Czym różni się przemysłowa drukarka 3D od domowej, desktopowej drukarki 3D?

Druk 3D powstał z myślą o stosunkowo tanim i szybkim tworzeniu prototypów. Jego początki sięgają lat 80. ubiegłego wieku i momentu stworzenia metody wytwórczej o nazwie stereolitografia. Kolejni specjaliści udoskonalali tę technologię, tworząc coraz to nowe jej odłamy. Na początku naszego stulecia dr Adrian Bowyer opracował koncept samoreplikującej się drukarki 3D RepRap. W ten sposób rozpoczęła się rewolucja w dziedzinie nowych metod wytwarzania obiektów.

Obecnie na rynku istnieją zarówno drukarki 3D do użytku domowego (desktopowe), jak i modele przemysłowe. I o ile na drukarkach desktopowych najczęściej powstają obiekty służące tylko rozrywce, o tyle drukarki przemysłowe mogą służyć nawet do tworzenia elementów ratujących życie. O początkach druku 3D dowiesz się z naszego poprzedniego materiału a teraz przejdźmy do poznania różnic między domowym drukiem 3D a tym przemysłowym.

Standardowy druk desktopowy a druk przemysłowy 3D / Technologia

Najczęściej stosowaną technologią, stosowaną zarówno w przypadku drukarek niskobudżetowych, jak i przemysłowych, jest FDM (Fused Deposition Modelling).

Polega ona na tworzeniu obiektu warstwa po warstwie poprzez nakładanie materiału termoplastycznego.

Mimo tej części wspólnej możliwości, jakie dają oba rodzaje wydruków, jak można się spodziewać, znacznie się od siebie różnią.

Przemysłowe drukarki 3D

Przemysłowe drukarki 3D Factory 2.0

Dokładność wydruku 3D w druku przemysłowym

Tolerancja błędu wydruku 3D zależy od dwóch czynników: dokładności pozycjonowania oraz kalibracji drukarki, a także geometrii drukowanego obiektu.

Drukarki przemysłowe 3D oparte na technologii FDM, polegającej na tworzeniu trwałych części z tworzyw termoplastycznych, produkują elementy o dużej dokładności (z tolerancją błędu do 0,15%). Takie urządzenia pozwalają na większą kontrolę parametrów podczas drukowania.

Przed rozpoczęciem druku ustawia się tu odpowiednie parametry, a do dyspozycji mamy podgrzewaną komorę. Dzięki niej minimalizuje się efekty szybkiego schładzania się roztopionego plastiku, a także można stosować materiały o wyższej temperaturze topnienia.

Większość przemysłowych drukarek 3D wyposażona jest w podwójny ekstruder (wytłaczarkę), który dzięki możliwości stosowania dedykowanego materiału podporowego ułatwia drukowanie skomplikowanych kształtów i pozwala uzyskać gładszą powierzchnię.

Dokładność wydruku 3D w drukarkach desktopowych

Drukarki desktopowe 3D pod względem kalibracji i wyposażenia nie pozostają daleko w tyle za modelami przemysłowymi. Ich tolerancja błędu pozostaje jednak większa (około 0,5 mm).

Większość drukarek 3D do użytku domowego pozwala uzyskać akceptowalny poziom jakości wydruku, jednak uzyskiwane efekty są w dużym stopniu zależne od umiejętności osoby obsługującej drukarkę, a drukowane modele zazwyczaj wymagają większej pracy przy obróbce.

Materiały (filamenty) stosowane do druku w drukarkach do użytku przemysłowego

Do drukowania 3D w drukarkach przemysłowych wykorzystuje się głównie tworzywa sztuczne: ABS, PC, Ultem. Materiał dobiera się odpowiednio do zastosowania, mając na uwadze:

  1. Wysoką trwałość,
  2. Stabilność termiczną,
  3. Elastyczność,
  4. Odporność na działanie czynników chemicznych, czy też
  5. Biokompatybilność.

Materiały stosowane do druku w drukarkach niskobudżetowych

W drukarkach desktopowych, w których stosuje się metodę FDM, najczęściej wykorzystywanym materiałem jest PLA. To filament, który pozwala na stosunkowo łatwe i dokładne drukowanie 3D.

Jeśli istnieje potrzeba stworzenia obiektu o większej wytrzymałości, plastyczności i stabilności termicznej, wykorzystuje się ABS, jednak jego stosowanie może być utrudnione, zwłaszcza w modelach drukarek, w których brakuje zamkniętej i podgrzewanej komory.

Kolejnym materiałem stosowanym do druku w drukarkach desktopowych 3D jest PETG, który charakteryzuje się bardziej zbliżonymi do ABS właściwościami, jednak jest łatwiejszy w użyciu.

Możliwości produkcyjne drukarek desktopowych i przemysłowych 3D

Drukarki desktopowe 3D wymagają od użytkownika regularnej kalibracji i konserwacji, podczas gdy drukarki przemysłowe dostosowane są do tworzenia powtarzalnych partii obiektów.

Drukarki 3D niskobudżetowe mają też o wiele mniejsze gabaryty.

Najczęściej spotykane pole robocze w modelach niskobudżetowych to 200 x 200 x 200 mm, natomiast w przypadku modeli przemysłowych wymiary te mogą sięgać nawet 900 x 600 x 900 mm. Dzięki temu można w nich tworzyć zarówno pojedyncze, większe modele, jak i wiele mniejszych jednocześnie.

Druk desktopowy i przemysłowy 3D – zastosowanie

Choć możliwości drukarek desktopowych i przemysłowych są różne, warto wiedzieć, w jakim przypadku można z powodzeniem stosować te pierwsze, a w jakim nie obędzie się bez modeli przemysłowych.

  • Jeśli planujemy wydrukować obiekt, który będzie się charakteryzował jak najlepszym odwzorowaniem wymiarów, o konkretnych właściwościach (jak odporność na działanie temperatury i środków chemicznych) i dużych gabarytach (większych niż 200 x 200 x 200 mm), trzeba będzie użyć do tego celu drukarki przemysłowej 3D,
  • Drukarkę 3D desktopową możemy wykorzystać, jeśli planujemy stworzyć prototyp (w ilości 1 lub co najwyżej kilku sztuk), którego dokładność wydruku może wynieść około 1%,
  • Jeśli potrzebujemy wydruków 3D zawierających drobne detale, warto rozważyć zastosowanie technologii SLA lub SLS.

Wykorzystanie druku desktopowego i przemysłowego 3D

Desktopowe drukarki 3D służą przede wszystkim do tworzenia niewielkich przedmiotów, o małym stopniu skomplikowania kształtów.

Co można dzięki niej wydrukować?

Oto kilka przykładów:

  1. stojak na słuchawki,
  2. wazon,
  3. miska,
  4. stojak na klucze,
  5. ramka na zdjęcie,
  6. świecznik.

Dla porównania dodajmy, jakie wydruki może nam zaoferować przemysłowa drukarka 3D:

  1. części samochodowe,
  2. modele ludzkich organów,
  3. narzędzia chirurgiczne
  4. czy meble (nawet w całości!).

Cena drukarek niskobudżetowych i przemysłowych 3D

Jak można się spodziewać, drukarki desktopowe i przemysłowe 3D znacznie różnią się między sobą ceną. Najtańszą drukarkę do użytku domowego (czy też biurowego) można kupić już nawet za cenę poniżej 1000 złotych, natomiast za drukarkę przemysłową trzeba zapłacić co najmniej kilkanaście tysięcy złotych.

Standardowy druk desktopowy a druk przemysłowy 3D – jeszcze o różnicach

Na koniec dodajmy jeszcze dwa czynniki, które różnią druk desktopowy od druku przemysłowego 3D:

  1. Drukarki desktopowe 3D dostępne są w postaci do samodzielnego złożenia (wspomniane wyżej RepRap), które zwykle zajmuje od 10 do 40 godzin.
  2. Drukarki przemysłowe wymagają specjalnie przystosowanego pomieszczenia, a ich obsługa często musi się odbywać przy zastosowaniu odzieży ochronnej.