Stratasys wybrało sobie koniec roku na wprowadzenie kilku naprawdę ważnych i interesujących nowości. Dostaliśmy aż 3 nowe flagowe maszyny oraz kilka nowych materiałów do obu technologii – FDM oraz PolyJet.
Można powiedzieć, że mamy dziś prawdziwy dzień premier. Data raczej oryginalna (1 kwietnia 2019) na ogłaszanie czegokolwiek, ale co zrobić :). Tak czy inaczej, nie jest to wcale prima aprilisowi żart. Stratasys ogłosiło dziś sporo premier, zarówno nowych produktów jak i rozwiązań. Ale po kolei.
Na pierwszy ogień idzie nowa drukarka z serii F123 – F120. Jest to niewielkie, desktopowe urządzenie. Jest to jednak idealny przykład na prawdziwość tezy, że rozmiar nie ma znaczenia. F120 dziedziczy po swoich starszych braciach wszystkie technologie i rozwiązania czyniące ją w pełni profesjonalną, biurową drukarką FDM. F120 oferuje druk na przestrzeni roboczej 254 x 254 x 254 mm a więc identycznej jak dużo większa F170. Materiały, z których wydrukujemy modele to ABS-M30 oraz ASA. Producent chwali się także ogromną prędkością druku (3x większa od konkurencyjnych rozwiązań w swojej klasie – oczywiście w trybie draft mode) oraz bardzo długim nieprzerwanym drukiem, dzięki dużym zewnętrznym pojemnikom na materiał.
Więcej o F120 możecie dowiedzieć się ze strony Stratasys oraz na naszej stronie prosolutions.pl
F120 może być drukarką przełomową dla Stratasys ze względu na renomę jaką zdobyła sobie seria F123 oraz na niższą cenę niż starsze i większe drukarki. Oczywiście to nadal Stratasys i nadal profesjonalna drukarka dla wymagających, więc nie spodziewałbym się, że będą ją rozdawać za darmo. Jeśli będzie jednak odpowiednio tańsza od większych urządzeń z serii i tak samo udana, może być sprzedażowym hitem.
W drugiej kolejności pomówimy o nowych możliwościach drukarki Stratasys J750, czyli najpotężniejszej (nie mylić z największą) drukarką pracującą w technologii PolyJet. J750 to maszyna zdolna łączyć nawet 6 materiałów modelowych (plus 1 supportowy) w celu uzyskania konkretnej charakterystyki drukowanego detalu. A to wszystko w pełnej palecie CMYK! I to właśnie tu następuje zmiana. J750 potrafi teraz drukować także w palecie kolorów Pantone, co jest niewątpliwym przełomem dla wszystkich, którzy urządzenia używają do budowy prototypów o wyglądzie końcowego produktu. Pantone to najpopularniejszy na świecie system identyfikacji kolorów. Najczęściej jest on używany w druku dwuwymiarowym, ale nie tylko tam. Wprowadzenie go do świata druku 3D to spory krok naprzód.
Na koniec zostawiliśmy wisienkę na torcie. Ostatnią z premier o których chcielibyśmy Wam opowiedzieć jest zupełnie nowe urządzenie drukujące. Nie jest to jednak ani drukarka FDM ani PolyJet. To drukarka SLA. Tak, Stratasys po tylu latach udanej sprzedaży urządzeń FDM i PolyJet oraz związanych z nimi usług, postanowiła wejść w nową dla nich technologię SLA z maszyną V650 Flex. Drukarka startuje z 4 materiałami modelowymi: Somos Element do prototypowania, Somos NeXt o właściwościach zbliżonych do tradycyjnych termplastów, Somos perFORM dla aplikacji wymagających dużej wytrzymałości i odporności na temperaturę oraz Somos Watershed XC 11122 o właściwościach zbliżonych do termoplastów ABS i PBT. Sama technologia SLA jest nieco podobna do PolyJet. Polega ona bowiem na utwardzaniu ciekłych żywic za pomocą światła. Na tym jednak podobieństwa się kończą, ponieważ samo działanie maszyn jest diametralnie inne. Po pierwsze, źródłem światła jest wiązka lasera, nie lampa UV. Po drugie, materiał nie jest wstrzykiwany na stół roboczy. To stół roboczy zanurza się w zbiorniku z ciekłą żywicą. Mimo różnic w budowie detali, zalety obu technologii są bardzo podobne. Jest to przede wszystkim bardzo dobra jakość powierzchni oraz bardzo duża dokładność.
Więcej o V650 Flex możecie dowiedzieć się ze strony Stratasys.
Druk 3D dysponuje coraz większą ilością materiałów, których możemy użyć do urzeczywistnienia naszych pomysłów. Nie istotne, czy mówimy o amatorskich zastosowaniach i niewielkich drukarkach rep-rap, czy o dużych maszynach produkcyjnych, wspierających wielkie koncerny. Subiektywnie – wybór zawsze jest dobry, ale gdy jest zbyt duży, można się zwyczajnie pogubić. Drukarki Stratasys to sprzęt profesjonalny, jednak nie jest przeznaczony tylko i wyłącznie dla wielkich firm z filiami na całym świecie. Producent posiada także mniejsze drukarki zarówno w technologiach FDM jak i PolyJet dostosowane możliwościami (oraz ceną) dla mniejszych firm i biur projektowych. Często spotykamy się z sytuacją, że za maszynę w danym przedsiębiorstwie odpowiedzialne są osoby posiadające także inne obowiązki. W takiej sytuacji pilnowanie kart charakterystyk wszystkich dostępnych materiałów jest nieco uciążliwe, szczególnie gdy posiadamy urządzenie z wyższej półki z większą ilością dostępnych filamentów lub żywic. Niektóre z nich potrafią dodatkowo dublować swoje charakterystyczne parametry. W takiej sytuacji klient zawsze może zwrócić się do dostawcy, przedstawić swoje potrzeby i wspólnie z doradcą wybrać odpowiedni materiał. Na pomysł wprowadzenia alternatywnej metody wpadła firma Stratasys Direct, będąca córką właściwego Stratasys. Firma ta odpowiada za – jak wskazuje sama nazwa – bezpośredni kontakt z klientem końcowym. To tutaj można wykonać usługi druku 3D na pełnej palecie systemów drukujących amerykańskiego producenta. Aby ułatwić kontrahentom proces wyboru odpowiedniego surowca do zlecenia, Stratasys Direct stworzyła dostępny on-line system pomocy przy doborze materiałów – Material Wizard.
Po kliknięciu w link w oczy rzuci nam się multum checkboxów oraz suwaków. Są to filtry mówiące o kluczowych właściwościach materiałów wyświetlanych w postaci listy po prawej stronie. Gdy niczego nie zaznaczymy, lista będzie przedstawiała wszystkie dostępne materiały, jednak w miarę konfiguracji filtrów lista ta będzie się sukcesywnie zmniejszać (wszystko w czasie rzeczywistym). Do wyboru mamy 4 kategorie filtrów, usytułowane od najbardziej ogólnych, do najbardziej szczegółowych. Na początek wybieramy grupę materiałów – tworzywa sztuczne czy metale. Następnie określamy technologię – do wyboru mamy technologie addtywne (czyli po prostu druk 3D), obróbkę CNC oraz odlewanie uretanu. Nas oczywiście najbardziej będzie interesować pierwsza z nich. Kolejną grupą są kluczowe właściwości materiałów (Key Characteristics). Określają one ogólne właściwości bez zagłębiania się w konkretne wartości. Znajdziemy tu m.in. takie cechy jak sztywność, elastyczność, odporność na wysokie temperatury, wytrzymałość, doskonałą jakość powierzchni, odporność chemiczną czy dostępność wielu kolorów. Jeśli to nadal za mało, możemy przejść do ostatniej grupy filtrów – Material Properties. Tutaj możemy dokładnie określić takie parametry jak odporność temperaturowa, twardość w skali Shore’a, czy moduł sprężystości. Do dyspozycji mamy suwaki za pomocą których ustawimy dokładną wartość dla każdej z tych właściwości. Jedynym utrudnieniem z punktu widzenia polskiego użytkownika, jest ustawianie parametrów w jednostkach amerykańskich, jednak przeliczenie ich na jednostki układu SI dzięki konwerterom nie powinno zająć dłużej niż minutę.
Narzędzie to przyda się nie tylko przy zamawianiu modeli, co do których mamy bardzo konkretne, sprecyzowane oczekiwania wytrzymałościowe czy odpornościowe, ale także przy zamawianiu nowych materiałów do posiadanej już maszyny. Może to być także pomoc dydaktyczna dla operatorów drukarek 3D marki Stratasys – w końcu system wygodnych filtrów będzie działał lepiej i szybciej niż żmudne przeszukiwanie wielu kart charakterystyk.
Moim zdaniem pomysł Stratasys Direct jest bardzo dobry i powinien znaleźć wiele zastosowań, niekoniecznie takich do których przewidział go sam producent.
Rynek druku 3D stale się rozwija. W Polsce przeważają obecnie startup’y, które prowadzone są głównie przez pasjonatów druku 3D. Firmy te najczęściej oferują wydruki w przystępnych cenach. Na ich wyposażeniu znajdują się przeważnie niewielkie drukarki 3d pracujące w technologii FFF (Fused Filament Fabrication) lub innych, które bazują na profesjonalnej technologii FDM (str. 47). Zarówno technologia FFF jak i pokrewne techniki wykorzystujące tworzywa sztuczne w postaci filamentu jako materiały budulcowe, nie pozwalają czerpać z pełni potencjału oryginalnej technologii FDM. Warto przy tym zauważyć, iż w przypadku firm produkcyjnych czy ośrodków naukowych coraz większą popularność zdobywają profesjonalne urządzenia przemysłowe. Wiąże się to głównie z dostrzeganiem ogromnych korzyści wynikających ze znacznego skrócenia czasu wprowadzenia produktu na rynek (ang. time to market), a w przypadku ośrodków naukowych prowadzenia badań nad rozszerzeniem możliwości aplikacyjnych poprzez np. określanie właściwości użytkowych drukowanych części.
Rynek druku 3D rozwija się głównie dzięki możliwości redukcji kosztów, które uzależnione są od czasu przeznaczonego na proces prototypowania oraz wytwarzania krótkich serii produkcyjnych. Przykład może stanowić wykonanie formy wtryskowej do produkcji małoseryjnej – obecnie sam proces wykonania takiej formy u wyspecjalizowanego wykonawcy może zająć nawet miesiąc. Należy przy tym wspomnieć, iż wymaga to wyposażenia w profesjonalne urządzenia (np. obrabiarki sterowane numerycznie), odpowiednie oprzyrządowanie czy też posiadania wykwalifikowanej kadry pracowniczej. W przypadku technologii przyrostowych wykonanie takiej formy jest łatwiejsze i poza drukarką 3D nie wymaga posiadania dodatkowych narzędzi, urządzeń czy specjalistycznie przeszkolonego personelu (czas szkolenia operatora drukarki 3D z reguły trwa nie dłużej niż jeden dzień), a sam proces wytwarzania, w zależności od skomplikowania i wymiarów poszczególnych elementów formy, ogranicza się do kilku godzin. Pomijamy w tym porównaniu etap projektowania, ponieważ jest on niezbędny w obu przypadkach. Należy się także zastanowić, co w przypadku, kiedy pierwotne założenia okazały się błędne i należałoby formę przeprojektować? Takie same rozważania należy przeprowadzić w kwestii środowiska rozwoju produktu. Połączenie projektowania współbieżnego (stała współpraca projektantów w trakcie planowania, koncepcji, projektowania, prototypowania) i drukowanie modeli 3D (szybkie wytwarzanie na każdym z etapów rozwoju produktu) pozwala na uzyskanie najbardziej wymiernych korzyści. Druk 3D jest więc doskonałym sposobem na znaczne zaoszczędzenie czasu oraz zredukowanie kosztów wynikających z wprowadzania nowych produktów na rynek. Należy także zaznaczyć, że z czysto marketingowego punktu widzenia dużo łatwiej jest sprzedać obiekt fizyczny, który każdy może dotknąć i sprawdzić jego działanie, kształt i ergonomię. Zazwyczaj nie jest to możliwe w przypadku projektu widzianego na ekranie komputera.
Moim zdaniem rynek druku 3D w obrębie maszyn do zastosowań profesjonalnych jest obecnie w fazie rozwoju, głównie w obszarze aplikacji produkcyjnych. Profesjonalne urządzenia do druku 3D gwarantują doskonałą jakość i powtarzalność wydruków przy niskiej awaryjności systemu i dodatkowym wsparciu ze strony producenta. Czynnikiem ograniczającym popyt na profesjonalne rozwiązania jest bez wątpienia koszt wdrożenia profesjonalnych rozwiązań, zwłaszcza w niewielkich przedsiębiorstwach. Znacznie większy postęp możemy obserwować w segmentach druku amatorskiego i półprofesjonalnego, gdzie liczna konkurencja dodatkowo mobilizuje producentów do szukania coraz to nowych rozwiązań i podążania za trendami wyznaczanymi przez uznane światowe marki.
Ciężko jest wybrać jeden sektor, w którym druk 3D ma zastosowanie. Większość dzisiejszych ośrodków R&D czy firm zajmujących się szeroko pojętym wytwarzaniem posiada drukarkę 3D. Przekrój podmiotów stosujących tę technologię jest naprawdę szeroki: od firm meblarskich, kosmetycznych, poprzez przemysł elektroniczny, samochodowy, lotnictwo, kosmonautykę aż do przemysłu medycznego. Biorąc pod uwagę aplikacje, również mamy całe spektrum zastosowań, jednak jednym z najbardziej powszechnych jest prototypowanie. Należy również wspomnieć o różnego rodzaju wzornictwie (przemysłowym i nie tylko), sztuce, produkcji nisko seryjnej a nawet wytwarzaniu wyspecjalizowanych narzędzi i oprzyrządowania.
Obecnie główną technologią druku 3D stosowaną w przemyśle jest technologia FFF (Fused Filament Fabrication) która wywodzi się z technologii FDM (Fused Deposition Modelling). Jest to stosunkowo tania i nieskomplikowana w swoich założeniach technologia, wykorzystująca jako materiał wyjściowy termoplastyczne tworzywa sztuczne powszechnie stosowane w przemyśle. Ich dodatkowym plusem jest niska szkodliwość oraz korzystna cena. Przekrój cenowy urządzeń jest bardzo szeroki – od kilkuset złotych za rozwiązania amatorskie, najczęściej typu RepRap aż do kilkuset tysięcy Euro za rozwiązania przemysłowe. Główną wadą tej technologii jest jakość powierzchni wytwarzanych elementów, która ze względu na sposób budowania wymaga dodatkowych czynności związanych z wygładzeniem. Poza FDM/FFF należy także wspomnieć o technologiach żywicznych, takich jak PolyJet czy SLA, która często nazywana jest matką technologii przyrostowych. Rozwój technologii żywicznych wynika głównie z bardzo dużej dokładności wymiarowej uzyskiwanych modeli oraz wysokiej jakości powierzchni. Ich główną wadą jest niska odporność temperaturowa (z reguły do 50 stopni Celsjusza).
Współczesny druk 3D nie zagraża jeszcze produkcji masowej. Koszty wytwarzania elementów konwencjonalnymi metodami, związane są ze skalą produkcji i zmniejszają się wraz ze wzrostem serii produkcyjnej. W przypadku technologii druku 3D, najczęściej wypadkową ceny wytworzenia kilkunastu czy kilkudziesięciu elementów jest iloczyn ceny wytworzenia jednego elementu oraz ilości. Wniosek nasuwa się sam, iż na dzień dzisiejszy w przypadku wytwarzania większej ilości elementów należy rozważyć, czy uruchomienie klasycznego procesu produkcyjnego, nie będzie korzystniejszym rozwiązaniem.
Materiały wykorzystywane w aplikacjach przemysłowych to głównie tworzywa sztuczne. Tak jak już wspomniałem, głównym zastosowaniem druku 3D jest prototypowanie, a tworzywa sztuczne są tańsze i łatwiejsze w obróbce aniżeli metale czy ceramika.
Urządzenia profesjonalne znacząco różnią się od tych półprofesjonalnych czy amatorskich. Pierwszą rzeczą rzucającą się w oczy są gabaryty. Wynikają one z pełnej automatyzacji urządzeń profesjonalnych (do czego nawiązuje przemysł 4.0), ograniczającej wpływ operatora do minimum. W przemyśle nie ma czasu na takie rzeczy jak dobór odpowiednich parametrów wydruku, czy poszukiwanie specyficznych materiałów. Kupując profesjonalny system drukujący, klient oprócz urządzenia otrzymuje również technologię. W uproszczeniu znaczy to tyle, że rola operatora ogranicza się praktycznie do kliknięcia przycisku ‘start’ i oczekiwania na gotowy wydruk. Jest to jeden z efektów stosowania zaawansowanych technologicznie podzespołów. Dlatego też w przypadku rozwiązań profesjonalnych materiały wyjściowe są dedykowane przez producenta, który może dzięki temu zagwarantować poprawność wykonania modelu, dobre właściwości mechaniczne oraz powtarzalność produkcji. Zauważalna jest choćby różnica w samym sposobie dostarczenia materiałów do klienta. Profesjonalnie dostarczony materiał będzie odizolowany od wpływów środowiska zewnętrznego, co ma ogromne znaczenie podczas późniejszej eksploatacji. W przypadku technologii FDM wilgotny drut materiałowy (filament) będzie powodował widoczne na detalach defekty. Gabaryty urządzeń profesjonalnych mają wpływ na to, że układ jest sztywny i drgania powstające wokół maszyny nie wpływają na jakość wydruków.
Lepiej jest zakupić własny system druku 3D, czy korzystać z outsourcingu? Na to pytanie nie ma oczywiście jednoznacznej odpowiedzi. Jeżeli ktoś potrzebuje jednego czy nawet 10 wydruków w ciągu roku, to nie będzie przecież kupował profesjonalnej drukarki 3D. Jeżeli jakość wydruków proponowana przez drukarki półprofesjonalne jest niezadowalająca, wtedy outsourcing jest idealnym rozwiązaniem. Decyzja zakupu maszyny na własny użytek jest często wypadkową wielu zmiennych np. ilość planowanych wydruków, czas trwania projektu, tajemnice handlowe itd.
Główne zalety korzystania z profesjonalnych drukarek 3d to przede wszystkim ograniczony wpływ operatora. Kluczowym założeniem przemysłu 4.0 jest automatyzacja przy wykorzystaniu współczesnych rozwiązań technologicznych. Rola operatora powoli ogranicza się rzeczywiście do wciśnięcia ‘start’ i czekania na gotowy wyrób bardzo dobrej, powtarzalnej jakości. W urządzeniach takich stosowane są komponenty wytwarzane specjalnie pod to zastosowanie – z punktu widzenia inżyniera serwisu uważam, że bardzo rzadko udaje się stosować komponenty uniwersalne. Warto również wspomnieć o ciągłym wsparciu klienta ze strony producenta, czy dystrybutora. Urządzenia posiadają gwarancje oraz pogwarancyjne opieki serwisowe. Dodatkowo serwis na bieżąco wspomaga klienta, służąc wiedzą, radą a także szybką reakcją serwisową. Niewiele firm, nie tylko z segmentu przemysłowego, może pozwolić sobie na przestój w pracy jakiejkolwiek maszyny – dlatego też wsparcie serwisu w takim przypadku jest bardzo ważne. Niestety nie ma nic za darmo. Wszystkie elementy składowe odróżniające profesjonalne drukarki 3d od amatorskich skutkują wyższą ceną tych pierwszych. Niemniej jednak coraz więcej firm dostrzega te różnice i stawia przede wszystkim na jakość oraz niezawodność, decydując się na zakup profesjonalnego systemu wytwarzania przyrostowego.
Druk 3D jest stosunkowo młodą technologią, która nadal się rozwija i nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa. Myślę, że głównym trendem w rozwoju technologii przyrostowych jest możliwość stosowania wydruków jako finalnych produktów. Już teraz mamy taką możliwość, jednak korzysta się z niej głównie dla elementów mało istotnych (np. nie przenoszących dużych naprężeń). W przypadku technologii FDM ważną ewolucją (jeśli nie rewolucją), będzie prowadzenie do masowej produkcji drukarek opartych na ramieniu robota, które potrafią drukować w wielu osiach. W pełni funkcjonalny prototyp takiego urządzenia, potrafiący drukować w 8 osiach, pokazała firma Stratasys Ltd. w 2017 roku. Maszyny te pozwolą znacznie zredukować jedną z największych bolączek wytwarzania przyrostowego – mniejszą wytrzymałość detali w poprzek warstw (nieco słabszym ogniwem są niestety łączenia pomiędzy warstwami). Wieloosiowość umożliwi m.in. budowanie struktur o większej wytrzymałości mechanicznej we wszystkich osiach, co pozwoli technologii FDM wyeliminować dotychczasowy mankament, w postaci wysokiej anizotropowości.
Pierwsze pytanie, jakie się nasuwa, to po co właściwie go wygładzać? Oczywiście osoby korzystające na co dzień z tej technologii, doskonale to wiedzą, jednak tym, którzy jeszcze nie mieli ku temu okazji spieszę z wyjaśnieniem. Drukarka 3D nakłada na siebie warstwy jedna po drugiej (tu odsyłam przy okazji do wpisu o tym jak działa druk 3D). Często (szczególnie w FDMmie) warstwy te są potem widoczne na gotowym wydruku. Powierzchnia nie jest więc idealnie gładka, co w większości przypadków nie ma tak dużego znaczenia – części mają pracować, nie ślicznie wyglądać. Zdarza się jednak, że zależy nam na ładnej powierzchni – co wtedy?
Z pomocą przychodzi nam tzw. postprocessing. Jest to nic innego, jak finalna obróbka modelu, którą oferuje większość firm zajmujących się drukiem 3D – w tym także Prosolutions :). Postprocessing ma na celu sprawić, że model będzie bardziej estetyczny – po prosty ładniejszy.
Metody wygładzania różnią się delikatnie ze względu na technologię, w jakiej był drukowany detal. Podstawową obróbkę każdy może tak naprawdę przeprowadzić samemu w domu. Trzeba jednak pamiętać, że do uzyskania naprawdę spektakularnych efektów potrzebne jest, poza odpowiednim wyposażeniem, po prostu sporo doświadczenia. Najważniejszą zasadą ze wszystkich zasad jest jednak nie poddawać się! Może i pierwsze modele nie będą wychodziły jak spod ręki profesjonalnego modelarza, ale w końcu ćwiczenie czyni mistrza :). Skoro jesteśmy przy temacie ćwiczeń – raczej nie należy traktować tego artykuły jako poradnika. Przedstawia on i tłumaczy metodykę wygładzania wydruków 3D, jednak nie prowadzi przez nią krok po kroku. Nie mniej jednak starałem się opisać to w dość dokładny sposób, więc kto wie – może ktoś kto już odrobinę zna się na temacie wykorzysta go właśnie jako instrukcję :).
Technologia FDM polega na doprowadzaniu do stanu półpłynnego materiału termoplastycznego a następnie nakładaniu go na podstawę lub poprzednią warstwę modelu (o technologii możecie poczytać więcej w tym artykule). Z jej pomocą można konstruować naprawdę mocne części o zróżnicowanej charakterystyce wytrzymałościowej, z materiałów używanych na co dzień w przemyśle. Niezbyt istotną, ale jednak wadą tej technologii jest nieco gorsza jakość powierzchni (w porównaniu chociażby do PolyJetu, o którym za chwilę). Wydruki FDMowe są więc bardzo wdzięcznym obiektem do testów postprocessingu.
Na samym wstępie muszę wspomnieć o bardzo istotnej rzeczy, która w zasadzie ma odniesienie do każdej techniki druku 3D. Jeżeli detal, który chcemy poddać obróbce ma konkretną geometrię, która MUSI zostać zachowana, lepiej zlecić jego postprocessing firmie która zajmuje się tym na codzień, szczególnie na początku naszej przygody z modelowaniem. Bywa, że zbyt mocna pokusa dążenia do perfekcji w jakości ścianki powoduje zmiany w geometrii modelu na tyle duże, że przestanie on spełniać swoją funkcję. Jeśli jednak obrabiamy np. figurkę dla dziecka lub do naszej własnej kolekcji, nie mamy się czym martwić :).
Postprocessing w technologii FDM możemy traktować dwojako – albo jako operację docelową, albo jako przygotowanie do dalszej obróbki (lakierowania). W zależności od tego, którą opcję wybierzemy, metodyka będzie odrobinę różna.
Pracę rozpoczyna się od przecierania modelu papierem ściernym o odpowiedniej gradacji, (np. 80, później się ją zmniejsza). Po przetarciu, na model nakłada się rozpuszczalnik (np. pędzelkiem albo w formie natryskowej, należy raczej unikać namaczania) a następnie poddać piaskowaniu – jest to zdecydowanie element który nie każdy wykona u siebie w domu ale jest on niestety dość ważny, bo pozwala dodatkowo wyrównać powierzchnię po papierze ściernym. Pomiędzy nakładaniem rozpuszczalnika a piaskowaniem konieczna jest także przerwa technologiczna aby nie uszkodzić modelu. Oczywiście jest możliwe wygładzanie bez piaskowania, jednak z pewnością nie uzyska się bez niego tak dobrych efektów, a cały proces zajmie znacznie więcej czasu. Całą kolejkę operacji należy powtarzać, za każdym razem używając papieru o coraz mniejszej gradacji (a więc większej liczbie ją oznaczającej), aż do uzyskania gładkiej, zadowalającej powierzchni. Sposób ten pozwala znacząco poprawić estetykę wydrukowanego modelu, jednak jeśli chcemy aby nasz model wyglądał jak z półki sklepowej, możemy iść o krok dalej.
Rozpoczynamy identycznie jak poprzednio – przetarcie papierem ściernym o odpowiedniej gradacji (ok. 80), przemaczanie w rozpuszczalniku i piaskowanie. Następnie nakłada się podkład lakierniczy w celu wyłapania wszelkich niedoskonałości. Jeśli jest taka potrzeba (oprócz wszelkich górek i nierówności zdarzą się także dołki, dziury czy ubytki) to dodatkowo szpachluje się model żywicą epoksydową. Kolejnym krokiem jest przetarcie wydruku wodnym papierem ściernym o gradacji ok. 400. Podobnie jak w przypadku postprocessingu bez lakierowania, proces ten trzeba powtarzać do uzyskania gładkiej powierzchni, zmniejszając gradację zwykłego papieru ściernego (nie wodnego). Następnie, na wygładzoną już powierzchnię raz jeszcze nakłada się podkład i przeciera go bardzo drobnym papierem wodnym (gradacja ok. 1200 albo mniej, czyli wyższa liczba) aby usunąć tzw. odkurz powstały podczas nakładania podkładu. Powierzchnię po wyschnięciu odtłuszcza się np. benzyną ekstrakcyjną i w końcu nakłada tą ostateczną, najważniejszą warstwę lakieru o zadanym kolorze. Dodatkowo, można jeszcze potraktować model lakierem bezbarwnym, w celu zabezpieczenia powierzchni oraz koloru.
Drukarka 3d PolyJet nieco różni się od FDMu (tutaj można przeczytać artykuł, czym konkretnie się różni 🙂 ). Ze względu na inną metodykę nakładania materiału oraz jego rodzaj, jakość powierzchni uzyskiwana w PolyJetcie jest znaczni lepsza niż w FDMie. Nie mniej jednak, wydruki w tej technologii często robią także za marketingową pokazówkę, więc jakość nie może być „lepsza” – ma być idealna! W PolyJetcie także rozróżniamy postprocessing jako proces końcowy, oraz przygotowanie pod lakierowanie.
Będzie krótko, ponieważ proces jest niemal identyczny jak w przypadku FDMu. Różnicą jest to, że od samego początku zaczynamy od wodnych papierów ściernych o bardzo niskiej gradacji (400). Trzeba jednak uważać – żywica z której budowane są detale w PolyJetcie jest materiałem mniej wytrzymałym niż FDMowe termoplasty, dlatego nie wolno przesadzić zarówno z papierem ściernym (stąd dużo mniejsze gradacje) jak i z piaskowaniem. Delikatne modele o cienkich ściankach mogą po prostu ucierpieć podczas takiej operacji.
W tym przypadku, podobnie jak przy standardowym postprocessingu metoda jest niemal identyczna jak w FDMie z tą różnicą, że używamy tylko papierów wodnych o gradacji od 400 do 2500. Samo lakierowanie odbywa się tylko i wyłącznie przy pomocy lakierów akrylowych.
PolyJet pozwala na drukowanie z materiałów przezroczystych, takich jak np. VeroClear. Dzięki temu możemy uzyskać modele symulujące np. szkło. Może się zdarzyć, że bezpośrednio po wyjęciu z maszyny i usunięciu podpór, model będzie delikatnie zabarwiony na żółto. I na to na szczęście jest metoda, do tego bardzo prosta. Model taki należy naświetlać światłem UV, aż do uzyskania zadowalających nas efektów. Nie ma to co prawda nic wspólnego z wygładzaniem, ale jak by nie patrzeć, jest jednym z elementów postprocessingu, dlatego zdecydowałem że o niej wspomnę.
Tak jak wspomniałem na początku, sam proces wygładzania wydruku 3D nie jest wybitnie skomplikowanym procesem. Podstawowe poprawki jakości powierzchni można przeprowadzić w warunkach domowych, o ile nie musimy się bać o geometrię modelu. Uzyskanie bardzo dobrych efektów wymagać będzie jednak większego nakładu pracy, odpowiedniego sprzętu oraz przede wszystkim doświadczenia i wyczucia. Oczywiście na rynku są jeszcze inne technologie niż dwie wymienione w powyższym wpisie, jednak ogólna zasada zawsze pozostanie ta sama – bo tak naprawdę, co jeszcze można by tu wymyślić?:) Najdokładniej opisałem technologię FDM ponieważ jest ona (tak jak bliźniacza FFF) najbardziej popularna i pracuje na niej bardzo dużo drukarek – w tym także większość tanich konstrukcji RepRap.
Druk 3D można wykorzystać do druku konceptów, testowania modeli, a nawet produkcji gotowych części. Na dobrą sprawę są to jednak tylko frazesy. Oczywiście konkretne zastosowania doskonale znają firmy korzystające z rozwiązań druku 3D na co dzień. Jeśli jednak należysz do grona osób które interesują się tematem, ale mają wątpliwości, śpieszę z konkretnym – do tego bardzo efektownym – przykładem.
