Jak wybrać przemysłową drukarkę 3D?

Jak wybrać przemysłową drukarkę 3D?

Jakimi standardami kierować się przy wyborze drukarki 3D? Które z rozwiązań są konieczne, by móc z niej korzystać w swoim przedsiębiorstwie do wszystkich działań, od prototypowania, przez tworzenie narzędzi, aż po produkcję elementów finalnych? Prezentujemy punkty, które mogą zaważyć na sukcesie inwestycji w przemysłową drukarkę do drukowania przestrzennego.

 

Infografika przedstawiająca cechy przemysłowej drukarki 3D

 

1. Zamknięta i grzana komora z kontrolą temperatury

W procesie drukowania 3D w technologii FFF jedną z najważniejszych kwestii odgrywa kontrola temperatury środowiska wydruku. To właśnie od temperatury zależy, czy materiał termoplastyczny w stanie półpłynnym będzie poprawnie łączył się z kolejno naniesionymi warstwami – tak, by finalnie wydruk był jak najbardziej wytrzymały i dokładny w stosunku do modelu 3D.

Kontrola ta jest możliwa tylko w drukarkach z ogrzewaną i zamkniętą komorą roboczą. Zamknięta i grzana komora odpowiada bezpośrednio za panowanie nad skurczem materiałowym, za efekt podwijania narożników czy niepoprawne łączenie się warstw.

Na rynku istnieje wiele urządzeń z zamkniętą komorą (ale nie grzaną!). Jeśli chcemy realizować wydruki na najwyższym poziomie, takie rozwiązanie nie będzie wystarczające.

2. Dwie ruchome głowice

Podstawowym wyróżnikiem drukarki przemysłowej od desktopowej jest ilość głowic, czyli wytłaczarek podających materiał termoplastyczny na pole robocze. Drukarka jednogłowicowa to narzędzie, które posiada wiele ograniczeń. Podpory wykonywane z tego samego materiału co model są zazwyczaj trudniejsze do mechanicznego usunięcia, a także nie skutkują gorszą jakością powierzchni podpieranej. Dwa ekstrudery pozwalają natomiast na realizację bardziej skomplikowanych wydruków i nie są ograniczeniem w pracy projektanta, ponieważ filament jest podawany przez nie naprzemiennie. Najczęściej stosowanym materiałem podporowym w technologii FFF jest HIPS.

Drukarka posiadająca ruchomą głowicę pozwala na jeszcze lepsze panowanie nad materiałem termoplastycznym podczas wydruku. W przypadku nieruchomych głowic możemy obserwować wyciek materiału podporowego, który może naruszyć konstrukcję wydruku głównego. Wynikiem jest zmniejszenie szczelności wydruku i jego wytrzymałości. Jeśli mamy więc wybór, zawsze decydujmy się na drukarkę dwugłowicową, z opcją automatycznego unoszenia nieaktywnego modułu.

3. Własna elektronika

Firmware i software to istotne aspekty decydujące o jakości pracy drukarki 3D. Producenci maszyn mogą w tym przypadku korzystać z rozwiązań open source, czyli gotowego oprogramowania udostępnianego darmowo lub komercyjnie przez twórców, ale mogą także tworzyć autorskie programy, dostosowywane indywidualnie do danego typu czy modelu drukarek. Druga opcja jest zdecydowanie bezpieczniejsza pod względem biznesowym.

Rozwiązania typu open source są prostsze do wdrożenia ze względu na ich łatwą dostępność i brak – lub minimalne – opłaty. Inwestujący w przemysłową drukarkę 3D musi sobie jednak zdawać sprawę z tego, że rozwiązania takie są uniwersalne i dostosowywane do jak największej grupy odbiorców, co oznacza, że nigdy nie zagwarantują takiej precyzji i kontroli wydruków jak własna elektronika i dedykowane rozwiązania technologiczne.

W przypadku przemysłowych zastosowań, gdy ogromne znaczenie odgrywa personalizowanie procesów i dostosowywanie wydruków do konstrukcji czy pożądanych właściwości, użytkownik będzie chciał mieć pewność najlepszej jakości wydruku. Przy korzystaniu ze źródeł open source użytkownik sam musi dobierać wszelkie parametry wydruku. W efekcie takie rozwiązanie może negatywnie wpływać na jakość wydruków 3D.

4. Automatyzacja procesów

Zautomatyzowanie procesu poziomowania i kalibracji platformy roboczej gwarantuje łatwe użytkowanie drukarki przemysłowej. Urządzenia do druku 3D, w których ten proces należy wykonywać manualnie, nie są dostosowane do ciągłej pracy przy produkcji czy prototypowaniu.

Zdefiniowane parametry druku dla danego filamentu również ograniczają obowiązki obsługującego drukarkę 3D, optymalizując tym samym koszty i czas produkcji. Tylko profesjonalni dostawcy drukarek 3D gwarantują nam wprowadzone do programu obsługującego urządzenie, automatyczne ustawienia kompatybilne z wybranym materiałem do druku. Trzeba pamiętać, że każdy filament posiada inne właściwości fizyczno-chemiczne, a co za tym idzie – różne temperatury topnienia, odkształceń, optymalnej prędkości druku itp. Parametry druku zdefiniowane przez producenta dają nam pewność, że wydruk 3D z danego filamentu będzie realizowany maksymalnie dobrze. W przeciwnym razie – sami musimy zdefiniować wartości dla około 150 parametrów.

W przypadku wydruków trwających kilkadziesiąt do kilkuset godzin przydatną funkcją jest także automatyczna kontrola przepływu filamentu. Gdy filament na szpuli skończy się podczas drukowania, drukarka 3D zapauzuje proces, czekając na uzupełnienie materiału. W podstawowych urządzeniach do produkcji w technologii addytywnej – gdzie taka opcja nie występuje – jeśli filament skończy się podczas wydruku, a my nie uzupełnimy go na czas, musimy zaczynać cały proces drukowania od nowa.

5. Drukowanie z materiałów przemysłowych

Przemysłowa drukarka 3D powinna posiadać szeroki wybór profesjonalnych materiałów termoplastycznych. Przemysłowe filamenty muszą posiadać właściwą wytrzymałość mechaniczną, odporność na zginanie czy zgniatanie. Każdy producent drukarek 3D oferuje nieco inne materiały. Jeśli paleta materiałowa jest zbyt szeroka, również powinno to wyostrzyć naszą czujność.

Pamiętajmy, że:

  • realizacja precyzyjnych wydruków o wielkości powyżej 200 x 200 x 200 mm z ABS-u jest możliwa tylko w drukarkach z zamkniętą i grzaną komorą,
  • producent powinien dostarczać zdefiniowane ustawienia druku dla każdego materiału – tylko wtedy mamy pewność, że materiał był przetestowany przez technologów druku 3D.

Warto dowiedzieć się przed inwestycją, jak prezentuje się pełna gama możliwości i czy producent nie ustaje w poszukiwaniach kolejnych rozwiązań.

W zastosowaniach przemysłowych najbardziej popularnym materiałem jest ABS, który cechują: odporność na zginanie oraz rozciąganie, a także ogólne dobre właściwości izolacyjne. Ze względu na jego właściwości może być wykorzystywany od tworzenia prototypów, oprzyrządowania, aż do części zamiennych i finalnych.

Wśród filamentów z powodzeniem znajdziemy jednak również materiały o dodatkowych właściwościach, które mogą sprawdzać się podczas bardziej precyzyjnych projektów, odporne na działanie promieni UV czy antystatyczne. Poczytaj więcej o wszystkich filamentach proponowanych przez OMNI3D.

Dodatkowo

Na koniec rada specjalistów – jeśli chcesz mieć pewność, że dana drukarka 3D sprawdzi się w Twoim przedsiębiorstwie, nie wahaj się prosić o audyt i wydruk próbny. Audyt ma na celu sprawdzenie, czy i ewentualnie do jakich celów można wdrożyć technologię addytywną w firmie. Wydruk próbny natomiast pozwoli Ci w pełni poznać możliwości oferowanego urządzenia.