Cenově dostupná 3D tiskárna na obzoru

Koncem minulého roku oznámila společnost RS Components, přední světový distributor elektroniky, že podepsala distribuční smlouvu s firmou RepRapPro Ltd. Ta má podpořit rozšíření cenově dostupného 3D tisku pomocí tiskárny RepRapPro Ormerod po celém světě.

3D tisk se stává stále častěji nedílnou součástí konstrukčního procesu elektronických i mechanických výrobků. Stále více firem si uvědomuje výhody, které přináší použití této technologie při rychlé výrobě prototypů. Určitá rezervovanost, s níž byl 3D tisk přijímán v minulosti, byla zapříčiněna zejména vysokou cenou potřebného hardwaru a chybějícím jednoduchým softwarem pro 3D modelování, který by byl srozumitelný i běžným uživatelům.

3D tiskárna Ormerod (RepRapPro) spolu s bezplatným softwarem pro 3D modelování DesignSpark Mechanical (RS Components) umožňuje rychlé vytváření 3D modelů výrobků, a to s nízkými náklady. Tiskárna Ormerod je nejen cenově dostupná, ale vyznačuje se také jednoduchou obsluhou. Je navíc velmi flexibilní ve svých možnostech – její funkčnost lze snadno rozšiřovat a tiskárna se umí dokonce i částečně sama replikovat. CAD program DesignSpark Mechanical je poskytován zdarma a umožňuje vytvořit různé 3D modely objektů.

Tiskárna Ormerod používá k vytváření 3D objektů řadu plastů v nejrůznějších barvách technikou FFF (Fused Filament Fabrication). Při té je tavná pistole s velmi malou tryskou řízena počítačem, zatímco plastové vlákno na cívce se přisouvá do vyhřívané komory. Tato technologie umožňuje uživatelům vytvářet prakticky libovolné tvary, které lze vymodelovat v počítači, včetně takových, které nelze tradičními výrobními postupy vůbec vyrobit. Ormerod je monochromatická 3D tiskárna, to znamená, že umožňuje v danou chvíli pracovat pouze s jedním typem plastu, základní konstrukce zařízení však umožňuje tříbarevnou depozici. Už teď se ale pracuje na možném rozšíření možností.

Tiskárna sama je dodávaná jako stavebnice v demontovaném stavu. Protože její sestavení s pomocí běžného nářadí zabere pouhé dvě hodiny, je vhodná i pro technicky méně zdatné zájemce o 3D tisk. Jak už bylo zmíněno, tiskárna je sebereplikační, to znamená, že umí vytisknout všechny své vlastní plastové díly. Důvodem je záměr dodávat i tzv. kit tiskárny, který bude obsahovat pouze ty díly, které nelze vyrobit 3D tiskem – chybějící plastové díly pak mohou být vyrobeny na již kompletní tiskárně jiným uživatelem.

Obr. 1 3D tiskárna RepRapPro Ormerod

Stávající kit tiskárny RepRapPro Ormerod zahrnuje všechny potřebné části, jako jsou hardware a spojovací díly, závitové tyče a hřídele, šrouby, matice, podložky, řemeny a ložiska, ale také předem osazené a naprogramované elektronické díly, kartu MicroSD s adaptérem, vyhřívanou podložku, motory, sestavu trysky a mechanismus pohonu výtlačné hlavy, 100 m vlákna PLA o průměru 1,75 mm (přibližně 300 g), napájecí zdroj podle místa určení a také open-source software pro provozování stroje.

Udávané parametry tiskárny Ormerod zahrnují: přesnost tisku (0,1 mm), rozlišení (0,0125 mm), rychlost tisku (1,800 mm/min) a rychlost nanášení (33 cm3/hod). Je zřejmé, že se tedy nejedná o konkurenci komerčním 3D tiskárnám, ale to jistě také neměli její tvůrci v úmyslu. Vždyť jaká jiná tiskárna se dá pořídit za 16 tisíc Kč?

Tiskárna Ormerod používá k tisku soubor STL dat, stejně jako ostatní 3D tiskárny. STL formát, který je výstupem z 3D CAD programů, obsahuje data malých trojúhelníků, které kompletně pokrývají povrch 3D modelu. Není to sice nejlepší metoda, jak popsat 3D objekt, ale je velmi často používaná. Tiskárna Ormerod se ale od ostatních liší tím, že převádí STL data na tzv. G-kódy, které byly využívány pro řízení souřadnicových strojů už před mnoha lety. Formát dat G-Code dává stroji jednoduché instrukce v podobě příkazů jako: „jdi do tohoto bodu“ nebo „začni tisknout řádek z tohoto bodu do tamtoho bodu“ atd. Převod STL dat do formátu G-Code je u tiskárny zajištěn open-source programem nazvaným Slic3r, který je volně ke stažení.

Jedním z důvodů, proč se výrobce této tiskárny domluvil na její celosvětové distribuci právě se společností RS Components, může být i to, že má vlastní 3D CAD návrhový program DesignSpark Mechanical, který je zájemcům poskytován zdarma. Informace o tomto programu jsme přinesli v č. 6/2013 tohoto časopisu. Jedná se o plnohodnotný program, který firma RS Components získala ve spolupráci se společností SpaceClaim (USA), jež má sama ve svém portfoliu velmi kvalitní software pro 3D. Jedním z výstupů programu DesignSpark Mechanical je právě formát STL, kterým lze (přes převodník Slic3r) ovládat tiskárnu Ormerod.

Možnost tisku (replikování) vlastních plastových dílů je možné díky tomu, že je k dispozici také složka STL souborů s jednotlivými díly tiskárny.

Za nápadem 3D replikační tiskárny stojí Adrian Bowyer, jeden z členů vedení společnosti RepRapPro. Sám o tom říká: „Když jsem s projektem RepRap začínal, myslel jsem, že by mohl mít šanci na úspěch. Představoval jsem si, jaké by to bylo, kdyby stroj po smontování mohl tisknout své vlastní plastové díly.“ Název RepRapPro je zkratkou projektu „Replicating Rapid Prototyper“, se kterým v roce 2004 Adrian Bowyer, tehdy docent strojního inženýrství na univerzitě v Bathu (Velká Británie), začínal.

Firma RS Components dodává nejen elektronické komponenty, ale také produkty z oblasti automatizace a řízení, testování a měření a různé mechanické součásti. Se svými pobočkami v 32 zemích světa a 3D CAD programem DesignSpark Mechanical, který poskytuje zdarma, je tak pro distribuci tiskárny RepRapPro Ormerod optimálním partnerem.

U firmy RS Components lze 3D tiskárnu od RepRapPro koupit za cca 16 tisíc Kč. Cívka se 100 metry plastového vlákna potřebného pro tisk (Printer Filament) stojí kolem 1 tis. Kč, přičemž je k dispozici výběr z 6 různých barev.