Každý začátečník řeší na začátku dilema, jak vybrat správnou 3D tiskárnu, která mu bude vyhovovat. Přinášíme vám kompletní návod, jak vybrat 3D tiskárnu. 

Inspiraci jsme čerpali z článku: Ultimate Beginner’s Guide to 3D Printing.

Co je to 3D tisk

3D tisk je proces během kterého se na základě tzv. digitálního 3D modelu (navrženého např. v CADu) vytváří fyzický model. Tisk probíhá nejčastěji pomocí tavení vlákna (z plastu) a jeho následného nanášení po vrstvách do výsledného tvaru dle digitální předlohy.

„3D tisk neboli aditivní výroba (anglicky 3D printing neboli additive manufacturing (AM)) je proces tvorby třídimenzionálních pevných objektů z digitálního souboru (Additive Manufacturing File – AMF). V aditivních procesech je objekt vytvořen pokládáním souvislých vrstev materiálu, dokud není celý projekt dokončen. Každá z těchto vrstev může být považována za úzce rozříznutou horizontální sekci daného objektu. Z mechanismů 3D tisku také vychází technologie 3D per.“ Wikipedia.

Terminologie

Filament 

Materiál, ze kterého tiskárna tiskne výsledný výrobek. Nejčastěji je filament z plastu (PLA nebo ABS). Plast je taven a následně nanášen po vrstvách do výsledné podoby výrobku.

Extruder

Neboli tisková hlava je část tiskárny, která se skládá z trysky, podávacího
mechanismu na materiál a větráku.

Tryska

je část extruderu, ze kterého je tavené vlákno vytlačováno na podložku.

Základna (bed)

Slouží jako povrch, na který je výrobek tisknut.

Vyhřívaná podložka

Je používaná pro lepší přilnavost materiálů. Obecně je lepší využívat vyhřívanou podložku. Např. u ABS dochází k roztažení materiálu, pokud nemáte vyhřívanou podložku.

RepRap 

3D tiskárny s otevřeným zdrojovým kódem volně k užití.

G-kód

Souřadnice (X, Y a Z) pro tiskárnu popisující každý pohyb potřebný k výrobě objektu.

Slic3R

Software používaný pro konverzi a úpravu 3D modelů na G-kód.

Osa

Referenční čára pro pohyb. 3 osový stroj se může pohybovat ve směrech X (zleva doprava), Y (přední a zadní) a Z (nahoru a dolů).

Vozík

Pohyblivá část, na které se nachází obvykle podložka

Motor

Všechny extrudery a osy mají motory pro pohyb tiskárny.

 

Materiály

filament

filament se vyrábí v různých barvách

 

PLA

Je biologicky rozložitelný polyesterový výrobek z rostlinných materiálů. Pro 3D tisk se využívá nejčastěji, protože je biologicky odboratelný a lze jej tavit již při šedesáti stupňů Celsia. PLA je náchylné k ucpávání, proto je nutné dodržovat všechna doporučení výrobce.

ABS

Je amorfní termoplastický průmyslový kopolymer, který je odolný vůči mechanickému poškození. Tuhý, houževnatý, dle typu odolný proti nízkým i vysokým teplotám, málo nasákavý,  Je však vyráběn z ropy a při tavení vznikají škodlivé výpary a je proto nutné mít při tisknutí zapnuté odvětrávání. Z ABS jsou vyrobeny i lego kostky. Má špatnou přilnavost, proto je nutná pro tisk vyhřívaná podložka.

PET

Polyethylentereftalát je termoplast ze skupiny polyesterů. Známý je především tím, že je z něj vyrobena většina plastových flašek na nápoje. Velkou oblibu při tisku si získal tím, že je velmi pevný, stálý, má nízkou tepelnou roztažnost. Bere si dobré vlastnosti z ABS i PLA a ty negativní jim nechává. Je většinou o něco dražší než PLA a ABS.

LAYWOOD
PLA s příměsí dřeva. Výsledný tisk pak nevypadá tak plastově, ale často zasekává trysky. Teplota a rychlost tisku ovlivňuje výslednou barvu.

PA6 – POLYAMID (NYLON)
Houževnatý a flexibilní materiál, který ale není příliš používán, jelikož vyžaduje větší teploty a ne všechny trysky jej zvládnou. Potřebuje také jiný povrch podložky pro tisk, např. sklotextit.

Více v článku: Jak vybrat filamentu.

 

Technologie 3D tisku

„Hlavní technologie, která poskytuje takovéto výtisky, je FFF, známá také jako FDM (registrovaná značka firmy Stratasys). Bohužel nezvládne rozlišení použitelné například pro design klasických šperků. Obrovskou výhodou je variace různých materiálů, které tyto tiskárny umožňují používat, a také stále aktivní vývoj nových materiálů.“

„Proces tisku je bezpečný, a není problém tyto tiskárny provozovat doma nebo v běžné kanceláři. Materiál se prodává jako tisková struna, plastové vlákno jedné barvy namotané na cívce, a to je také důvod, proč jsou hotové objekty většinou pouze jednobarevné. I tato nevýhoda se dá obejít – např. použitím více trysek, kdy každá tiskne jinou barvu, nebo pokud se model tisknutého objektu vhodně upraví, aby šlo tisknout v různé vrstvě různými barvami.“ Zdroj

(Poznámka: Např. Prusa research už nyní nabízí až 4 barevný tisk).

 

Použití 3D tisku

3D tisk má v současné době již mnoho druhů použití. Nejčastěji je využíván na výrobu prototypů, různých součástek, netradičních tvarů nebo na výrobu jinak velmi drahých součástek. V budoucnu by však mohly 3D tiskárny sloužit na výrobu téměř čehokoliv. V současnosti je již možné tisknout např. kovy, drahé kameny, keramiku, dřevo, domy, zbraně, jídlo, nebo i lidské tkáně.

Příklady použití

  • Prototypy výrobků
  • Součástky na letadla, auta a podobně
  • Zbraně
  • Umělé klouby, protézy, náhrady kostí
  • Kompletní stavba domu
  • šperky a módní doplňky
  • Součástky pro další 3D tiskárny
  • Jídlo
  • Oblečení
  • Domácí potřeby

Jednoduše řečeno, vytisknout jde téměř cokoliv. Momentálně jsou však cenově dostupné pro běžného uživatele pouze tiskárny na plastové výrobky.

 

Typy tiskáren

Existují dva nejrozšířenější druhy tisku. FDM a stereolitografie. Nejpoužívanější je FDM neboli fusing deposition modeling.

FDM

FDM je metoda, kdy  Objekt vzniká vrstvu po vrstvě natavováním tenkého proužku plastového materiálu.  Materiál je taven nejčastěji při teplotě kolem 200C dle daného materiálu.  Vytisknuté objekty mají viditelné vrstvy a kvalita tisku záleží na konkrétní tiskárně, materiálu, nastavení rychlosti tiskárny a tloušťky vrstvy.

Oblíbené modely

  • RepRap Prusa i3
  • Makerbot replikátor
  • Ultimaker 3

Cena za takovou tiskárnu je od několika tisíc až po desítky tisíc Kč.

Stereolitografie

„Inkoustový tisk, který položil základ pro technologie 3D tisku, byl vynalezen už v roce 1976. 3D tisk jako takový vznikl v roce 1984, kdy byla patentována první technologie stereolitografie pozdějším zakladatelem společnosti 3D Systems Charlesem W. Hullem.“ Zdroj

Technologie je označována jako SLA.

„Stereolitografie (SLA nebo SL) je metoda vytváření objektů pomocí postupného vytvrzování polymerů pomocí působení záření různých vlnových délek, nejčastěji UV záření. Zaměřením záření na konkrétní místo pak vzniká vrstva částečně vytvrzeného polymeru. Na ni se nanáší další vrstvy. Předmět je tedy vytvářen z vrstev.“ Wikipedie

Modely vytvářené touto metodou jsou extrémně hladké a s vysokým rozlišením. Tisk je rychlejší než u FDM, avšak tiskárny jsou dražší a stejně tak materiál (pryskyřice).

Oblíbené modely

  • 3D systems ProJet 1200
  • XYZ Nobel 1.0

Ceny tiskáren se pohybují od 80 000 Kč až po stovky tisíc Kč.

Tento článek výběru tiskáren se bude primárně soustředit na metodu FDM, protože je nejvíce rozšířená, oblíbená a dostupná  pro běžné uživatele.

 

Rozdělení dle souřadnicového systému

Mezi tiskárnami rozlišujeme 2 hlavní varianty: Kartézská a delta. Další používané jsou Polar a Scara.

Kartézská

Klasické rozložení jako u tradiční nebo laserové tiskárny na osy X, Y a Z. Hlava tiskárny se tedy pohybuje nahoru a dolů a podložka se pohybuje dopředu a dozadu. Díky tomu je možné tisknout spíše menší objekty do výšky dané tiskárny.

Delta

Delta tiskárny také používají osy X, Y, Z, nicméně je zde extruder zavěšen na 3 ramena a tiskárna tak může tisknout hlavně vysoké a úzké modely. Tato tiskárna byla navržena tak, aby tisk probíhal rychleji. Tyto tiskárny jsou také o něco dražší, než klasické.

Polar

„3D tiskárny  postavené na polárním systému využívají dvě osy pro pohyb tiskové hlavy a rotační podložky. Tento systém je jednodušší na sestavení, ale horší na ovládání a není příliš mnoho slicerů, které dokáží převádět do křivek. Vytlačování v křivkách má jisté výhody pro tisk určitých modelů, především vázovitého typu. Technologie velice mladá.“  Zdroj.

Scara

„3D tiskárny typu scara používají pro ovládaní pohybu extruderu dvě robotická ramena nebo jedno dvoukloubé rameno. Tiskárny jsou poměrně  jednoduché pro sestavení.“ Zdroj.

 

Co byste měli vědět o 3D tisku

 

 

Výběr 3D tiskárny

Cena

Při výběru 3D tiskárny je potřeba zvážit, kolik chcete do tiskárny investovat a na co konkrétně jí budete používat. Nejlevnější 3D tiskárny seženete už za několik tisíc, ale je potřeba počítat s tím, že kvalita tisku není moc vysoká a je potřeba si tiskárnu sestavit a správně zkalibrovat. Sestavené a zkalibrované tiskárny bývají o něco dražší.

Pokud už tiskárnu máte, můžete si vytisknout základní díly a speciální díly dokoupit na internetu. Cena dílů je závislá na kvalitě a konkrétní značce. Většina plastových součástí je dostupná jako tzv. RepRap a je volně k dispozici zdarma.

Levnou čínskou tiskárnu (kopie Prusa) seženete už od 3 000 Kč

Pokud chcete kvalitnější tisk modelů je lepší investovat alespoň cca 10 000 Kč a více.

Profesionální tiskárny seženete již od cca 100 000 Kč.

RepRap

RepRap je projekt 3D tiskáren s otevřeným zdrojovým kódem. Každý si díky tomu může vytisknout svojí 3D tiskárnu. Vytisknout si můžete všechny plastové komponenty a zbylý hardware dokoupit např. na Amazonu nebo Aliexpressu. RepRap komunita je veliká a díky tomu bylo vyřešeno už mnoho chyb a nedostatků tiskáren. Díky komunitě přicházejí neustále nové aktuality a vy tak můžete svou tiskárnu upgradovat pro lepší výkon, design, atd.

Můžete si koupit stavebnici, nebo již sestavenou tiskárnu (pokud nejste tak technicky zruční). Na internetu je mnoho prodejců, kteří vycházejí z původní RepRap verze.

Nejlepší tiskárna v této kategorii je Prusa i3 MK2, která pochází od českého výrobce Josefa Průši. Momentálně je dostupná novější verze MK2s a můžete si předobjednat nejnovější verzi Mk3, která je ještě lepší (rychlejší, tišší a více spolehlivá dle výrobce), momentálně se však na ní čeká delší dobu.

 

Nejlepší tiskárny podle hodnocení

Prestižní časopis Make přinesl zajímavé hodnocení a srovnání jednotlivých tiskáren. V celkovém hodnocení nejlépe dopadla česká tiskárna Prusa i3 MK2, dále se umístily TAZ 5 a Zortrax M200.

Celkově nejlepší:

  • 1. Prusa i3 MK2
  • 2. LulzBot Taz5
  • 3. Zortrax M200

 

original-prusa-i3-mk2-1

Prusa i3 MK2

 

Zortrax M200

Zortrax M200

 

Nejlepší velkoformátové:

  • 1. LulzBot Taz5
  • 2. SeeMeCNC Rostock MAX v2
  • 3. Ultimaker 2 Extended

 

TAZ 5

TAZ 5

 

Nejlépe přenosné:

  • 1. Ultimaker 2 Go
  • 2. CEL Robox
  • 3. Printrbot Play

 

Ultimaker-2-Go

Ultimaker 2 Go

 

Vynikající open source:

  • 1. Prusa i3 MK2
  • 2. LulzBot Taz5
  • 3. SeeMeCNC Rostock MAX v2

 

Nejlepší hodnota ( poměr vlastností ku ceně):

  • 1. Prusa i3 MK2
  • 2. SeeMeCNC Rostock MAX v2
  • 3. Printrbot Play

 

Výběr tiskárny podle kategorie

Výběr několika zajímavých tiskáren podle kategorie. Vybírali jsme podle recenzí uživatelů a celkového hodnocení.

Delta tiskárny

TEVO Delta ‘Little Monster’

TEVO Delta ‘Little Monster’

 

Proč tato tiskárna
  • Možnost tisku vysokých objektů (až 500 mm)
  • Automatická kalibrace
  • Pevný rám
  • Dotykový displej
  • Rychlé sestavení
  • Vysoká rychlost tisku ( až 150 mm/s)

Cena: kolem 800 – 900 dolarů

 

 

Částečně uzavřené tiskárny

Makerbot

Makerbot Mini

Makerbot Mini

 

Proč tato tiskárna
  • Snadné použití
  • Moderní design
  • Rychlý tisk
  • Dobrá kvalita tisku

Mínusy:

  • Vyšší cena
  • Není open source
  • Malá variabilta materiálů

 

Cena:  od 1300 dolarů

 

 

Ultimaker

Ultimaker 2 Extended

Ultimaker 2 Extended

 

Proč tato tiskárna
  • Kvalitní tisk
  • Elegantní design
  • Snadné použití
  • Poměrně tichá

Mínusy:

  • Vysoká cena
  • Tisk pouze z SD karty
  • Vyžaduje ruční kalibraci

 

Cena:  od 2500 dolarů

 

 

Multifunkční tiskárny

Snapmaker

Snapmaker

Snapmaker

 

Proč tato tiskárna
  • Snadné sestavení a použití
  • Jednoduché použití
  • Elegantní design
  • 3 v 1 (3D tisk, laser, CNC)
  • Nízká cena

Mínusy:

  • Jednotlivá zařízení mají omezené možnosti
  • Omezená velikost pracovní plochy
  • Dlouhá doba doručení (zatím jen předprodej)

 

Cena: kolem 500 dolarů

 

BoXZY

Boxzy

Boxzy

Proč tato tiskárna
  • Snadné sestavení a použití
  • Pevná konstrukce
  • 3 v 1 (3D tisk, laser, CNC)
  • Nástroje srovnatelné s jinými CNC a 3D tiskárnami
  • Možnost obrábění měkkých kovů
  • Snadná výměna hlavy

Mínusy:

  • Omezená velikost pracovní plochy
  • V základní verzi omezenější možnosti
  • Vysoká cena

 

Cena: od 3500 dolarů

Levné čínské tiskárny

Pokud si chcete tisknutí pouze zkusit a nechcete utratit moc peněz, můžete si koupit některé levné čínské klony. Cena je sice nízká, ale je potřeba počítat s tím, že kvalita není tak vysoká, mají častou poruchovost a někdy není úplně snadné je správně nastavit a zkalibrovat, navíc existují i případy, kdy začala tiskárna hořet.

Zde jsou některé známé čínské tiskárny seřazené dle hodnocení a prodeje na Aliexpress:

Tarantula I3

Tarantula-I3

Tarantula I3

 

Flsun 3D printer

Flsun 3D

Flsun 3D

Anet A8

Anet A8

Anet A8

Anycubic 3D

Anycubic 3D

Anycubic 3D

 

Upgrade čínské 3D tiskárny

Ačkoliv mají levné čínské tiskárny mnohé nedostatky, pokud jste kutilové a chcete si svou tiskárnu vylepšit, můžete zkusit různé upgrady, které vytvořila komunita kolem 3D tisku. Jednotlivé upgrady jsou volně dostupné k užití. Např. Zde.

Nejvíce upgradů jsem našel na tiskárnu Anet A8.

 

Anet A8 upgrade

Anet A8 upgrade

 

Anet A8 upgrade 2

Anet A8 upgrade 2

 

Co je potřeba ještě znát

Trysky

Je dobré vědět, kolik trysek (tiskových hlav) tiskárna má. Ve většině případů u spotřebitelských produktů se bude jednat pouze o jednu hlavu.

Více trysek je potřeba, pokud chcete např. tisknout více barev či materiálů (není však pravidlem).

Hlučnost a spotřeba

Hlučnost závisí na motorcích a posunovacích mechanismech. Je dobré sledovat recenze a hodnocení ostatních uživatelů. Mezi méně hlučné by např. měla patřit nová tiskárna Prusa MK3 nebo Ultimaker 3.

Spotřeba se pohybuje většinou kolem 60 až 100 W a v průběhu tisku kolísá. Na jeden tisk můžeme spotřebovat až kilowatt. Před koupí si zjistěte, jakou spotřebu má konkrétní tiskárna.

Rychlost tisku

Rychlost tisku závisí na konkrétní tiskárně, složitosti objektu a na typu použitého materiálu.

Rychlost se udává v mm/s. Měli bychom si vybírat tiskárnu s rychlostí alespoň 40 mm/s.

Základna

Základna by měla být především umístěna naprosto vodorovně, aby tryska byla ve všech bodech ve stejné výšce. Desku je proto potřeba správně a přesně nastavit.

Je dobré vybrat takovou tiskárnu, která má snadnou nebo automatickou kalibraci. V opačném případě se jako začátečníci s kalibrací hodně natrápíte a bez správné kalibrace nemůžete ani tisknout kvalitní modely.

 

Závěr

Při výběru zvažte vaše finanční možnosti, technickou a kutilskou zručnost, účel použití a vaše budoucí plány s 3D tiskem.

Pokud chcete dobrou 3D tiskárnu za rozumnou cenu, doporučuji Prusa i3 MK2s (novější a dražší verze je MK3, je však třeba počítat s dlouhou dobou dodání). Prodává se sestavená (dražší), nebo jako stavebnice na sestavení. (za FutLab doporučujeme pro snadné sestavení, nastavení a jednoduché ovládání).

Zajímavá DIY tiskárna je např. portugalská Hello Bee Prusa, která je levnější než original Prusa a má zajímavý design, kvalitní konstrukci, nebo např. 2 tryskové hlavy a možnost tisknout mnoha materiály. (Zde je však trochu obtížnější správně zkalibrovat oba extrudery).

Pokud chcete levnou tiskárnu, kterou si budete moci sami sestavit, nastavit a upgradovat, pak bych doporučil Tarantula, Flsun nebo Anet A8/A6 (zde je nejvíce upgradů). Koupíte na Aliexpress.

Pokud chcete naopak profesionální tiskárnu za vyšší cenu, kde nemusíte řešit sestavení, pak bych doporučil Ultimaker 2 (novější ultimaker 3) nebo Zortrax M200.

Zajímavou možností jsou i tzv multifunkční tiskárny, které kromě 3D tisku nabízí např. laser nebo CNC. Tato komplexnost však jde trochu na úkor kvality, nebo je zde naopak příliš vysoká cena. Pokud chcete zkusit multifunkční tiskárnu pro začátečníky, která zvládne základní funkce (jako 3D tisk, vypalování laserem nebo vyřezání symbolů do dřeva), pak bych zkusil Snapmaker (zatím v předprodeji).

U velkoformátové tisku delta můžete využít např. Rostock Max (koupíte např. na Amazonu) nebo levnou Anycubic 3D.

 

Pokud vybíráte 3D tiskárnu a nevíte si stále rady, napište nám do komentářů.

V blízké době plánujeme i otevření naší technologické DIY dílny FutLab.cc, můžete se stavit a 3D tisk si vyzkoušet.