Druk 3D wielkogabarytowy – szansa dla przemysłu i dużych projektów, czy jedynie techniczna ciekawostka?

druk 3d wielkogabarytowy

Druk 3D wielkogabarytowy – szansa dla przemysłu i dużych projektów, czy jedynie techniczna ciekawostka?

Jak każda technologia wchodząca na rynek druk 3D ma również swoje ograniczenia, które często powodują, że część potencjalnych interesariuszy rezygnuje z tej metody wytwórczej. Do niedawna jedną z tych ograniczeń, była maksymalna wielkość wytwarzanego, jednorodnego obiektu. Oczywiście częściowo drukarnie 3D radziły sobie z tym problemem, poprzez podział takiego obiektu na mniejsze, a następnie ich druk, jednakże cierpiała na tym integralność i wytrzymałość detalu. Czy istnieje zatem metoda, lub urządzenie, które pozwala na nazwanie druku 3D – techniką wielkogabarytową? O tym w dzisiejszym artykule.

Od małych detali do wielkogabarytowego druku 3D – skąd potrzeba drukowania większych obiektów?

 

Druk 3D jest stosunkowo młodą techniką wykonywania produktów i detali. Biorąc to pod uwagę, producenci drukarek 3D i drukarnie 3D cały czas pracują nad budowaniem coraz szerszego zakresu usług dla nowych, potencjalnych Klientów. Jednym z kierunków rozwoju jest zwiększanie możliwości gabarytowych drukarek 3D. Z budową takich zdolności związanych jest kilka problemów, które należy rozwiązać w sytuacji, gdy chcemy wykonać druk 3D wielkogabarytowy:

  • Największym z nich jest chłodzenie filamentu. Wiadomo, że takich detali jak np. krzesła nie będziemy drukowali ścieżką o szerokości 0,5mm i wysokości 0,2mm. Drukując już ścieżką 1,2mm i h0,8 borykamy się z nadmiernym nagromadzeniem ciepła w filamencie. Zazwyczaj nie ograniczają nas, możliwości maszyny (sztywność konstrukcji, przyspieszenia wózka, naciąg pasków, czy bezwładność śrub) tylko właśnie chłodzenie filamentu)
  • Mając stół roboczy o polu 1500×1500, czasami detal rośnie tylko na przeciwnych krawędziach stołu. (np, stół drukowany nogami do góry) . Nawet używając szybkiej retrakcji, zdarza się, że filament nie zostanie zerwany w odpowiednim miejscu, przez co, na wydruku powstają wszystkim dobrze znane nitki. Taka nitka na długości 1 metra, ma wpływ na ilość filamentu, który zostaję wyciągnięty z dyszy.
  • Drukując detal, który po zakończeniu pracy maszyny będzie ważyć 30 kg, raczej nie będzie można używać szpul 1 kilogramowych. Zakładamy zazwyczaj szpule od 5 do 20 kg. Zwykłe ekstrudery, mimo łożyskowania szpul, nie dają rady takiemu obciążeniu. Do takich przeciążeń zakładamy, ektrudery typu dual drive.

Jak widać, liczba wyzwań, którą należy spełnić podczas wykonywania wielkogabarytowego druku 3D jest całkiem znacząca. W związku z powyższym drukarnie 3D jak i producenci drukarek 3D coraz intensywniej pracują nad poprawą swoich rozwiązań w zakresie druku 3D wielkogabarytowego. Wynika to z dużego potencjału tej metody druku 3D dla odbiorców takich jak przemysł, czy agencje reklamowe, poszukujące możliwości wytwarzania unikatowych, dużych obiektów.

 

Druk 3D wielkogabarytowy – szansa dla przemysłu i wyjście druku 3D z łatki technologicznej ciekawostki

 

Możliwość przeprowadzenia wielkogabarytowego druku 3D w stopniu pozwalającym na uzyskiwanie dużych, jednorodnych obiektów jest atrakcyjnym argumentem dla branży przemysłowej, by skorzystać z tej formuły wytwórczej. Wynika to z pragmatycznego powodu – dotychczasowo druk 3D nie posiadał możliwości wytworzenia dużych obiektów jednorodnych, więc konieczne było łączenie mniejszych komponentów w spójną całość.

To rozwiązanie praktycznie eliminowało możliwość tworzenia czegokolwiek bardziej zaawansowanego niż wstępny prototyp, ze względu na ograniczoną trwałość spoiwa. Wielkogabarytowy druk 3D w znacznym stopniu ogranicza tą niedogodność, oferując możliwość tworzenia jednorodnych obiektów, które są w stanie spełniać inne niż prototyp funkcje.

 

Klasyczny druk 3D w porównaniu do druku 3D wielkogabarytowego – różnice

 

Pomijając specyfikę samego druku 3D, wielkogabarytowy druk 3D istotnie różni się od klasycznego, na poziomie wyzwań technicznych związanych z samym procesem druku 3D. Wynika to z większych rozmiarów drukarki 3D, ale również samego drukowanego obiektu. Do najważniejszych różnic zaliczyć trzeba:

  • Podczas dużego przepływu filamentu podczas pracy wielkogabarytowej drukarki 3D, chłodzi on cały układ. Podczas pustych przejazdów ekstrudera, przepływ filamentu jest wstrzymywany, przez co temperatura mimowolnie zwiększa się. Samo chłodzenie radiatora turbinami, czy wiatrakami, tak jak dzieje się to podczas druku 3D klasyczną drukarką 3D, to czasem zbyt mało, żeby powstrzymać to zjawisko.
  • Dysze których używamy nie mogą być po prostu wkręcone w blok grzewczy. Używamy dodatkowych zabezpieczeń przed samoczynnym wykręcaniem dysz.
  • Stosujemy ekstrudery bezpośrednie. Tarcie w układach typu Bowden (w rurce teflonowej, która dochodzi nawet do 3 metrów długości) jest na tyle duże, że potrafi zakleszczyć filament. Jeśli chodzi o taka długość rurki Bowdena, nie możemy mówić o retrakcji. Żaden dostępny na rynku ekstruder typu Bowden, nie poradzi sobie z retrakcją na takiej długości

 

Cena druku 3D wielkogabarytowego – z jak dużymi kosztami należy się liczyć?

 

Rozpatrując cenę druku 3D wielkogabarytowego należy wziąć pod uwagę nie tylko samą wielkość obiektu. Tak jak pisaliśmy w jednym z naszych poprzednich wpisów – cena druku 3D składa się z kilku istotnych czynników. W wypadku druku wielkogabarytowego są to między innymi takie czynniki jak:

  • Ilość użytkowanego materiału – która z pewnością będzie wyższa niż w wypadku klasycznego druku 3D, nie tylko ze względu na wielkość obiektu, ale np. ze względu na konieczność druku większej liczby tzw. podpór,
  • Czas pracy drukarki 3D – jest on oczywiście normatywnie wyższy niż w wypadku klasycznego druku 3D. Dodatkowo ryzyko druku 3D wielkogabarytowego związane z niepoprawnym wydrukiem, powoduje, że operator musi zarezerwować rezerwę czasu, służącego do korekt takich błędów,
  • Użycie materiałów eksploatacyjnych do drukarki 3D – tak jak pisaliśmy powyżej, podczas druku 3D wielkogabarytowego ponadnormatywnemu zużyciu mogą ulegać ekstrudery i inne części ruchome drukarki 3D – należy wziąć to pod uwagę podczas planowania takiego druku 3D. Oczywiście wiele zależy od jakości samej drukarki 3D, jaką dysponuje drukarka 3D,

 

  • Konieczność dokładnego sprawdzenia projektu do druku 3D – w druku 3D wielkogabarytowym duże znaczenie ma jakość samego przygotowania detalu w formie projektu do druku 3D. Zwyczajowo przy takich projektach drukarnia 3D powinna wykonać dokładnego sprawdzenia obiektu, przeznaczonego do tego rodzaju druku 3D, a w wypadku odnalezienia błędów – zwrócenia takiego detalu do ewentualnych poprawek. To wydłuża cały proces wykonania druku 3D – a co za tym idzie cenę.

 

Podsumowanie – czy druk 3D wielkogabarytowy to szansa na rozwój tej techniki wytwórczej?

 

Podsumowując druk 3D wielkogabarytowy jest olbrzymią szansą na rozwój druku przyrostowego. Dzieje się tak, ponieważ wzrost zakresu możliwości druku 3D rzutuje na szersze zastosowanie techniki druku przyrostowego. W związku z tym poza klasycznym zastosowaniem prototypowym, zwiększona maksymalna objętość jednorodnego detalu, pozwala na wykonywanie całych elementów, bez późniejszego ich łączenia na poziomie post produkcji.

To z kolei powoduje, że istnieje możliwość potraktowania wielkogabarytowego druku 3D jako kolejnej metody wytwórczej nie tylko w zakresie prototypów, ale także nisko-seryjnej produkcji gotowych egzemplarzy danego obiektu. Coraz szybszy rozwój drukarek 3D powoduje, że duży obiekt wcale nie musi drukować się powoli. Powoduje to wyższą racjonalność w zastosowaniu wielkogabarytowego druku 3D również na poziomie przemysłowym.

Brak Komentarzy

Napisz komentarz

ZOSTAW NUMER! ODDZWONIMY