Technologie

Domácí 3D tiskárny. Na co si dát při výběru pozor?

Teprve v 80. letech minulého století si nechal Chuck Hull patentovat svůj vynález trojrozměrného tisku. Brzy se o 3D tiskárny začala zajímat také veřejnost. Netrvalo dlouho a těmito zařízeními byly vybaveny instituce, jež se zabývají zdravotnictvím, výrobou a prodejem zboží, stavebnictvím a uměním. V dnešní době se jedná o dostupné domácí nebo kancelářské vybavení, které si můžete dopřát už za několik tisíc, a to pro své praktické nebo například umělecké potřeby.

Domácí 3D tiskárny. Na co si dát při výběru pozor?

Na jakém principu fungují 3D tiskárny

Stejně jako běžná tiskárna by také 3D zařízení bylo bez počítače nebo notebooku neschopné tisknout. Nejprve je totiž třeba vytvořit v modelovacím programu 3D model, podle kterého bude zařízení pracovat. To je asi nejtěžší část pro všechny, kteří si chtějí 3D tisk dopřát z pohodlí domova. Uživatel se musí naučit pracovat s programem, aby dokázal vytvořit požadovaný model. 

Jestliže si návrhem nevíte rady, můžete nechat šikovné grafiky, aby odvedli práci za vás. Na internetu se nachází hned několik portálů, které jsou zaměřeny na prodej hotových modelů nebo vám pomohou vytvořit projekt na zakázku. Pak jen stačí takový návrh poslat do tiskárny a za pár hodin se můžete potěšit hotovým modelem. Výsledkem může být například drobný umělecký předmět.

Na podrobnější popis procesu se můžete podívat ve videu:

Proces tvoření modelu

Pro základní představu je nutné vědět, jak 3D tiskárna funguje. Jedná se o aditivní formu tisku, tudíž je materiál přidáván ve vrstvách, až vznikne celistvý model. Liší se tak od technologií, které naopak z materiálu vrstvy ubírají. 

Vrstvy se postupně spojují díky spékání nebo zatavení. Nejčastějším systémem domácích 3D tiskáren je technologie FDM. 

Na cívce je navinutá struna, která je vytvořena z termoplastického materiálu. Přechází do trysky, která ji ve své hlavici roztaví a poté nanáší na určená místa. Hlavice se pohybuje přesně podle návrhu na místech, kde má vytvořit vrstvu, a naopak vynechává místa, která mají zůstávat prázdná. Jakmile model zaschne, je třeba obrousit nebo odstranit drobné nedostatky, které se při tisku vytvoří. 

Kromě toho můžete narazit také na technologii SLA neboli Stereolitografii a SLT, která ke své funkci používá laserový paprsek. 

Jak na správný výběr

Trh je už doslova přeplněn množstvím 3D tiskáren a pro laika může být složité si vybrat. Zaměřit se ovšem musíte na základní parametry. Jestliže zařízení pořizujete pro častý tisk, přejete si opravdu kvalitní tvorbu a budete zařízení užívat k výrobě prodejních produktů, je obecně doporučováno sáhnout po technologiích SLS a SLA, které jsou finančně nákladnější. K domácímu použití postačí typ FDM.

Než se zaměříte na doplňkové parametry, jako je hmotnost, možnost bezdrátového provozu nebo tisk s pomocí různorodých materiálů, věnujte pozornost základním parametrům. 

Rozměry plochy a rychlost tisku

Základním kritériem je velikost. Pro tisk malých domácích komponentů se nevyplatí kupovat velkou a nákladnou tiskárnu. Bohatě vám postačí menší varianta. Jestliže ale počítáte s pravidelným tiskem větších kusů, vyplatí se vám investovat do zařízení, které má větší plochu pro tisk. 

Zaměřte se na jednotku, která udává rychlost tisku. Obvykle se jedná o mm/s. Takový údaj vám napoví, jak dlouho budete čekat na svůj model. Pozornost věnujte také jednotce, zvané mikron. Udává totiž výšku pokládaných vrstev při tisku. Čím větší je číslo, tím méně kvalitní bude výsledný tisk. Může postrádat drobné detaily, což nevadí u základních kusů, ale může se projevit jako nedostatek například při tisku podrobnějších modelů. Stejné pravidlo platí i u průměru trysky, čím větší, tím menší detaily je schopna vytvořit.

Porovnání 3D tiskáren z různých cenových kategorií s ohledem na rozměry a rychlost
Typ produktu	Technologie	Rozměry plochy pro tisk	Rychlost tisku	Cena
Creality ENDER 3 V2	FDM	220x220x250 mm	180 mm/s	5 589 – 7 999 Kč
Creality LD-002R	SLA	119x65x16 mm	30 mm/s	6 999 –  8 299 Kč
Creality CR-10 Max	FDM	450x450x470 mm	150 mm/s	25 999 – 31 816 Kč
Prusa i3 MK3S	FDM	250x210x210 mm	200 mm/s	19 900 Kč

Zdroj: Nezávisle vybrané produkty. Ceny podle srovnávače cen Heureka.cz

Materiál k tisku

Tiskárny vždy podporují jen určitý materiál, ze kterého mohou být modely tvořeny. Proto při jejich výběru dbejte na to, aby byl v parametrech uveden materiál, který pro svou tvorbu potřebujete. Běžný PET, ze kterého je vyráběna spousta výrobků, je velice pevný. Pružnější je nylon, který je ovšem také finančně náročnější. Jestliže vám 3D tiskárnu bude sloužit spíše jako pomocník při tvorbě zkušebních modelů, postačí vám levnější materiál, jako je PLA nebo ABS.  

Porovnání 3D tiskáren z různých cenových kategorií s ohledem na možnost použitého materiálu
Typ produktu	Technologie	Materiál	Tloušťka vrstvy	Cena
Artillery SW-X1	FDM	PLA, ABS, PETG, Nylon, TPE, HIPS, TPU, Wood, PVA, FLEX a ASA	0,1 – 0,35 mm	11 990 Kč
Creality CR-10S Pro V2	FDM	PLA, ABS, PETG, Nylon, TPE, TPU, Wood, PVA a ASA	0,1 – 0,4 mm	13 899 – 14 490 Kč
Original Prusa SL1	SLA	UV Resin (Pryskyřice)	0,01 – 0,05 mm	36 355 – 48 752 Kč

Zdroj: Nezávisle vybrané produkty. Ceny podle srovnávače cen Heureka.cz

Tiskové rozlišení

Nejčastěji je u domácích tiskáren používán systém dvou os. Na desce se nachází linka horizontální a vertikální. V tomto rozhraní je schopná hlavice s tryskou provádět pohyby. Čím větší je tiskové rozlišení, tím přesnější pohyby je schopna 3D tiskárna provádět a váš model tak bude detailnější bez drobných chyb.  U dražších produktů jsou někdy také tři osy. 

Závěrem se můžete zabývat doplňkovými parametry, které byly zmíněny výše. Jedná se například o hmotnost kvůli snadné manipulaci nebo možnosti připojení bezdrátově. 

Český návrhář 3D tiskáren Josef Průša

I v českém prostředí vznikl projekt 3D tisku, kterého si dnes cení téměř po celém světě. Josef Průša, který se na vysoké škole věnoval aplikované informatice, později vytvořil vlastní typ 3D tiskárny. Proti mnoha jiným nabídnul zákazníkům open source technologii, která je už dle svého názvu dostupná všem. Jako vývojář se dělí o tajemství své technologie, nabízí volně dostupný software a nechává zákazníky, aby si svou tiskárnu mohli také sami sestavit. 

Zdroj: www.prusa3d.cz, 300 tiskáren v jedné místnosti

Dále je členem tzv. RepRap projektu, který seskupuje typy 3D tiskáren, jež umí sami tisknout součástky pro svou funkci. Zákazník tak není závislý jen na jediném dodavateli a technologie se stává dostupnější. 

Josef Průša uvádí, že jeho firma v roce 2018 dosáhla obratu 1,136 miliardy korun a prodala 59 776 3D tiskáren. Podle agentury Deloitte byla také Průšova firma vyhlášena jako nejrychleji rostoucí technologický podnik ve střední Evropě. Do budoucna by se firma ráda zaměřila více na výrobu vlastních filamentů neboli tiskových strun.