Fakty i mity o druku 3D

Co musisz wiedzieć, zanim zlecisz swój pierwszy projekt?

Technologia przyrostowa, powszechnie znana jako druk 3D, zrewolucjonizowała sposób, w jaki myślimy o produkcji, inżynierii oraz tworzeniu codziennych przedmiotów. Mimo że staje się ona coraz bardziej dostępna, wokół tego tematu narosło mnóstwo nieporozumień. Na co dzień zajmujemy się pozyskiwaniem i realizacją zleceń na profesjonalne projektowanie i drukowanie 3D, dlatego regularnie spotykamy się z najróżniejszymi przekonaniami naszych klientów. Niektórzy uważają, że w technologii tej można stworzyć absolutnie wszystko w mgnieniu oka, inni z kolei obawiają się, że gotowe detale będą kruche i astronomicznie drogie. W dzisiejszym wpisie postanowiliśmy rozwiać wszelkie wątpliwości i wziąć pod lupę najpopularniejsze fakty i mity o druku 3D. Przeczytaj ten artykuł, aby dowiedzieć się, jak realnie wyglądają usługi druku 3D na zamówienie i dlaczego warto powierzyć swój projekt w ręce doświadczonych inżynierów.

Czy druk 3D jest bardzo drogi i nieopłacalny dla pojedynczych części?

To jeden z największych i najczęściej powtarzanych mitów. Prawda jest taka, że usługi druku 3D na zamówienie to obecnie najbardziej opłacalna metoda produkcji niskoseryjnej i jednostkowej. W przypadku tradycyjnych metod, takich jak formowanie wtryskowe, samo stworzenie formy (matrycy) kosztuje od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy złotych, co ma sens wyłącznie wtedy, gdy planujemy wyprodukować setki tysięcy identycznych sztuk. Zlecenie druku 3D całkowicie omija ten problem. Ponieważ drukarka 3D tworzy obiekt warstwa po warstwie bezpośrednio z pliku cyfrowego, koszt uruchomienia produkcji wynosi okrągłe zero. Dzięki temu wydrukowanie pojedynczej, unikalnej części zamiennej do sprzętu AGD, prototypu obudowy dla urządzenia elektronicznego czy dedykowanego uchwytu do samochodu kosztuje ułamek tego, co zapłacilibyśmy za tradycyjną obróbkę. Dodatkowo, wycena druku 3D opiera się głównie na czasie pracy maszyny oraz ilości zużytego materiału, co sprawia, że koszty są bardzo transparentne i łatwe do oszacowania przed rozpoczęciem realizacji zlecenia.

Czy wydruki 3D są kruche i łatwo ulegają uszkodzeniom?

To kolejne niezwykle popularne zapytanie, które często słyszymy od osób planujących zlecić nam produkcję części zamiennych lub funkcjonalnych obudów. Odpowiedź brzmi: to mit, choć z pewnym zastrzeżeniem. Wytrzymałość wydruków 3D zależy w głównej mierze od prawidłowego doboru materiału oraz odpowiednio przeprowadzonego procesu, jakim jest projektowanie modeli 3D pod druk (tzw. Design for Additive Manufacturing). Jeśli wydrukujesz element konstrukcyjny z najtańszego materiału dekoracyjnego i ustawisz minimalne wypełnienie, faktycznie będzie on podatny na złamania. Jednak współczesne usługi druku 3D dla firm oferują dostęp do zaawansowanych tworzyw inżynieryjnych. Odpowiednio zaprojektowany i wydrukowany element może z powodzeniem zastąpić aluminiowe części w maszynach przemysłowych, przenosić obciążenia i pracować w trudnych warunkach środowiskowych. Kluczem do sukcesu jest tutaj wiedza i doświadczenie zespołu realizującego zlecenie na druk 3D. Oto co wpływa na finalną wytrzymałość zlecanych nam wydruków:

• Gęstość i wzór wypełnienia
  Wnętrze wydruku 3D rzadko jest w 100% pełne. Stosujemy specjalne struktury (np. plaster miodu lub siatki trójwymiarowe), które zapewniają ogromną wytrzymałość przy jednoczesnym obniżeniu wagi przedmiotu i kosztów produkcji.
• Grubość ścian (obrysy)
  Im więcej zewnętrznych warstw plastiku zastosujemy, tym bardziej odporny na uderzenia i zginanie będzie gotowy element.
• Orientacja modelu na stole roboczym
  Ponieważ druk 3D polega na nakładaniu na siebie kolejnych warstw roztopionego plastiku, element jest najbardziej podatny na pęknięcia wzdłuż tychże warstw. Odpowiednie ułożenie modelu pozwala zneutralizować ten efekt i przenieść siły naprężeniowe w optymalny sposób.

Dzięki prawidłowemu ustawieniu tych parametrów, projektowanie i drukowanie 3D pozwala na tworzenie w pełni funkcjonalnych części mechanicznych, kół zębatych, obudów ochronnych, a nawet elementów nośnych, które bez problemu wytrzymują codzienne, intensywne użytkowanie w warunkach domowych i przemysłowych.

Czy żeby zlecić wydruk 3D, muszę posiadać gotowy projekt w specjalnym pliku?

Jest to mit, który bardzo często powstrzymuje klientów indywidualnych przed skorzystaniem z naszych usług. Wiele osób myśli, że aby rozpocząć współpracę, muszą dostarczyć nam profesjonalny model CAD zapisany w formacie STL lub OBJ. Na stronie Warstwokracja.pl oferujemy kompleksowe usługi, które obejmują zarówno samo drukowanie z powierzonych plików, jak i projektowanie pod druk 3D od absolutnych podstaw. Jeśli ułamała Ci się klapka od ulubionego sprzętu, uszkodził się rzadki plastikowy element w samochodzie albo masz w głowie genialny pomysł na wynalazek, nie musisz znać się na inżynierii ani obsłudze skomplikowanych programów graficznych. Wystarczy, że prześlesz nam uszkodzoną część (nawet w kawałkach) lub jej zdjęcie z wymiarami, odręczny szkic lub po prostu opiszesz nam, czego dokładnie potrzebujesz. Nasz zespół zajmie się procesem modelowania, aby finalny wydruk był mocny, estetyczny i idealnie pasował do swojego miejsca przeznaczenia. Projektowanie 3D na zlecenie to nasza specjalność, a dzięki połączeniu projektowania i produkcji w jednym miejscu, gwarantujemy pełną zgodność ostatecznego wydruku z założeniami projektowymi.

Czy wystarczy mieć drukarkę 3D, żeby samodzielnie drukować modele?

Oczywiście każdy może zainwestować kilka tysięcy złotych w drukarkę 3D i spróbować swoich sił. Jednak trzeba się liczyć z tym, że nie wszystko pójdzie gładko od razu. Mit, z którym często mierzą się osoby początkujące, zakłada, że obsługa drukarki 3D i tworzenie modeli przypomina drukowanie dokumentu tekstowego na zwykłej drukarce biurowej – wystarczy kliknąć „drukuj” i gotowe. W rzeczywistości profesjonalne projektowanie i drukowanie 3D to dość złożony proces, który wymaga wiedzy i doświadczenia. Umiejętność modelowania 3D w oprogramowaniu typu CAD, odpowiednie przygotowanie pliku w programie typu slicer (gdzie dobiera się dziesiątki parametrów takich jak temperatura, prędkość, retrakcja, gęstość wypełnienia), a także znajomość fizyki samych materiałów termoplastycznych to umiejętności, które zdobywa się latami. Nieodpowiednie ułożenie modelu na stole roboczym lub zły dobór podpór mogą skutkować nieudanym wydrukiem, stratą czasu i drogiego materiału. Jeśli nie masz na to nerwów oraz czasu na naukę tych umiejętności metodą prób i błędów, lepiej zostaw to specjalistom.

Czy na drukarce 3D można wydrukować wszystko w zaledwie kilka minut?

To niestety kolejny mit, napędzany przez filmy science-fiction oraz przyspieszone nagrania z procesu produkcji, które często można spotkać w mediach społecznościowych. Druk 3D z tworzyw sztucznych to proces fizyczny, który wymaga czasu. Głowica drukarki musi precyzyjne stopić, wytłoczyć i ułożyć materiał warstwa po warstwie, a plastik musi mieć odpowiedni czas na ostygnięcie i stwardnienie, aby zachować idealną geometrię. W zależności od gabarytów przedmiotu, jego stopnia skomplikowania oraz grubości pojedynczej warstwy, realizacja wydruku może trwać od kilkunastu minut w przypadku miniaturowych detali, do kilkudziesięciu godzin w przypadku dużych, wielkogabarytowych obudów lub skomplikowanych prototypów inżynieryjnych. Faktem jest jednak, że mimo tego czasu, usługi druku 3D są nieporównywalnie szybsze niż zamawianie nietypowych części u zagranicznych producentów lub czekanie tygodniami na wykonanie formy wtryskowej przez fabrykę. W Warstwokracja.pl dbamy o to, aby czas realizacji był jak najkrótszy, dostarczając gotowe i wysokiej jakości elementy dokładnie wtedy, kiedy ich potrzebujesz.

Czy usługi druku 3D pozwalają na produkcję geometrii niemożliwych do uzyskania inaczej?

To jeden z najbardziej fascynujących faktów dotyczących naszej pracy. Standardowe drukarki 3D potrafią wytwarzać przedmioty o tak skomplikowanej geometrii wewnętrznej i zewnętrznej, że ich wykonanie za pomocą tradycyjnego formowania wtryskowego lub obróbki skrawaniem byłoby fizycznie niemożliwe albo absurdalnie drogie. Klasyczne maszyny skrawające mają ograniczony dostęp narzędzia do wnętrza bryły. Drukarka 3D, budując obiekt od podstaw (od dołu do góry), ma pełen dostęp do każdej jego sekcji. Dzięki temu możemy bez problemu projektować i drukować zamknięte przestrzenie, skomplikowane kanały wentylacyjne wewnątrz litych na pozór detali, czy chociażby wspomniane wcześniej, zaawansowane struktury wypełnienia o kształcie plastra miodu. Zlecenie wydruku 3D pozwala na produkcję lżejszych, a jednocześnie zoptymalizowanych pod kątem wytrzymałości części. Klienci indywidualni często zlecają nam wydruk elementów ozdobnych, organizerów o nietypowych kształtach lub spersonalizowanych akcesoriów, których formy po prostu nie dałoby się wyciągnąć z matrycy wtryskarki.

Czy druk 3D na zamówienie to technologia generująca mniej odpadów?

Zdecydowanie tak! Kolejnym ważnym faktem jest to, że druk 3D jest technologią addytywną (przyrostową), co w praktyce oznacza drastyczną redukcję odpadów produkcyjnych. Tradycyjna obróbka ubytkowa polega na wzięciu dużego bloku materiału i wycinaniu z niego pożądanego kształtu. W efekcie powstają ogromne ilości wiórów i ścinków, które stanowią czysty koszt i obciążenie dla środowiska. Drukarki 3D działają dokładnie odwrotnie – nakładają roztopiony plastik (taki jak sprawdzony PETG, twardy ABS czy popularny, oparty na surowcach roślinnych PLA) tylko i wyłącznie tam, gdzie jest on potrzebny do uformowania gotowego obiektu. Materiał odpadowy w naszej pracy ogranicza się zazwyczaj tylko do niezbędnych struktur podporowych (tzw. supportów), które stosujemy przy bardzo skomplikowanych i nawisających elementach modelu. Dzięki temu wycena druku 3D jest tak atrakcyjna – klient płaci faktycznie za materiał, z którego zbudowany jest jego przedmiot, a nie za surowiec, który ostatecznie wylądowałby w koszu na śmieci.