Co zvážit při koupi 3D tiskárny

Téměř žádný jiný technický obor se v posledních letech nevyvinul tak rychle jako 3D tisk. Zejména v komerčním, technologickém, průmyslovém a vědeckém využití se 3D technologie stala nepostradatelnou. 3D tiskárny však již dávno dorazily i do domácností a jsou populárnější než kdy dříve. Veřejný zájem o 3D tisk rychle roste, stejně jako rozmanitost 3D tiskáren pro soukromé použití.

Pokud čtete tento článek, pravděpodobně patříte k lidem, kteří si pohrávají s myšlenkou si takové zařízení zakoupit. Pokud jste se rozhodli koupit 3D tiskárnu nebo o tom alespoň uvažujete, brzy přijdete na to, že vybrat si tu správnou tiskárnu z velkého výběru různých zařízení není tak snadné.

Chceme Vám ukázat, co musíte při nákupu 3D tiskárny zvážit, a tím Vám trochu usnadnit výběr.

Základy pro 3D tisk

Za účelem lepšího porozumění následujících vlastností a rozdílů nejprve stručně vysvětlíme nezbytné základy a podíváme se na současné technologie tisku. Zde se omezujeme na dvě nejpopulárnější techniky, které se nejvíce používají v soukromé sféře.

V zásadě rozlišujeme mezi FDM tiskárnami (tisk s filamenty) a resinovými tiskárnami (SLA/DLP/LCD).

Technologie FDM

FDM (Fused Deposit Modeling) nebo FFF (Fused Filament Fabrication) jsou procesy 3D tisku, při nichž se filament ve formě termoplastického vlákna zahřívá v tiskové hlavě a tiskne tryskou na tiskovou platformu.

Při tomto procesu je vybraný model vytvářen vrstvu po vrstvě. Když je řeč o 3D tiskárnách, ve většině případů se jedná o FDM tiskárny.

Co je filament?

Takzvaný filament je materiál, který je navinutý na cívce a následně zpracován FDM tiskárnou. Existuje celá řada různých filamentových materiálů (PLA, PETG, ABS, nylon atd.), které se významně liší svými vlastnostmi. Filamenty jsou také k dispozici v různých průměrech a mnoha barvách.

Speciální filamenty pro jedinečné modely

V současnosti existuje celá řada speciálních materiálů, které obsahují příměsi dřeva, kovu, uhlíku nebo kamene.

Při koupi 3D tiskárny je nesmírně důležité zjistit, jaké materiály může požadovaná tiskárna zpracovat a jaký průměr je vyžadován.

---

Výhody FDM tisku:

• relativně nízké pořizovací náklady
• nízké náklady na tisk a obsluhu
• rozmanitost filamentů (různé barvy a materiály)
• jednoduchá a nekomplikovaná obsluha
• téměř žádné úsilí při následném zpracování
• rychlý aditivní proces, zejména v rychlých prototypech
• možnost výroby robustních modelů, odolných proti nárazům a vlivům počasí
• neustálý další rozvoj technologie

Oblasti použití pro FDM tisk:

• funkční prototypy a konečné produkty
• umělecké předměty
• modelování
• dekorace
• ilustrativní modely
• náhradní díly
• zařízení
• výroba nástrojů

Technologie resinového tisku (SLA/DLP/LCD)

Resinový tisk se dále dělí na technologii SLA (stereolitografie), DLP (zpracování digitálního světla) a LCD. Všechny varianty jsou si velmi podobné, proto si jen krátce popíšeme rozdíly.

Ve všech případech se používá kapalná fotocitlivá pryskyřice. Při SLA tisku je tato pryskyřice vytvrzována UV laserem. DLP tisk využívá takzvaný DLP projektor, který promítá tiskový objekt nebo vrstvu, která se má aktuálně tisknout, na pixelové plátno. Pro každou vrstvu se rozsvítí pouze požadovaná oblast displeje. V technologii LCD, jak název napovídá, se jako zdroj UV světla používá obrazovka LCD.

---

Výhody tisku SLA/DLP/LCD

• detailní a jemný povrch
• vysoká přesnost výroby
• možnost transparentních modelů
• možnost složitějších tvarů

Oblasti použití pro tisk SLA/DLP/LCD

• lékařství/stomatologie
• šperky
• věda
• strojírenství a konstrukce výrobků
• umění

---

Důležité faktory při výběru 3D tiskárny

Nyní jsme se již naučili několik základních faktů o 3D tisku. Než ale uděláte konečné rozhodnutí, měli byste si položit tyto 4 základní otázky:

1. Jaký je Váš rozpočet?

Pokud si chcete koupit 3D tiskárnu, popřemýšlejte o tom, kolik jste ochotni utratit peněz. Cenové rozpětí je v tomto odvětví velmi široké, ale existuje řada levných modelů, které jsou působivé.

• Náklady na FDM tisk

Zejména v oblasti FDM tisku máte možnost získat slušnou sadu základního vybavení za málo peněz. Provozní náklady se také pohybují v udržitelné cenové hladině: v našem obchodě můžete pořídit kvalitní filamenty např. již za 500 až 650 Kč/kg.

U speciálních materiálů, jako jsou flexibilní filamenty nebo filamenty s příměsí dřeva či kovu, si budete muset připlatit. V každém případě lze ale získat dobré základní vybavení (tiskárnu a materiál) v rozmezí od 8 do 10,5 tisíc Kč.

• Náklady na SLA/DLP tisk

Resinové tiskárny jsou nyní také již více cenově dostupné. Dostupné základní modely najdete za méně než 10,5 tisíc Kč. Stejně jako u FDM tisku samozřejmě neexistuje ani horní cenový limit pro resinové tiskárny.

Pokud se rozhodnete pro resinovou tiskárnu, měli byste vzít v úvahu pouze to, že kromě samotné tiskárny budete pro další zpracování potřebovat také další zařízení.

Levná SLA tiskárna včetně vytvrzovacího zařízení a materiálu Vás v našem obchodě bude stát přibližně 13 až 16 tisíc Kč.

Na rozdíl od tisku s filamenty musíte u tisku s pryskyřicemi očekávat vyšší provozní náklady. Ceny jednolitrových lahví s tiskovým materiálem se pohybují od 800 Kč výš. V případě SLA tisku často nelze pryskyřice nahradit materiály jiných výrobců a jste vázáni na jednoho výrobce. Pokud tisknete pomocí procesu DLP nebo LCD, obvykle to není problém.

---

2. Co chcete tisknout? Jaké jsou Vaše nápady?

Volba 3D tiskárny hodně závisí na tom, co s ní chcete tisknout. Pokud chcete například převážně tisknout díly pro Vaše auto nebo potřebujete modely odolné vůči vysokým teplotám nebo vlivům počasí, měla by být tiskárna také navržena pro zpracování příslušných materiálů.

V závislosti na účelu modelů existují různé požadavky na materiál a 3D tiskárnu, zde je několik příkladů:

• dekorace/ilustrativní modely/figurky → sofistikovaná optika
• výroba modelů → vysoká nosnost
• nástroje → vysoká stabilita a spolehlivost
• výtisky pro venkovní použití → odolnost vůči UV záření, odolnost vůči vlivům počasí

---

3. Jaké vlastnosti očekáváte od své 3D tiskárny?

Chcete, aby Vaše tiskárna tiskla obzvlášť rychle, byla velmi tichá anebo je pro Vás prioritní tisk velkých modelů?

Kromě zamýšleného použití tiskových modelů existují i další vlastnosti, které od sebe výrazně odlišují 3D tiskárny:

• Připojení

K tisku modelu je k přenosu požadovaného modelu do tiskárny zapotřebí nejen samotná 3D tiskárna, ale také počítač/notebook s připojením USB a/nebo WLAN nebo SD karta.

• Sada 3D tiskárny nebo plně sestavená 3D tiskárna

3D tiskárny lze zakoupit kompletně smontované nebo jako sadu.

• Sada 3D tiskárny

Sada 3D tiskárny je obvykle levnější než hotové sestavené zařízení, a proto si ji mnoho zákazníků vybere. Sestava může být pro začátečníka náročná, ale může také pomoci lépe porozumět 3D tiskárně a jejím náhradním dílům.

• Plně sestavená 3D tiskárna

Pokud se rozhodnete pro plně sestavené zařízení, nemusíte se starat o správnou montáž, nastavíte 3D tiskárnu a můžete ihned začít tisknout. Pokud chcete být jako začátečník na bezpečné straně, je vhodné použít plně sestavené zařízení. Budete si muset připlatit, ale nemůžete nic pokazit a máte možnost se postupně seznamovat s tiskárnou a jednotlivými díly.

• Rychlost tisku

Pro mnoho lidí, kteří si chtějí koupit 3D tiskárnu, je rychlost tisku zpočátku zdánlivě důležitá srovnávací hodnota pro různé produkty. Zároveň bychom však chtěli zdůraznit, že nemá smysl se při nákupu na tuto vlastnost soustředit. Také vysvětlíme proč:

Nejprve je třeba poznamenat, že rychlost FDM tisku závisí nejen na samotném zařízení, ale také na faktorech, jako je teplota trysky, materiálu, který se má zpracovat, tloušťka filamentu, tloušťka vrstvy a požadovaný počet podpor.

Kromě toho existují další obecné faktory, které ovlivňují rychlost tisku. To zahrnuje například orientaci objektu a množství materiálu, který se má tisknout. Pokud chcete zvýšit rychlost tisku, může být užitečné změnit výšku modelu úpravou orientace.

U resinového tisku závisí rychlost tisku na výkonu laseru tiskárny a vlastnostech materiálu.

• Velikost tisku/objem tisku

Velikost tisku je důležitým srovnávacím faktorem u 3D tiskáren, protože určuje maximální velikost tištěného modelu. Objem tisku se počítá v XZY: X = šířka, Y = hloubka, Z = výška.

Pokud nechcete tisknout několik malých dílů a poté je spojovat, měli byste sáhnout po větší 3D tiskárně.

• Přímý extruder nebo bowdenový extruder

Extruder 3D tiskárny je tisková hlava, na které je umístěna tryska, přes kterou je tištěný filament. Přímý extruder je zabudován do hotendu, filament je tlačen přímo do trysky - všechny prvky na zpracování filamentu se nachází na jednom místě. Kromě „standardního“ filamentu je také vhodný pro zpracování speciálních typů filamentů.

Bowdenový extruder je umístěn na rámu 3D tiskárny, což představuje také své výhody (menší hmotnost tiskové hlavy = čisté pohyby), ale je vhodnější pro zpracování standardních typů filamentů, jako je PLA.

Pokud se chcete dozvědět více o rozdílech mezi těmito dvěma variantami extruderu, více najdete v našem článku „Rozdíly mezi přímým a bowdenovým extruderem".

• Duální extruder (dvojité vytlačování)

Pokud jsou 3D tiskárny vybaveny dvěma extrudery, lze pro stejný model během tisku použít různé barvy nebo materiály. Hlavní výhodou duálních extruderů je možnost kombinovat různé materiály, např. dodatečný rozpustný materiál pro nosné struktury v jednom tisku.

• Výška vrstvy

Jelikož výška vrstvy závisí na použité 3D tiskárně, je to jedna z nejzákladnějších vlastností 3D tiskáren. Jedná se o výšku jednotlivé vrstvy, pomocí které tiskárna vytváří model. V zásadě platí, že čím nižší je výška vrstvy, tím jemnější a hladší bude povrch 3D tisku. U komerčně dostupných 3D tiskáren je průměrná výška vrstvy 0,1 mm až 0,4 mm.

Výška vrstvy nezávisí pouze na použité 3D tiskárně, ale také na softwaru, který zabezpečuje tzv. "slicing" - vrstvení/rozdělení počítačového modelu. Dobrý 3D software nemá v současnosti téměř žádná omezení výšky vrstvy.

• Vyhřívaná podložka - vyplatí se?

Díky vyhřívané podložce tiskárny nevychladne zpracovaný plast tak rychle. Tím se zabrání deformaci materiálu a nechtěným vyboulením. Zatímco některé materiály (např. ABS nebo PETG) vyžadují vyhřívané tiskové podložky, při tisku PLA to není bezpodmínečně nutné.
Pokud chcete zpracovávat různé druhy filamentů, vyhřívanou podložku je určitě dobré si pořídit!

---

4. Kde plánujete tisknout?

Měli byste také přemýšlet o umístění Vaší budoucí tiskárny. V ideálním případě se hodí mít k dispozici pracovní místnost nebo dílnu, do které můžete svou 3D tiskárnu umístit. I když je bezpečné ji používat v obývacím pokoji s většinou materiálů, existují určité faktory, které proti tomu hovoří:

• Prostorové požadavky

V závislosti na velikosti tiskárny potřebujete dostatek místa pro umístění samotného zařízení, materiálu i veškerého nářadí. Tiskárna by měla být také na stabilním stole, aby vydávala menší hluk.

• Hluk v pozadí

Jak již bylo zmíněno, většina tiskáren vytváří určitý hluk v pozadí. I když mnoho 3D tiskáren nyní dosáhlo již velmi nízké úrovně šumu, nelze je zcela ignorovat.

• Znečištění

Zatímco 3D tisk ve skutečnosti nevytváří „nečistoty“, musíte počítat s občasným odstraněním podpůrného materiálu nebo s tím, že budete muset něco obrousit. Může se tedy stát, že čas od času kousky materiálu spadnou na podlahu a neskončí v odpadkovém koši.