W drukarkach przeznaczonych tylko do przetwarzania PLA nie stosuje się podgrzewanego stołu roboczego. Jest on jednak konieczny w modelach wykonujących wydruki z ABS i z obu rodzajów tworzyw sztucznych.

Przeważnie stosuje się surowiec w postaci struny nawiniętej na szpulę.

Przeważnie stosuje się surowiec w postaci struny nawiniętej na szpulę.

Poszczególne modele różnią się względem siebie także metodą doprowadzania surowca. Sposób wykonania tej czynności objaśniają wskazówki pojawiające się na wyświetlaczu urządzenia. W drukarce Conrada trzeba odkręcić śrubki, a następnie umieścić końcówkę filamentu (w postaci struny) w zespole drukującym. Z początku wydaje się to uciążliwe, jednak w trakcie naszych testów okazało się bardzo niezawodne. Producent modelu Da Vinci 1.0 zdecydował się doprowadzać surowiec za pomocą specjalnych wkładów. We wnętrzu kasety znajduje się szpula z filamentem. Należy włożyć nabój do drukarki, a następnie doprowadzić strunę do ekstrudera. Zaletą tego rozwiązania jest pewny transport filamentu do dyszy, wadą zaś konieczność korzystania z filamentu producenta drukarki. Nie uda ci się używać surowca innych firm. Opisaną metodę stosują także producenci drukarek biurowych, aby zobowiązać użytkowników do kupowania oryginalnych materiałów eksploatacyjnych.

Oprogramowanie – ważny element drukowania

Każda drukarka 3D musi mieć do dyspozycji program, za pomocą którego przekształca projekt CAD na dane sterujące głowicą urządzenia. Oprogramowanie to wykonuje odpowiednie obliczenia, uwzględnia ustawienia drukarki i tworzy kod w języku maszynowym (tzw. GCODE). Gotowy plik zawiera instrukcje opisujące każdy ruch głowicy, definiujące ilość tworzywa sztucznego przepuszczanego przez dyszę i prędkość, z jaką ma obracać się silnik krokowy i poruszać stół roboczy. Im dokładniej oprogramowanie wyliczy kod GCODE, tym lepszy rezultat drukowania. Programy dostarczone przez producentów obsługują projekty CAD w formacie STL (Surface Tesselation Language), który jest uznawany za standardowy zapis plików opisujących obiekty 3D. Urządzenia MakerBot i XYZprinting oferują ponadto własne formaty szablonów 3D. Najbardziej funkcjonalny jest w tej kwestii Ultimaker 2, który akceptuje także pliki w formatach OBJ, DAE i AMF.


Zobacz również