Uzrál čas pro vaši vlastní 3D tiskárnu?

  • 3D tiskárny stále nejsou běžnou spotřební elektronikou do domácností
  • Pro některé uživatele ale mají už dnes smysl
  • Vybírat je z čeho a ceny už nejsou závratné. Jen musíte vědět, co chtít.
Uzrál čas pro vaši vlastní 3D tiskárnu?

Postavit, nebo koupit hotovou?

Jste-li nadšenými kutily, máte dostatek času, rádi se učíte něco nového a vyznáváte heslo, že i cesta může být cíl, mohu vám stavbu stolní 3D tiskárny doporučit. Získáte během ní – a následného ladění tisku – neocenitelné zkušenosti i povědomí o tom, jak vaše zařízení funguje. Na druhou stranu však můžete narazit také na problémy, se kterými si neporadíte bez dlouhého zkoumání (často cizojazyčných) diskusních fór. Je proto vhodné vsadit na stavebnici z kvalitních a zkontrolovaných dílů, ke které je dobrá dokumentace i technická podpora (dodavatele či komunity).

Z osvědčených českých stavebnic mohu doporučit například celosvětově oblíbený model Prusa i3 (originální stavebnice Josefa Průši i s LCD panelem vyjde na 17 000 Kč), nebo třeba stavebnici Rebel II, kterou seženete v základní verzi od českého dodavatele už za deset tisíc. Obě tyto reprapové tiskárny nabízejí při správném sestavení kvalitní 3D tisk z široké škály materiálů a hodí se i pro další individuální vylepšování. Zdaleka také nejsou na českém trhu jediné.

Klepněte pro větší obrázek 
Ve světě reprapových tiskáren je jméno Průša známé podobně, jako v hokeji Jágr či ve fotbale Čech. Prusa i3 patří podle statistik 3Dhubs.com k nejrozšířenějším stolním tiskárnám na světě (foto: Prusa Research)

Že se po večerech nechcete trápit se stavěním a složitým laděním parametrů v obslužných aplikacích? Zajímá vás především samotný 3D tisk z vlastních či stažených 3D modelů? Pak rozhodně vsaďte na již sestavenou a výrobcem odladěnou tiskárnu. Dostanete vše potřebné pro tisk, užijete si vyššího komfortu i plné záruky na tiskárnu jako celek.

Na českém trhu najdete velmi rozmanitou nabídku, z níž jsem vybral alespoň tři zástupce, které jsem nedávno osobně otestoval (viz představení a odkaz na podrobné recenze na konci článku). Rozhodující při nákupu stolní 3D tiskárny je stanovit si rozumné a s ohledem na technologii splnitelné požadavky a sladit je s investicí, kterou jste do zařízení ochotni investovat. Většina českých prodejců dnes nabízí možnost prohlédnout si daný typ tiskárny v akci ještě před zakoupením a poradí i s variantami.

Roztavit, nebo osvítit

Dnes nejrozšířenější technologií aditivní výroby je FDM (Fused Deposition Modeling) a přímo odvozené varianty (například FFF). Na počátku je tisková struna, nejčastěji ze snadno tavitelných termoplastů – ABS, PLA, PVA, nylon apod. V extrudéru je roztavena a vytlačována přes trysku (nejčastěji s průměrem 0,4 milimetru). Pohyblivá tisková hlava postupně nanáší plast po tenkých vrstvách (běžně v řádu desetin milimetru) ve tvaru jednotlivých řezů odvozených z 3D modelu.

Plast je po průchodu tryskou rychle ochlazován větráčkem, aby nedocházelo k nechtěným deformacím. Díky tomu je možné tisknout i krátká přemostění (vodorovně mezi dvěma podporami) či přesahy (postupně nanášené vrstvy přesahují obrys těch níže položených). U tvarově komplikovaných modelů si lze pomoci dočasnými podporami, u vícetryskových tiskáren třeba i z jiného, měkčího či dokonce ve vodě rozpustitelného materiálu.

Klepněte pro větší obrázek 
O úrovni detailů u technologie FDM rozhoduje mj. výška jednotlivých vrstev nanášeného termoplastu (vlevo 0,19 mm, vpravo 0,09 mm)

Přesnější a stále oblíbenější stereolitografie (SLA) využívá při výrobě modelu působení laserového paprsku na tekutou polymerickou pryskyřici. Fotocitlivý materiál je laserem vytvrzován po jednotlivých vrstvách. Po vytvrzení každé z vrstev se platforma posune ve vertikálním směru o tloušťku další vrstvy (zpravidla mezi 25 až 200 mikrometry), je nanesena další vrstva pryskyřice a laser v ní opět vytvrdí tvar odpovídající řezu vstupního 3D modelu v dané výšce.

S tvarově složitějšími modely si stereolitografické tiskárny poradí díky dočasným podporám, které se po ukončení tisku ručně odstraňují. Nevýhodou této technologie je vyšší cena zařízení i materiálu, výhodou pak vysoká přesnost v detailech, jednolitost povrchů či rychlý tisk více dílů najednou. Modely s různými fyzikálními vlastnostmi (dle použitého materiálu) mohou sloužit nejrůznějším účelům, včetně forem pro vstřikování plastů.

Klepněte pro větší obrázek 
Štikou v rybníce stolních tiskáren na bázi laserem vytvrzovaných pryskyřic je nový Form 2 od Formlabs

Technologií aditivní výroby je celá řada, ty nejnáročnější – například selektivní spékání (kovových, plastových či třeba keramických) prášků laserem – nacházejí využití ve vědě i výrobním průmyslu. Takové tiskárny si však už běžný smrtelník domů nepořídí, zejména kvůli pořizovací ceně a provozní náročnosti.

Království termoplastů

U stolních 3D tiskáren, které nejsou omezeny jen na originální tiskové struny výrobce, dnes můžete volit z opravdu širokého množství materiálů – dokonce i těch s dřevěným plnivem či karbonovými vlákny. Experimentovat můžete také s materiály flexibilními (pružné jsou téměř jako guma), teplovodivými (vytisknete si na míru třeba vlastní chladiče na čipy) nebo elektrovodivými (základní elektro obvody můžete vytisknout přímo do plastových dílů). Nejoblíbenějšími ale dosud zůstávají ABS a PLA.

Tuhý, houževnatý, teplotně odolný a zdravotně nezávadný termoplastický kopolymer akrylonitrilbutadienstyren (ABS) je notoricky známý například z kostek stavebnice Lego. Tiskne se běžně při teplotě trysky 220–240 °C, lze jej následně lepit rozpouštědlovými i polyakrylátovými lepidly. Jeho nevýhodou při 3D tisku je vyšší citlivost na kolísání teplot. Při ochlazování má tendenci se u větších dílů kroutit v rozích a odlupovat předčasně od podložky, čemuž se zabraňuje jejím umělým vyhříváním.

Klepněte pro větší obrázek 
První reproduktor vytištěný ze dřeva, resp. z materiálu Timberfill českého výrobce Fillamentum, je dílem týmu Akemake a vzbudil velkou pozornost po celém světě

Stále oblíbenější – zejména u domácích uživatelů – je polylactid acid (PLA). Přináší řadu výhod: při tavení a tisku nezapáchá tak výrazně jako ABS, není tolik náchylný k deformacím a lze jej běžně tisknout na nevyhřívanou podložku při teplotách trysky 190–210 °C. Je biologicky odbouratelný, získává se z obnovitelných zdrojů, zejména kukuřičného škrobu. I ten slepíte lepidly na plast. Oproti ABS má vyšší povrchový lesk a hůře odolává vyšším teplotám. Hrníček na horký čaj si z něj rozhodně netiskněte, dopadli byste skoro jako se lžičkami z filmu Pelíšky.

Tiskové struny z ABS, PLA, PVA, HIPS atd. o standardních průměrech 1,75 či 2,85 mm a hmotnosti 0,75 nebo 1 kg seženete na cívce za ceny již od cca 550 Kč za kilogram. Podle renomé výrobce, materiálu, vlastností a barevnosti struny pak cena roste i na násobky této částky. Jste-li patrioty, můžete vsadit na české výrobce, kteří si kvalitou často nezadají s těmi zahraničními.

Pro zajímavost: Z kilogramové cívky PLA vytisknete zhruba 20 stojánků na hodinky Pebble, jaký vidíte na jednom z obrázků. 

Témata článku: Hardware, Věda, 3D, 3D tisk, Tipy, Raketa, Stavebnice, Tiskárny, Železnice, Čaj, Vrstvička, Nabíjecí stojan, Otevřený projekt, Originální materiál, Etalon, Chytré hodinky pebble, Přístupnost, Goo.gl, Fyzikální vlastnost, Thingiverse, Český konstruktér, Tisková hlava, Kreace, První reproduktor, Diskusní fórum, Tiskárny na Mall.cz


Určitě si přečtěte



Aktuální číslo časopisu Computer

Speciál o přechodu na DVB-T2

Velký test herních myší

Super fotky i z levného mobilu

Jak snadno upravit PDF