Najlepsze otwarte drukarki 3D

06/18/2023

Od jakiegoś czasu chciałem wymienić moją starą drukarkę Anet A8. To zdecydowanie jedna z najlepszych (i najtańszych) drukarek 3D na start. Moja ma już kilka lat i przeszły przez nią tysiące metrów filamentu. Choć nadal działa prężnie, czas przejść na bardziej profesjonalną drukarkę 3D, która nie wymaga aż tak dużej pracy przy konserwacji i wstępnych ustawień, aby rozpocząć drukowanie. Przed wyborem nowej warto przyjrzeć się najlepszym otwartym drukarkom 3D dostępnym na rynku.

Zalety drukarek 3D typu open hardware

Praca z otwartymi drukarkami 3D (i w ogóle z każdym rodzajem otwartego sprzętu 😉 ) ma wiele zalet w stosunku do zamkniętych rozwiązań komercyjnych. Posiadamy całą dokumentację ze wszystkimi szczegółami naszej drukarki, co oznacza, że jest ona w 100% nasza (aż do ostatniej linijki kodu). Poza tą zaletą i swobodą, którą nam gwarantuje, mamy inne, bardziej bezpośrednie korzyści, takie jak:

• Aktualizacje: w wielu przypadkach nie będziemy musieli przechodzić przez kasę, aby kupić nową wersję z najnowszymi zmianami wprowadzonymi przez producenta. Będziemy musieli po prostu zmienić części, które zostały podrasowane lub zaktualizować oprogramowanie.
• Społeczność: zazwyczaj wokół produktów open hardware (zwłaszcza tych najpopularniejszych) możemy znaleźć społeczność z forami lub grupami Discord, która udzieli pomocy, gdy będziemy jej potrzebować i zaproponuje ulepszenia do naszej drukarki.
• Ulepszenia i modyfikacje: proponowane przez społeczność, które możemy znaleźć w internecie, a nawet dostępne jako rozszerzenia na stronach producentów. Dzięki nim możemy nadać bardziej spersonalizowany wygląd naszej drukarce, poprawić jakość druku czy stabilność konstrukcji.
• DIY: czyli zrób to sam jeśli nie znajdziesz tego, czego potrzebujesz, zawsze możesz zaproponować własną wersję. Od zmiany koloru części, modyfikacji firmware’u drukarki czy dodania nowych elementów i funkcjonalności.
• Niższe koszty utrzymania: częściowo dlatego, że możemy to zrobić sami (z pomocą społeczności, jeśli tego potrzebujemy). Ale głównie dlatego, że możemy łatwo określić, która część jest wadliwa i po prostu kupić część zamienną i ją wymienić.
• Wizja długoterminowa: nasza drukarka 3D nie będzie cierpieć z powodu planowanego przestarzenia. Możemy na bieżąco aktualizować ulepszone części lub oprogramowanie. Zawsze możemy mieć najnowszą wersję za ułamek ceny nowej drukarki 3D.

Porady przed zakupem

Przed wyborem naszej nowej drukarki 3D musimy zwrócić uwagę na szereg parametrów technicznych, rozważyć koszty jej eksploatacji, a w przypadku drukarek z otwartym sprzętem – czy rzeczywiście są otwarte, czy tylko sprawiają takie wrażenie.

Parametry techniczne

Jak można mieć pewność, że wydruk będzie miał dokładnie taki sam kształt jak Twój projekt? Czego unikać przy wyborze open hardware’owej drukarki 3D? Przed zakupem naszej drukarki 3D należy zwrócić uwagę na kilka parametrów technicznych, aby wybrać tę, która najlepiej odpowiada naszym potrzebom.

Rodzaj technologii

Istnieją różne techniki i technologie druku 3D. Każda z nich ma swoje zalety i swoje problemy. Choć podczas tego artykułu skupię się tylko na drukarkach fused deposition (czyli FDM), dobrze jest wiedzieć, że możemy znaleźć różne opcje, w tym:

• Fused deposition modelling (FDM): znany również jako fused filament manufacturing (FFF) – to metoda druku 3D, która wykorzystuje ciągły filament z materiału termoplastycznego. Filament ten jest podawany przez rozgrzaną, ruchomą głowicę wytłaczającą drukarki i osadzany w żądanym miejscu w pracy wzrostu warstwowego. Jest to najczęściej spotykana metoda wśród otwartych drukarek 3D, choć powoli zaczynają pojawiać się również open hardware’owe drukarki SLA.
• Stereolitografia (SLA): to druga najczęściej stosowana technologia w domowych drukarkach 3D. Wykorzystuje ona płynną żywicę, która jest utwardzana światłem ultrafioletowym w zbiorniku za pomocą lasera lub ekranu, aby zbudować nasze modele 3D. Trójwymiarowe obiekty uzyskuje się przez kolejne dodawanie cienkich warstw, drukowanych jedna na drugiej. Generalnie uzyskane modele są gładsze i bardziej szczegółowe, ale wygenerowane modele wymagają pewnej chemicznej obróbki wtórnej.
• Selektywne synteryzacja laserowe (SLS): jest techniką wytwarzania przyrostowego, która wykorzystuje laser jako źródło energii i ciepła do synteryzacji sproszkowanego materiału (tz. kompaktowanie materiału poprzez podgrzanie i uderzenie laserem) poprzez skierowanie lasera na punkty w przestrzeni zdefiniowane przez nasz model 3D.

Są one najbardziej powszechne i przystępne, ale istnieje wiele innych technologii druku 3D, które są wykorzystywane do bardziej zaawansowanych celów. Aby wymienić tylko kilka, mamy do dyspozycji takie technologie jak topienie wiązką elektronów (EBM), strumieniowanie materiału (MJ), stereolitografia z maską (MSLA), wytwarzanie przyrostowe wiązką elektronów (EBAM) czy ultradźwiękowe wytwarzanie przyrostowe (UAM).

Objętość druku

Wskazuje on maksymalny rozmiar, jaki możemy wydrukować. Obecnie możemy znaleźć drukarki o niemal dowolnych rozmiarach i kształtach, ale najczęściej spotykane są nieco powyżej kostki o wymiarach 20x20x20 cm. Jeśli planujesz drukować tylko małe elementy, możesz zaopatrzyć się w mniejsze drukarki, ponieważ są one zazwyczaj tańsze i bardziej wydajne. Z drugiej strony można też znaleźć znacznie większe opcje (o czym przekonamy się poniżej).

Prędkość

Prędkość drukarki 3D jest określa liniową ilość filamentu, jaką może ona umieścić w danym miejscu przestrzeni. Prędkości około 100 mm na sekundę będą więcej niż wystarczające. Chociaż wiele modeli pozwala na wyższe prędkości. Zazwyczaj będziemy pracować poniżej maksymalnej prędkości, aby uzyskać lepszą jakość wydruku. Czasami przy większych prędkościach mogą pojawić się problemy obniżające jakość naszego wydruku spowodowane np. drganiami.

Rozdzielczość

Rozdzielczość drukarki wyznacza precyzję, z jaką nasza drukarka może wydrukować dany projekt. W drukarce 3D jest on podawany przez:

• Dysza drukarki (lub nuzzle): standardowo o średnicy 0,4 mm (ale zawsze możemy ją zmienić na wyższe i niższe wartości).
• Dokładność osi Z: ponieważ jej ruch określa minimalną wysokość każdej z naszych warstw. Zwykle 0,05 mm jest uważane za dość dużą rozdzielczość i możemy zmieniać wysokość w pewnym zakresie.
• Dokładność osi X, Y: dają nam one precyzję wydruku na powierzchni. Zazwyczaj jest ona podobna do osi z, ale w tym przypadku jest to zawsze stała wartość.

Materiały (i temperatura)

Większość drukarek 3D działa całkiem dobrze z PLA, ale w przypadku materiałów o wyższych wymaganiach temperaturowych, takich jak ABS, Poliwęglan, CPE, PVB, HIPS, Flex, nGen, Nylon, itp. potrzebujesz drukarki, która poradzi sobie z tymi wyższymi temperaturami. Jeśli dysza naszej drukarki będzie mogła osiągnąć 300°C będziemy mogli pracować z niemal każdym materiałem.

Rozważ koszt druku

W zależności od tego, jaką drukarkę wybierzemy, wydrukowanie części może być mniej lub bardziej kosztowne. Oprócz kosztów materiałów i amortyzacji samej drukarki, należy wziąć pod uwagę koszt energii i poświęconego czasu. Większa drukarka będzie zużywać więcej energii po prostu dlatego, że musi utrzymywać ciepło większego stołu grzewczego. Wolniejsza drukarka będzie potrzebowała więcej czasu na wyprodukowanie tej samej części, więc będziemy musieli dłużej utrzymywać temperaturę ekstrudera i gorącego stołu.

Aby zmniejszyć koszty druku możemy rozważyć:

• przy drukowaniu mniejszych modeli używaj mniejszej drukarki,
• stosować materiały do druku 3D, które nie wymagają gorącego łoża o wysokiej temperaturze lub wysokich temperatur dysz (jak np. PLA),
• wdraża ustawienia drukarki 3D, które przyspieszają drukowanie 3D,
• zmienić na większą dyszę, przez co wydruki nie trwają tak długo (szczególnie jeśli nasze części wymagają dużej ilości wypełnienia),
• upewnić się, że drukarka 3D pracuje w środowisku o umiarkowanej temperaturze.

Otwartość

Czyli jak bardzo otwarta i wolna jest naprawdę drukarka ponieważ nie wszystkie drukarki są tak otwarte jak inne. W ciągu ostatnich kilku lat widzieliśmy, jak niektóre firmy, które zaczynały jako otwarte projekty, nie są już tak otwarte, więc możemy teraz rozróżnić:

• W pełni otwarte drukarki 3D: z których możemy znaleźć całą dokumentację i kod potrzebny do zbudowania najnowszej wersji drukarki.
• Drukarki częściowo otwarte: z których możemy znaleźć jedynie dokumentację do wcześniejszych lub nieco niekompletnych wersji.

W całym poniższym zestawieniu skupimy się na wszystkich opisanych parametrach ze szczególnym uwzględnieniem tego, czy są one całkowicie lub częściowo otwarte. Zamieszczać będziemy linki do dokumentacji z zaznaczeniem, czy posiadają one certyfikat Open Source Hardware Association (OSHWA), jak w przypadku projektu Bike Pixel 😎.

Najlepsze otwarte drukarki 3D na rynku w 2024 roku

W dzisiejszych czasach możemy znaleźć całkiem sporo otwartych drukarek 3D i choć w zasadzie wszystkie wyglądają podobnie, to każda z nich ma coś, co czyni ją wyjątkową. W tym miejscu dokonujemy krótkiego przeglądu najlepszych dostępnych opcji w kolejności odnoszącej się do wielkości druku.

Prusa i3 MK3S+

Ta drukarka stworzona przez Prusa Reserach jest bezpośrednim potomkiem projektu RepRap, otwartej i opartej na współpracy inicjatywy mającej na celu opracowanie drukarek 3D zdolnych do wykonywania większej liczby wydruków 3D. W rzeczywistości wszystkie plastikowe części składające się na tę drukarkę zostały wydrukowane w 3D. Podążając za projektem RepRap, Prusa jest również open source i wszystkie jej drukarki są open source.

Prusa i3 MK3S+ to jedna z najbardziej funkcjonalnych drukarek 3D w naszej recenzji. Do jej mocnych stron należy jakość i precyzja wydruków. Na przykład, dzięki sondzie SuperPINDA, wysokiej jakości czujnikowi, który przeprowadza proces poziomowania, przed każdym wydrukiem MK3S+ sonduje łoże w kilku punktach i tworzy wirtualną siatkę obszaru drukowania, korygując mikroskopijne nierówności.

Prusa MK4

Jest to najnowsza wersja drukarek Prusa Research. Choć na pierwszy rzut oka wydaje się, że niewiele się zmieniło w porównaniu do i3 MK3S+, w nowej Prusa MK4 zmodyfikowano 90% elementów konstrukcji poprzednika. Po przeprojektowaniu zachowano jedynie profile osi Y, gorący stół, zasilacz i niektóre łożyska. Wszystko inne jest nowe.

Na koniec warto odnotować zmiany w interfejsie użytkownika. Żegnamy się ze starym segmentowym wyświetlaczem. W nowej MK4 zastosowano nowy, 3,5-calowy, kolorowy wyświetlacz LCD, który znacznie ułatwia obsługę drukarki. Dodatkowo, tuż pod ekranem LCD znajdziemy pasek stanu RGB, który za pomocą różnych kolorów wskazuje aktualny stan drukarki. Tylko zabrakło żeby był to ekran dotykowy.

Creality Ender 3v2

Jeśli szukasz taniej drukarki 3D, Creality Ender 3v2 to doskonały wybór. Nie jest tak łatwa w obsłudze jak modele wymienione powyżej. Niemniej, nadal jest świetną opcją dla tych, którzy chcą czegoś, co dobrze drukuje w bardzo przystępnej cenie.

Voron 2.4r2

Wszystkie drukarki Voron zostały zaprojektowane tak, aby były ciche, czyste, eleganckie i działały 24 godziny na dobę, jak prawdziwe domowe fabryki. Najnowsza wersja modelu Voron 2.4r2, wprowadzona na rynek w marcu 2022 r., jest dostarczana wyłącznie w formie zestawu, który trzeba samodzielnie złożyć, co czyni ją idealnym wyborem dla pasjonatów DIY.

BigFDM

BigFDM to drukarka 3D na skalę przemysłową, która może drukować obiekty o wymiarach do 80x80x90 cm. Taka skala otwiera możliwość drukowania nowego typu modeli, takich jak protezy, instalacje artystyczne, meble czy prototypy części do wzornictwa przemysłowego. W przygotowaniu jest też nowa wersja o nazwie BigFDM One, która osiągnie objętość druku 1m3.

Podsumowanie

Otwarte drukarki 3D to świetny sposób na rozpoczęcie przygody z drukiem 3D. Pozwalają one eksperymentować z bardziej zaawansowanymi funkcjami i materiałami. Jeśli szukasz nowej drukarki, ale chcesz czegoś, co wspiera świat open source, to jeden z przedstawionych modeli na pewno będzie właśnie tym, czego potrzebujesz!

Może nie są tak ładne jak rozwiązania komercyjne, ale to tylko marketing. Najlepsze otwarte drukarki 3D mają nawet dużo więcej możliwości niż drukarki zamknięte w tym samym przedziale cenowym. Dodatkowo zawsze, jeśli coś ci się nie podoba, możesz to zmienić, ponieważ tylko wtedy, gdy używasz otwartego sprzętu i otwartego oprogramowania, jesteś prawdziwym właścicielem danego produktu.

---