Profesjonalne drukarki 3D FFF/FDM®

Kluczowe różnice: przemysłowe a desktopowe drukarki 3D

Nie ma prostej odpowiedzi na powyższe pytanie, ponieważ nie ma oficjalnego podziału. Tworzy się on przeważnie na podstawie kosztu drukarki 3D, portfolio materiału lub typu budowy. Jedno z najczęściej używanych rozróżnień opiera się na cenie. W drukarkach 3D FFF/FDM® możemy wyróżnić dwa segmenty:

• Desktopowe lub komercyjne drukarki 3D – wszystkie, które kosztują mniej niż 5 000 USD.
• Przemysłowe lub profesjonalne drukarki 3D – wszystkie, które kosztują więcej niż 5 000 USD. 

Niestety, ceny drukarek 3D z drugiego segmentu mogą wahać się od 5 000 USD do 300 000 USD.

9 cech przemysłowych drukarek 3D

Przemysłowa drukarka 3D może być komplementarną maszyną, która wspiera tradycyjne procesy wytwarzania. Wybór drukarki 3D, która spełni potrzeby nie jest łatwym zadaniem. Oto kilka cech, na które należy zwrócić uwagę w tego typu maszynach:

1. Powinna drukować z wydajnych i inżynierskich materiałów

To znaczy, że drukarka powinna pracować z materiałami, które są już używane w przemyśle. Materiały z tych grup posiadają zazwyczaj wyjątkowe właściwości mechaniczne i unikalne cechy, jak odporność chemiczna lub niepalność. Rodzina PAEK, ULTEM® (PEI), PC lub materiały, które są wzmocnione włóknami węglowymi, to tylko niektóre materiały, które należą do wyżej wymienionych grup.

Dlaczego nie każda drukarka 3D może drukować tymi materiałami?

Wysokowydajne materiały potrzebują specjalnych wymagań w czasie drukowania, aby modele zostały wydrukowane poprawnie, np. ULTEM/PEI potrzebuje co najmniej 170°C w komorze drukarskiej, aby utrzymać pożądaną wytrzymałość mechaniczną oraz stabilne wymiary. Inne materiały wymagają hartowanych napędów zębatych lub wydzielonych osobno dysz. Dlatego ta cecha jest wyraźnym wyznacznikiem tego, czy drukarka może zostać uznana jako przemysłowa. Co oznacza, że może używać materiałów, które są już używane w przemyśle.

2. Powinna mieć dużą, czynnie podgrzewaną komorę

Podgrzana komora nie tylko pozwala drukować z wysoką wydajnością, pozwala także drukować takimi materiałami jak ABS w wyższej temperaturze. Jest to ważne, jako że ABS wydrukowany w nieogrzanej komorze jest około 20-30% słabszy niż ten sam materiał wydrukowany w komorze podgrzanej.

Wymiary komory są także bardzo ważne, definiuje to jak duże lub ile części można wydrukować w jednym procesie. Utrzymanie wysokiej i stabilnej temperatury w dużej komorze drukarskiej jest jednym z krytycznych parametrów dla przemysłowych drukarek. Te komory powinny mieć w środku głównie metalowe części lub komponenty, które są przeznaczone do pracy w takich warunkach.

Ta cecha odnosi się do ogólnej wydajności drukarki. Jeśli porównać różne profesjonalne drukarki 3D na podstawie prędkości drukowania, należy odnieść się do czasu, jaki potrzebny jest na wydrukowanie tego samego modelu podobnymi parametrami. To pozwoli sprawdzić jakość oraz rzeczywistą prędkość drukowania. Czasami wartości podawane przez różnych producentów są tylko teoretyczne.

3. Prędkość drukowania

Wysoka prędkość drukowania zapewnia także niższe koszty.

Szybkie prototypowanie nie jest jedynym zastosowaniem w systemach wytwarzania przyrostowego. Szybkie przemysłowe drukarki 3D także mogą być użyte do produkcji końcowych części przez wykorzystywanie wielu różnych iteracji projektowych.

4. Powinna mieć system podwójnego ekstrudera, który wykorzystuje rozpuszczalny materiał suportowy

Inżynieryjne oraz wysokowydajne materiały są drogie i w większości przypadków mają wysoką wytrzymałość mechaniczną. Dlatego drukowanie z materiałem suportowym, który jest taki sam jak materiał modelowy nie jest tym, czego użytkownik potrzebuje. Wycinanie podpór i wyrzucanie ich generuje koszty, których można uniknąć przy użyciu podwójnego ekstrudera w drukarce 3D z rozpuszczalnym suportem. Układ dysz powinien być ruchomy, aby przy zmianie materiału nie było żadnego ryzyka uderzenia nieaktywną dyszą w drukowany model.

5. Minimalny czas przygotowania

Koszty są jednym z kluczowych parametrów podczas poszukiwania nowej drukarki. Przemysłowe drukarki 3D powinny mieć procedury autokalibracji, które minimalizują czas potrzebny do ustawienia i uruchomienia. Oprogramowanie do zarządzania w chmurze jest dodatkowym atutem, który ogranicza czas potrzebny do wysłania pliku. Pomaga to również przy zarządzaniu więcej niż jedną drukarką 3D. 

Zaawansowane systemy 3D posiadają opcję beznarzędziowej wymiany istotnych komponentów. Dzięki temu użytkownik w szybkim czasie może zmienić moduł drukujący lub dysze.

6. Koszty

Przemysłowe drukowanie 3D powinno ciąć koszty, a nie je generować. Należy upewnić się czy dostawca zezwala na użycie materiałów innych producentów oraz czy nie wpłynie to negatywnie na gwarancję.

Jednym z najlepszych rozwiązań na rynku jest hybrydowa baza materiałowa. Z jednej strony ceny materiałów eksploatacyjnych producentów drukarek 3D są dosyć wysokie, jednak używając ich, posiada się gwarancję odpowiedniej ekstruzji filamentu, jakości wydruku itd. Z drugiej strony po nabytym doświadczeniu pracy z konkretną drukarką 3D możliwa powinna być szansa na wykorzystanie zamienników i rozsądne eksperymentowanie z materiałami.

7. Bezpieczeństwo

Należy pamiętać, że czasami drukarka 3D wewnątrz komory może osiągnąć temperaturę do 180°, a dysza rozpuszcza materiał w prawie 500°C. W takim przypadku sprzęt powinien mieć układ filtracji powietrza, ponieważ opary materiałów wydzielane podczas druku mogą być niebezpieczne dla operatora. A drukarka 3D powinna być także wyposażona w automatycznie zamykane drzwi, szczególnie w trakcie druku.

8. Małe rzeczy mają znaczenie

Niektórymi z przydatnych funkcji może być kamera, która pokazuje proces drukowania, system zarządzania chmurą, wi-fi, podgrzewana komora materiałów, stanowisko czyszczące (miejsce, gdzie drukarka zmienia dysze oraz oczyszcza je), czy automatyczna wymiana pustej szpuli. Im więcej maszyna potrafi zrobić sama, tym lepszy ogólny rezultat.

9. Kompletny ekosystem

Idealnym rozwiązaniem jest użycie drukarki 3D, oprogramowania i materiałów wyprodukowanych przez jednego producenta. Wtedy można być pewnym, że wszystkie komponenty dobrze ze sobą współpracują, co pozwala oczekiwać idealnej jakości, dokładności i bezbłędnych wydruków. Nawet jeśli przez większość czasu używane jest urządzenie do wydruku podstawowymi materiałami takimi jak ABS lub PLA, można mieć potrzebę wydrukowania części z bardziej wytrzymałych materiałów, takich jak PEEK lub wzmacnianych włóknami węglowymi bądź szklanymi. W przypadku modułowej drukarki 3D, nie ma potrzeby zakupu kolejnego urządzenia. Dzięki temu rozwiązaniu można aktualizować obecną maszynę i dodawać kolejne moduły drukujące dostosowane do określonej grupy materiałów, aby zoptymalizować proces drukowania. Koszt zakupu modułu jest często kilka razy tańszy niż zakup nowej drukarki 3D. Każdy moduł dostosowany jest do określonej grupy materiałów w celu zoptymalizowania procesu drukowania.

Co zrobić przed zakupem przemysłowej drukarki 3D?

1. Należy skontaktować się z producentem i zapytać o:

• Model próbny – otrzymać informacje jak szybko został wydrukowany i jaki był koszt druku, włącznie z materiałami eksploatacyjnymi
• Całkowite koszty posiadania (koszty materiałów, energii, utrzymania, materiałów eksploatacyjnych, itp.)
• Wsparcie techniczne i serwis – obowiązkowe jest przeprowadzenie szkolenia dla operatora po instalacji, dostępność części zamiennych

2. Sprawdzić informacje dwukrotnie

Jeśli producent zapewnia, że może wydrukować ULTEM/PEI, a w komorze grzewczej nie ma nawet 170°C, należy zapytać o konkretną próbkę (powinna mieć wymiary co najmniej 100x100x10 mm).

3. Poprosić o wydrukowany 3D model próbny

Czasami producenci mają dział serwisu drukowania 3D, gdzie można zamówić wydruki komercyjne. W ten sposób możemy być pewni, że części, które zostaną wyprodukowane systemem wytwarzania przyrostowego są przydatne. Przez większość czasu można próbować różnych technologii druku 3D i porównywać wyniki.

Jak wybrać model próbny?

Wybór modelu próbnego nie jest łatwym zadaniem. Powinien być to model, który albo uda się wydrukować w firmie, albo powinien być skomplikowaną częścią, z którą poradzą sobie tylko zaawansowane drukarki 3D.

Jaka jest najlepsza przemysłowa drukarka 3D?

Drukarka 3DGence INDUSTRY F420: zalety rynkowe

Ta drukarka 3D została stworzona na podstawie opinii i danych klientów z branż przemysłowych. Reprezentuje wszystkie cechy, które składają się na przemysłową drukarkę 3D. Wysokowydajne materiały, zamienne moduły drukujące, system zarządzania chmurą i wiele innych. Oferuje najlepszy stosunek ceny do objętości drukowania (360x380x420 mm) w komorze podgrzewanej do 180°C, jaka jest obecnie dostępna na rynku.

BIBUS MENOS jest dystrybutorem produktów marki 3DGence na terenie Polski oraz świadczy usługi druku 3D w oparciu o maszyny tego producenta. Więcej informacji na stronie internetowej drukarki3d.pl 

Źródło: Bibus Menos