Čtenářům Živě.cz asi vůbec nemusím vysvětlovat, co je to FDM/FFF 33D tiskárna a jak funguje. Buď ji máte doma, anebo jste si přečetli některý z mnoha článků, ve kterých jsme vám ukázali několik laciných kousků i mašiny od Ultimakeru v ceně malého automobilu.
Dnes se proto podíváme na další úroveň domácího tisku – pokusíme se tisknout barevně. V roce 2022 máte v podstatě čtyři možnosti:
- Prodám dům a koupím si PolyJet od Stratasys
- Prodám garáž a koupím si tiskárnu s několika extrudery/tryskami
- Tiskovou strunu budu měnit ručně
- Tiskovou strunu za mě vymění laciný automat
Podívejte se na video, jak jsme barevně tiskli v redakci pomocí asi nejlevnějšího automatického řešení – s nástavcem pro tiskárnu Prusa MK3S+:
1. 3D tiskárna s půl milionem barev
Začnu od těch nejméně pravděpodobných možností. Technologie PolyJet od společnosti Stratasys je tajný sen každého tiskaře, takové mašiny totiž fungují do jisté míry podobně jako inkoustová tiskárna. Tady se netaví žádná struna termoplastu, ale na tiskovou desku se nanášejí drobné kapičky fotocitlivé pryskyřice, kterou poté vytvrdí záblesk světla.
Stratasys J750 a tisk série klavírků z barevné pryskyřice
Mícháním základních barev pak tiskárna vytvoří v podstatě jakýkoliv barevný odstín – zvládne jich stovky tisíc. A pokud k tomu připočteme velmi vysoké rozlišení tisku, nadšený majitel si vyrobí třeba věrohodnou barevnou tenisku a s čirou pryskyřicí třeba odrazku na kolo.
Je libo barevnou tenisku? I to zvládne PolyJet
Má to jen jeden drobný háček, cena podobných hraček se pohybuje v řádu milionů korun. Vývoj ale nezastavíte, takže kdo ví, třeba bude mít jednou podobná mašina velikost domácí laserovky (a odpovídající cenu).
2. 3D tiskárna s několika extrudery
Druhou a o řád levnější možností je klasická FDM/FFF tiskárna, která předmět vyrábí nanášením nataveného vlákénka plastu. Všechny laciné 3D tiskárny mají jen jednu trysku, pak tu jsou ovšem takové, které jich mají více, anebo ji dokážou automaticky vyměnit.
Takový stroj proto dokáže střídat materiál! U nás na Živě.cz jsme si to vyzkoušeli loni v létě na profesionální tiskárně Ultimaker S5. Jen pro představu, český 3Dwiser ji prodává za 199 tisíc korun.
Original Prusa XL nabídne až pět vyměnitelných extruderů
Zajímavý koncept pak chystá Prusa Research, jehož nová tiskárna Original Prusa XL nabídne měnič nástrojů až na pět různých hlav/extruderů. Cena se dvěma extrudery začíná na baťovských 64 990 korun s DPH. Cílovkou tedy už bude spíše profesionální scéna než kdejaký domácí kutil z Humpolce.
3. Budu tiskové struny měnit ručně
Do třetice je tu ruční výměna struny na FDM/FFF 3D tiskárně, pokud to sama umí. V případě mašin od českého Prusa Research je to velmi jednoduché, v tiskovém softwaru totiž stačí model vertikálně rozdělit.
Každá z vrstev se následně vytiskne různým materiálem, přičemž tiskárna tisk sama přeruší a vyzve nás k ruční změně. Přesně tento postup jsem použil na výrobu efektních plastových vizitek (viz video v úvodu článku).
Příprava dvoubarevného tisku v tiskovém programu PrusaSlicer
Podkladová deska byla z jednoho materiálu, vystouplé písmo kontaktů pak z materiálu v odlišné barvě. Nutno podotknout, že na výrobu drobnějšího písma budete potřebovat trysku s menším průřezem, standardní 0,4mm tryska to totiž zpravidla nezvládne. Na vizitky jsem proto použil trysku s průměrem 0,25 mm.
Dvoubarevný tisk s ruční výměnou struny a fluorescentní vizitka
Ruční změna tiskové struny je zdarma, nicméně se opravdu hodí jen pro jednoduché situace. Představa, že bychom měli měnit strunu třeba 100× a ke všemu u výroby, která se protáhne na mnoho hodin, je šílená. To je zhola nemožné.
4. Struny za mě bude měnit automat
Naštěstí je na trhu několik řešení, které tuto výměnu automatizují. Tím nejlevnějším a určeným pro tiskárnu MK3S+ od Prusa Research, je upgrade MMU2S – Multi Material Upgrade 2S –, který kutilové seženou za 7 590 korun včetně DPH ve formě stavebnice.
Sobota, krátce po poledni, a já začínám stavět. Na začátku bylo několik pytlíčků s plastovými díly, šroubky a trojice krokových motorů
To znamená, že vám domů dorazí malá krabice s předtištěnými díly, desítky šroubků a drobných součástek a jeden jediný pytlík gumových medvídků, které mají usnadnit mnohahodinové trápení.
Pokud nedokážete sestavit ani malou králikárnu Kallax z Ikei, do něčeho podobného se samozřejmě vůbec nepouštějte, nebo skončíte v ústavu pro duševně choré. Bez nadsázky!
Pomalu se rodí podavač. Všimněte si dílu uprostřed se skalpelem pro seříznutí struny
MMU2S zvládne práci až s 5 strunami
MMU2S nabídne po sestavení automatické zavedení až pěti různých strun, které do tiskové hlavy přivede trubička. Při každé změně barvy/materiálu pak MMU2S nejprve vytáhne z hlavy stávající strunu a zavede novou.
Řídící deska, hotový modul a instalace na tiskárnu MK3S+
Vzdálenost mezi jednotkou a hlavou čítá několik desítek centimetrů, změna tedy zabere nějaký čas. Barevný tisk touto technikou se proto může dramaticky prodloužit z desítek minut na celou noc v závislosti na tom, kolikrát budete měnit materiál.
Na stranu druhou je to ale jediná rozumná a relativně levná možnost, jak vytisknout předmět, který se bude skládat až z pěti různých materiálů.
MMU2S se tedy postará o:
- Automatický tisk v pěti různých barvách
- Automatický tisk v pěti různých materiálech
- Automatický tisk s pětinásobnou délkou struny
Zatímco vícebarevný tisk z jednoho typu materiálu je zdaleka nejjednodušší, multimateriálový tisk přináší i potenciální komplikace – zejména u strun s různou teplotou tavení. Zkušení majitelé MMU2S tímto způsobem ale mohou tisknout třeba ve vodě rozpustné spoje mezi modelem a podpěrami, které se tisknou pod velkými převisy.
Jelikož při změně struny vždy část materiálu zůstane v trysce, vedle modelu se tiskne tzv. čistící věž odpadu. Díky tomu jsou přechody na modelu naprosto čisté
Výtisk stačí ponořit do vody, rozhraní se rozpustí a model bude mnohem hezčí než u ručního vylamování a broušení zbytků po lešení. Samozřejmě lze z rozpustného materiálu vyrobit celé lešení, to však prodraží celou výrobu, rozpustné struny jsou totiž i několikanásobně dražší než běžné materiály jako PLA, ABS, ASA a PETG.
No a konečně do třetice, MMU2S poslouží i jako ekonomická správa kotoučů s docházející strunou. Jakmile dotiskne první kotouč, může se tiskárna automaticky přepnout na další. To je skvělá funkce a pro leckoho i praktičtější než samotný multimateriálový tisk.
Někomu to funguje, jiný s tím zápasí roky
Nic ale není zadarmo. Co vypadá skvěle na papíře, může v praxi přinášet hromadu komplikací. Když se podíváte do webových diskuzí a fór podpory, je to tak zhruba tak půl na půl. Zatímco jedněm automatický výměník MMU2S funguje na jedničku, druzí s ním zápasí celé roky a někteří jej nakonec demontovali do původní stavu.
Není divu. MMU2S skládáte z předtištěných dílů, ne vždy tedy musí každý pasovat, můžete udělat chybu a i při dokonalém sestavení tu bude stále riziko hromady pohyblivých částí.
Řezací software PrusaSlicer s podporou MMU2S. V nabídce vpravo mám nyní pět možných materiálů a mohu tedy zvolit, které kombinace se mají použít
Z mašiny, která měla před upgradem jeden krokový motor podavače struny v hlavě, se rázem stane monstrum, ve kterém musí perfektně a synchronně pracovat rovnou čtyři motory: Původní motor extruderu v hlavě a tři nové motory v MMU2S, které se starají o volbu správné struny a její zavedení dlouhou trubičkou do tiskové hlavy.
Jeden bude mít problémy už při zavádění struny do jednotky, druhému se bude zasekávat, třetí bude nadávat na nízkou kvalitu tisku a čtvrtý... Čtvrtému to bude po odladění všech dětských nemocí tisknout naprosto skvěle.
A co dál?
MMU2S je sice už druhá a dále vylepšená generace měniče strun pro tiskárnu od Prusa Research, nicméně už má za sebou také nějaký ten pátek, a tak se komunita ptá (zatím bez odpovědi), jestli není na cestě hypotetický MMU3S – automatický výměník, který bude konečně fungovat všem a na první dobrou.
Tisk referenční ovečky. Hrubý povrch je záměr. Je to imitace vlny
Nechme se překvapit, byť zlí jazykové tvrdí, že se nyní budou inženýři z pražské fabriky naplno věnovat hlavně už zmíněnému modelu Original Prusa XL a z MMU se tak stane spíše okrajová větev.
Byla by to škoda, vícebarevný tisk je totiž sexy a MMU2S je přes všechny potenciální komplikace velmi levné řešení v ceně mobilního telefonu nižší střední třídy.
