Technologie i wydarzenia
Artykuł
Mateusz Brzostek, Poniedziałek, 7 lipca 2014, 09:59

Samochody, jedzenie, róże i pistolety – nagłówki z każdej strony obiecują, że drukowanie 3D zmieni produkcję wszystkiego, co znamy. Co mają wspólnego sensacyjne informacje z rzeczywistością? Czy druk trójwymiarowy jest rewolucją na miarę pojawienia się komputerów osobistych? Sprawdziliśmy to w praktyce na przykładzie trzech drukarek 3D.

Co to jest druk 3D?

Druk 3D to jedna z metod produkcji addytywnej, albo też przyrostowej, czyli wytwarzania przedmiotów przez dodawanie budulca. Drukarka 3D to maszyna sterowana cyfrowo, która umie odtworzyć cyfrowy model, formując go po kawałeczku z jakiegoś materiału.

Na co dzień nie stosujemy produkcji addytywnej. Większość przedmiotów wytwarza się, odejmując materiał z większego bloku (cięcie, wiercenie, frezowanie) albo formując odmierzoną ilość materiału, całą na raz (odlewanie albo wtryskiwanie). Te metody często są kosztowne, bo do odlewania i wtryskiwania trzeba przygotować formę, z której po wykonaniu przedmiotu nie ma żadnego pożytku, a frezowanie wytwarza bardzo dużo odpadów. W druku 3D używa się tylko tyle surowca, ile potrzeba, dlatego ta technika może zmienić zasadniczo produkcję w wielu dziedzinach przemysłu... albo przenieść ją ze świata przemysłu na nasze biurka.

UWAGA – zanim zaczniesz czytać dalej
Drukowanie 3D to bardzo obszerne zagadnienie, którego nie da się przełknąć na jeden raz. Jeden artykuł to właściwie dopiero wstęp do rozważań na temat druku 3D; nie mogliśmy w nim opowiedzieć o wszystkim szczegółowo. Nie musisz też czytać całego artykułu – wybierz interesujące Cię strony, a do reszty wróć później.
  • Jeśli interesuje cię zasada działania, przeczytaj następne cztery strony.
  • Jeśli chcesz wiedzieć, po którą drukarkę pędzić do sklepu, przeczytaj stronę 14.
  • Jeśli nie wiesz, co sądzić o sensacyjnych nagłówkach prasowych na temat druku 3D, poczytaj odpowiedzi na często zadawane pytania.
Jeśli masz już jakieś doświadczenie praktyczne w tej dziedzinie, zapewne wiesz więcej, niż mogliśmy tu powiedzieć, ale i tak zachęcamy do przeczytania całego artykułu – na pewno znajdziesz dla siebie coś ciekawego.

Skąd nagłe zainteresowanie drukiem 3D?

W ostatnich latach zainteresowanie drukiem 3D eksplodowało, choć pomysł i wymagane rozwiązania techniczne są stosunkowo stare. Drukarka 3D to rodzaj maszyny CNC, czyli sterowanej cyfrowo za pomocą komputera. Koncepcyjnie jest bardzo podobna do frezarki numerycznej, plotera, a nawet drukarki do papieru: i tu, i tam komputer steruje silnikami, które przesuwają jakiś element wykonawczy, na przykład frez albo dyszę z atramentem.

Pierwsze urządzenia, które dziś byśmy nazwali drukarkami 3D, powstały w latach 80. ubiegłego wieku. Były duże, drogie w eksploatacji i skomplikowane, ale na tyle obiecujące, że dalej rozwijano tę metodę. W latach 90. pojawiły się pierwsze drukarki, jakie dziś znamy: układające warstwy stopionego plastiku jedną na drugiej. Wreszcie w 2005 roku angielski uczony Adrian Bowyer rozpoczął przedsięwzięcie RepRap, od którego zaczęła się eksplozja taniego, hobbystycznego druku 3D.

Celem inicjatywy RepRap było stworzenie drukarki 3D, którą łatwo będzie można powielić. Drukarka miała wydrukować większość elementów konstrukcyjnych następnej drukarki, być tania w budowie i możliwa do złożenia w warunkach domowych. RepRap zdobył szaloną popularność, choć na pierwszy rzut oka nie przynosi żadnego przełomu.

Źródło: Wikipedia, CC BY-SA 3.0

Typowa maszyna RepRap składa się z plastikowych części konstrukcyjnych, metalowych prętów, łożysk, silników i mikrokomputera sterującego. Tylko te pierwsze można wydrukować; resztę trzeba kupić, ale są to standardowe, powszechnie dostępne komponenty używane w przemyśle. Funkcję mikrokomputera sterującego najczęściej pełnią tanie i popularne procesory Atmel AVR. Skoro to wszystko było już wcześniej, to skąd popularność RepRap?

Otóż projekt jest wolny i dostępny za darmo, rozwijany zgodnie z zasadą OSHW (open source hardware – sprzęt otwartoźródłowy). Projekt maszyny RepRap jest dostępny dla każdego, nieobciążony żadną opłatą licencyjną, patentami ani zakazem kopiowania. Licencja wymaga za to, żeby wszystko, co się zmieniło lub usprawniło w projekcie, również rozdawać na takich samych zasadach. To gwarantuje, że projekty następnych, coraz lepszych wersji maszyn RepRap będą cały czas dostępne bez ograniczeń.

Od 2005 roku stworzono kilka następnych modeli drukarek RepRap. Samodzielna budowa maszyny i rozwiązywanie napotkanych problemów wymagają pewnej wiedzy technicznej i ogromnej cierpliwości, dlatego pomysłowi przedsiębiorcy szybko zainteresowali się konstruowaniem i sprzedawaniem gotowych drukarek. Popularność domowego druku 3D zbiegła się z popularnością finansowania społecznościowego i projekty różnych drukarek zebrały ogromne sumy pieniędzy.

Najbardziej znana jest firma Makerbot i jej drukarka Replicator. Replicator podbił dużą część rynku dzięki wspaniałej reklamie i temu, że sprawiał wrażenie profesjonalnego produktu. Estetyczne czarne skrzynki spodobały się światu bardziej niż „druciane” RepRapy, a ludzie wreszcie uwierzyli, że ta technika może wiele zmienić w naszym życiu. Czy druk 3D ciągle jest domeną garażowych majsterkowiczów? Czy za parę lat drukarka 3D będzie stać w każdym domu obok atramentowej „plujki”? Postaramy się odpowiedzieć na te pytania na kolejnych stronach.

Ocena artykułu:
Ocen: 20
Zaloguj się, by móc oceniać
jackowo (2014.07.07, 10:15)
Ocena: 0

0%
Drukarki 3D są jednak dość drogie. Trzeba mieć też trochę wiedzy i sporo czasu by coś przydatnego sobie 'wydrukować'
BeCoolMen (2014.07.07, 10:29)
Ocena: 15

0%
Brak mi drukarek z serii DIY np. taki Prusa Mendel i3 :) Za części wychodzi ok 1000zł, a jak ktoś komuś dodrukuje niektóre części to i w 600zł można się zamknąć...wtedy dopiero można powiedzieć, że jest tania drukarka 3D :)
cgdestroyer (2014.07.07, 10:40)
Ocena: 1

0%
Fajny artykuł! :)
już niedługo będzie można sobie ściągnąć piracki model np oprawki okularów jakiegoś raybana czy innej prady za 1500zł i sobie wydrukować za 20 czy 30zł, pewnie nawet już można :)
Gdzieś czytałem( pewnie tutaj na pclabie :P ) że już są strony z modelami/ wzorami do drukarek 3d i jakieś pierwsze zabezpieczenia patenty kształtów :)
ciekawie to się rozwija, już niedługo jak się ułamał kawałek czegoś nie będzie trzeba kupować całego nowego urządzenie tylko sobie dodrukować cześć czy coś ( niekoniecznie u siebie) :)

Świetny sposób zęby sobie wykonać bardzo fajny i dopasowany np follow focus czy inny gadget do filmowania DSLR, ludzie masę różnych rzeczy sobie robią sami choć czasem jest to nieco karkołomne a z drukarką i społecznością która będzie sie dzieliła prototypami nie będzie trzeba płacić setek złotych za kilak kawałków plastiku :)
Edytowane przez autora (2014.07.07, 10:53)
FxJ (2014.07.07, 10:47)
Ocena: 10

0%
'już niedługo będzie można sobie ściągnąć piracki model np okularów jakiegoś raybana czy innej prady za 1500zł i sobie wydrukować za 20 czy 30zł'

Ale nie na takiej drukarce, zbyt mały poziom dokładności a szkiełka tak czy siak będziesz musiał kupić, bo te najtańsza plastiki mają jedynie barwiony plastik i praktycznie nic nie dają a ich koszt na ryneczku to 10-15zł :P
.sizeer (2014.07.07, 12:12)
Ocena: -2

0%
A co to jest ten tusz plastik którym drukuje? On jest twardy? To tworzywo ABS? Jakie ma właściwości?
franczesco (2014.07.07, 12:18)
Ocena: 0

0%
A co z drukowaniem elementów dużo twardszych niż taki plastik?
kwahoo (2014.07.07, 12:35)
Ocena: 1

0%
BeCoolMen @ 2014.07.07 10:29  Post: 764371
Brak mi drukarek z serii DIY np. taki Prusa Mendel i3 :) Za części wychodzi ok 1000zł, a jak ktoś komuś dodrukuje niektóre części to i w 600zł można się zamknąć...wtedy dopiero można powiedzieć, że jest tania drukarka 3D :)


Trochę szkoda, bo to właśnie od nich się ten cały szał rozpoczął:)

Jak ktoś jest fanatykiem Open Source i Open Hardware, to tu przykład całkowicie 'otwartego' drukowania (przyciszcie, bo na początku jest jakiś dubstep;) http://www.youtube.com/watch?v=TqZeThC38ug <-FreeCAD z wtyczką slicera Cura i drukarka Smartrap (350 euro).
grudzio (2014.07.07, 13:03)
Ocena: 5

0%
Jeszcze jest polski Zortrax M200 za 6.900 PLN, ten którego zamówił Dell, przydałby się do zestawienia.
ireneusz bodo (2014.07.07, 13:19)
Ocena: 0

0%
franczesco @ 2014.07.07 12:18  Post: 764445
A co z drukowaniem elementów dużo twardszych niż taki plastik?

http://gpiprototype.com/services/metal-3d-printing.html
Metale kompozytowe uzyskiwane przy wsparciu technologii 3D już są wykorzystywane przez NASA i producentów lotniczych. To kwestia czasu tak samo było kiedyś z włóknem węglowym .Teraz jest w miarę tanie i ogólnie dostępne. Drukarki muszą przejść drogę od produkcji prototypów(nazwijmy to okresem przejściowym) do produkcji gotowych elementów. Pewnie nastąpi to szybciej niż nam się wydaje.
Zaloguj się, by móc komentować
Artykuły spokrewnione
Facebook