Top 10 wad druku 3D
Patryk Kot
Projektant, Konstruktor, Właściciel r3Dcat
Nie przeczytasz o tym u mojej konkurencji
Zdecydowana większość firm świadczących usługi druku 3D zwraca uwagę na szereg zalet technologii wytwarzania addytywnego. Warto jednak wiedzieć jakie są wady druku 3D zarówno w rozumieniu ogólnym jak i samych wydruków. A na końcu dowiesz się jak sobie z nimi poradzić.
1. Ograniczony zestaw materiałów
Rynek przesycony jest ilością materiałów, o których możemy przeczytać w mainstremowych czy branżowych mediach. Jednak ich wachlarz na drukarki w kosztach do 50 000 PLN jest dość ograniczony. Na przykład nie każda drukarka jest w stanie drukować z materiału zawierającego proszki metali, carbonu. Wynika to z faktu ograniczeń konstrukcyjnych drukarki lub jej możliwości technicznych jak rozgrzanie dyszy.
2. Ograniczony rozmiar druku
Drukarki 3D mają ograniczone pole robocze i należy o tym pamiętać. Owszem są drukarki o ogromnym polu roboczym, są też takie, które drukują na taśmie jak Creality CR-30 3DPrintMill. Są to jednak sprzęty o wyjątkowym przeznaczeniu, więc nie są spopularyzowane lub nie tak dobrze dopracowane.
Można ominąć ten problem stosując metodę łączenia elementów drukowanych. Weź pod uwagę ograniczenia właściwości mechanicznych takiego obiektu czy to, że wymaga on poświęcenia dużej ilości czasu i sprytu podczas jego projektowania.
3. Widoczne warstwy
To co kłuje w oczy większość odbiorców wydruków to widoczność warstw w wydrukowanych przedmiotach. Weź pod uwagę to, że metoda wytwórcza, widoczna zwłaszcza w technologii FDM, to właśnie wytwarzanie warstwa po warstwie.
Można to ograniczać przez stosowanie mniejszych dysz, niższych warstw, ale zobacz jak to wpływa na czas wydruku oraz ilość użytego materiału (a wraz z jednym i drugim koszt) na zdjęciu po obok.
Można oczywiście poddać wydruk procesowi wygładzania, ale o tym w kolejnym punkcie.
4. Postprocessing
Post processing to z języka angielskiego procesy po wytworzeniu przedmiotu na maszynie, a w tym przypadku i prostym językiem operacje, które potrzebujemy wykonać na wydruku po procesie druku.
Do post-processingu zalicza się:
■ usuwanie podpór;
■ szlifowanie;
■ wiercenie, fazowanie;
■ klejenie, łączenie elementów;
■ wygładzanie;
■ malowanie;
■ inne (jak polerowanie, galwanizowanie itd.).
Skupmy się na dwóch punktach, które najczęściej interesują Was, czyli odbiorców.
Wiercenie otworów czy fazowanie krawędzi są najczęstszą obróbką mechaniczną. Niestety nie każdy materiał się do tego nadaje. Wiercenie otworów musi być często chłodzone dla zachowania odpowiedniej temperatury wydruku, a mimo to nie zawsze jest to możliwe. Dlatego już na etapie projektu warto zaplanować pozycje, średnicę czy głębokość otworów, ponieważ ich późniejsze wykonanie może okazać się bardzo trudne lub niewykonalne.
Drugim, a może nawet bardziej interesującym Was tematem, jest wygładzanie wydruków. Temat zależności można spłycić do dwóch punktów.
■ wykorzystany materiał;
■ metodę wygładzania.
Nie każdy materiał nadaje się do chemicznej czy termicznej obróbki do wygładzania wydruków. Najbardziej podatny jest ABS, który wymaga też sporo pracy i sprawia sporo trudności podczas samego procesu drukowania. Wygładzać też można mechanicznie szlifując powierzchnię i opcjonalnie ją szpachlując, ale jest to metoda bardzo czasochłonna.
Najważniejszym pytaniem, które musimy sobie zadać to sensowność wygładzania wydruków. Jeśli zamawiany przez Ciebie przedmiot ma mieć przede wszystkim wartość funkcjonalną to usilne wygładzanie wydruków nie jest konieczne. Często nawet widoczność warstw budują klimat gadżetu czy materiału marketingowego i wręcz zostawia się nieobrobiony model zamiast przepłacać za materiał czy działania postprocessingowe.
5. Wymagające przygotowanie projektu pod druk 3D
Projektant czy konstruktor musi mieć pojęcie na temat obróbki wyrobu nad którym pracuje. Niestety obróbka na frezarkach czy tokarkach różni się fundamentalnie od produkcji w technologiach addytywnych. Dlatego nie każdy konstruktor poradzi sobie z utworzeniem modelu odpowiedniego dla druku 3D.
Zwróć uwagę na:
■ zwisy, mosty i materiał podporowy;
■ podział na kilka elementów;
■ zaokrąglenia krawędzi;
■ rozdzielczość modelu;
■ grubość ścian;
■ tolerancje;
■ położenie na stole roboczym.
Jest pewnie jeszcze wiele składowych, które mi nie przychodzą do głowy w tym momencie, ale to tylko pokazuje, że projektowanie pod druk 3D nie jest tak proste jak się może pozornie wydawać.
6. Koszt technologii
Z jednej strony mówi się, że technologia druku 3D może przynieść duże oszczędności, że drukarkę 3D możemy kupić za kwoty poniżej 1000 PLN. Z drugiej strony usługi projektowania pod druk 3D oraz sama usługa druku potrafią być bardzo drogie, a drukarki kosztować kwoty siedmiocyfrowe.
Otóż sam proces wytwarzania jest jednoetapowy (pomijając post-produkcję), gdzie wytworzenie przedmiotu w technologiach obróbki ubytkowej (frezarki, tokarki, CNC) wymaga wielu etapów. Technologia wtrysku formatowego również można przyjąć za produkcję jednoetapową, jednak koszt wytworzenia samej formy potrafi być bardzo drogi. Dlatego właśnie koszt samego druku potrafi być stosunkowo niedrogi. Jednak wiedza na temat modelowania wyrobów pod druk 3D, wiedza na temat samej technologii oraz możliwość radzenia sobie w sytuacjach trudnych czy niecodziennych podczas samego procesu to wiedza specjalistyczna i wymaga setek godzin szkoleń i ciągłego rozwoju. To jest coś za co ponosi się główny koszt.
Ponadto w grę wchodzi eksploatacja maszyn czy koszty materiału – im bardziej specjalistyczne tym droższe. A propos maszyn i kosztów z nimi związanych. Cena drukarki 3D pochodzącej od mniej lub bardziej znanego chińskiego producenta potrafi oscylować w kwotach nawet poniżej 1000 złotych. Drukarki te mają jednak sporo ograniczeń technologicznych, jak możliwość drukowania tylko z 2-3 podstawowych materiałów, a zdarzały się przypadki, że maszyna nie działała poprawnie po wyciągnięciu z pudełka. Sprzęt ten może wymagać nowego oprzyrządowania i wiedzy na temat jego budowy, żeby w ogóle czerpać z niego korzyści czy radość z samego druku 3D.
Po drugiej stronie medalu znajdują się maszyny przemysłowe warte setki tysięcy dolarów. Te maszyny wymagają rozwiniętej wiedzy specjalistycznej, dużego kapitału na eksploatację i wykorzystują drogie materiały.
Wszystko tak naprawdę zależy od naszych wymagań względem finalnego wyrobu.
7. Emisja szkodliwych pierwiastków
Ciemna strona druku 3D to szkodliwość emitowanych przez nie pierwiastków. Maszyny te wymagają bardzo dobrze wentylowanego pomieszczenia, a operator zabezpieczenia dróg oddechowych. Narażenie na działanie oparów negatywnie wpływających na nasze zdrowie ma również miejsce podczas post-produkcji chemicznej.
8. Jednoetapowa, ale powolna produkcja
Temat produkcji jednoetapowej był już poruszony wcześniej, teraz skupmy się stricte na prędkości obróbki. Druk 3D zaoszczędza nasz czas mimo, że jest…powolny. Wydrukowanie jednego elementu o objętości 0,008 m3 (20cm x 20cm x 20cm) potrafi trwać kilkanaście, a często nawet kilkadziesiąt godzin. Oszczędność czasu polega tylko na jednoetapowości produkcji.
9. Duże ryzyko błędu podczas długich wydruków
Produkując element w technologiach obróbki skrawaniem możemy schodzić z wymiarem osiągając wymaganą dokładność czy tolerancję. Podczas projektowania elementu pod druk 3D wpływamy bezpośrednio na jego ostateczny kształt więc margines błędu jest znacznie mniejszy. Podobnie wygląda sytuacja podczas samego wydruku. Gdy produkujemy z bryły materiału na frezarce CNC i praca maszyny będzie przerwana często możemy ruszyć z dalszą pracą od danego etapu. Druk 3D rzadko pozwala na takie wznowienie pracy, niezależnie od stosowanej technologii.
10. Brak odpowiedniego wyposażenia
Poza samą drukarką 3D stanowisko pracy wymaga szeregu urządzeń towarzyszących jak suszarnia do filamentu, komory zamykające przestrzeń roboczą, wentylacja pomieszczenia, obszary i narzędzia do post-produkcji, itd. Wyposażenie otoczenia drukarki 3D potrafi kosztować tyle co sama drukarka lub czasem nawet więcej. Warto to brać pod uwagę podczas zamawiania druku 3D czy osoba sprzedająca Wam taką usługę spełni Wasze wymagania dotyczące jakości wyrobu.
Jak sobie radzić z tym zestawem wad?
Podczas czytania powyższego tekstu pewnie nabrałeś/nabrałaś dużego dystansu do technologii druku 3D. Nie zapominaj jednak, że niesie on za sobą również szereg korzyści, o którym możesz się dowiedzieć między innymi z poniższych wpisów.
Czym jest druk 3D?
Kliknij w powyższy tytuł, żeby przeczytać więcej
Korzyści druku 3D w Twojej firmie
Kliknij w powyższy tytuł, żeby przeczytać więcej
Najlepszym, a przede wszystkim najskuteczniejszym rozwiązaniem jest po prostu outsource’owanie (zlecanie na zewnątrz) drukowania 3D do firm, które zajmują się tym na codzień. Te doskonale wiedzą jak sobie radzić z powyższymi problemami, mają sprzęt, który przygotowany jest do
Jeśli nadal masz wątpliwości, nie martw się – napisz do mnie, a w doborze materiały udzielę Ci bezpłatnie konsultacji. Zapoznaj się także z moją ofertą dotyczącą świadczonych usług tutaj: