Boli sme sa pozrieť na inovatívnu 3D tlačiareň zo Slovenska!

Koncept 3D tlače je starý už vyše 60 rokov, ale skutočný boom zažíva táto technológia len asi nejakých 5 rokov. Najlacnejšie modely sa dnes dajú kúpiť za menej ako stovku, ale sú to skôr hračky. 3D printer pre seriózne využitie vás môže prísť aj na niekoľko desiatok tisíc eur. Slováci však ukázali, že profi 3D tlačiareň si môžu dovoliť aj menšie firmy. Spúšťajú výrobu inovatívnej 3D tlačiarne PROTON X.

3D tlačiarne sa dokážu čiastočne samé replikovať. S ich pomocou môžete vytlačiť na svojej tlačiarni súčiastky pre nové tlačiarne, alebo priamo vylepšovať budúce komponenty. Konštrukčné zmeny tak dokážete prakticky okamžite zaviesť do sériovej výroby. 3D tlačiareň je v podstate veľká stavebnica – vezmete voľne dostupné motory, ložiská, súčiastky hotendu a riadiacu elektroniku, vyrobíte k tomu rám, narežete si kovové vodiace tyče, všetko zmontujete, do mikropočítača nahráte softvér a po krátkom doladení môžete začať tlačiť.

Made in Slovakia

Popravde, z minulosti si pamätáme už niekoľko pokusov spustiť sériovú výrobu 3D tlačiarní na Slovensku, ale konkurencia je príliš veľká a vývoj v tomto odvetví je ukrutne rýchly. Boli som trochu skeptickí, keď sme do redakcie dostali pozvanie otestovať ďalšie slovenské 3D tlačiarne, no sadli sme do auta a o necelú hodinku sme stáli vo firme INAT s.r.o. obklopení novými 3D tlačiarňami PROTON X.

Napriek tomu, čo sme napísali vyššie, cesta od návrhu k unikátnym vlastným prototypom rozhodne nie je jednoduchá. Aj v tomto prípade pracoval menší tím na vývoji slovenskej 3D tlačiarne vyše 25 mesiacov. Výsledok nás však milo prekvapil.

Pozeráte sa na množstvo funkčných prototypov, z ktorých vznikla finálna podobna 3D tlačiarne PROTON X.

Aktuálne sú v ponuke dve základné verzie otvorených FDM tlačiarní – s lineárnou koľajnicou alebo lineárnou tyčou. Tlačiarne PROTON X sú modulárne, takže ich výrobca dodáva v 2× 4 variantoch s maximálnou výškou tlače 300, 400, 500 alebo 650 mm. Tlačová plocha je u všetkých modeloch 300×300 mm, takže môžete ako maximum vytlačiť kocku 30×30×30 cm alebo na najvyššom modeli kváder 30×30×65 cm.

Finálna podoba slovenskej 3D tlačiarne PROTON X od INAT

Presná a odolná

Tlačiarne majú tuhú konštrukciu a strojové vedenia s guľôčkovou skrutkou pre vysokú presnosť v osi X/Y a trapézové oceľové skrutky pre os Z. Maximálna rýchlosť posuvu X/Y/Z je 200/200/10 mm za sekundu s presnosťou 12,5 μm v osiach X/Y a až 5 μm v osi Z. Pre úplnosť dodávame, že extrúder dosahuje rýchlosť posuvu 100 mm/s.

Použité sú naozaj masívne vedenia z kvalitnej ocele, ktoré sú garanciou vysokej presnosti a dlhej životnosti stroja. Údržba je v takomto prípade minimálna, pretože nemusíte meniť vedenia, ani šponovať nejaké remenice, ktoré časom menia svoje vlastnosti. Stačí raz za čas premazať hlavné časti vedení a všetko bude ďalej spoľahlivo fungovať.

Rovnako jednoducho sa tlačiareň uvedie do funkčného stavu. Dodáva sa už zmontovaná, čiže po vybalení z krabice stačí namontovať na rám držiak cievky filamentu (až pre 2x 2,5 kg cievky) a spustiť kalibráciu. Rovina tlačovej podložky je automaticky korigovaná pomocou PINDA sondy, čím sa celý proces kalibrácie prvej vrstvy výrazne zjednoduší.

Ku tlačiarni existujú aktuálne profily pre Ultimaker Cura a PrusaSlicer. V nich sa 3D súbor rozdelí na vrstvy a vygeneruje sa riadiaci kód, ktorý pomocou USB flash disku, alebo SD karty zavediete do tlačiarne. V prípade potreby môžete tlačiareň pripojiť aj na 3D print servery na báze Raspberry Pi a ovládať ju aj na diaľku.

PROTON X je tichá tlačiareň. Hoci sme boli v miestnosti s niekoľkými strojmi, spoločne robili aj napriek aktívnym coolerom, ktoré vývojári pridali pre istotu na skrinku riadiacej jednotky, minimálny hluk. K špecialitám patrí integrované osvetlenie. Je to síce len LED pásik pripojený na rám tlačiarne, ale svoj účel splní a vy nemusíte vymýšľať nejaké extra riešenie.

Pre priemyselné využitie

Štandardná tlačová hlava používa 1,75 mm vlákno filamentu, ale v prípade potreby je možné vymaniť hlavu extrúderu a môžete tlačiť aj 3 mm strunou. Konštrukčne je celý systém navrhnutý tak, aby ste vedeli vymeniť hlavu za menej ako 5 minút (stačí odmontovať pár skrutiek a vypojiť káblový zväzok z konektoru). Trochu šikovnejší človek sa podľa nás pri výmene hlavy hravo dostane pod minútu.

To v čom tlačiareň vyniká sú maximálne teploty používané pri tlači, vďaka ktorým je možné okrem z dnes bežných strún typu PLA, PET-G, alebo ABS/ASA, tlačiť aj vysokoteplotné priemyselné materiály vrátane PEKK, PEEK, nylon alebo PC s obsahom carbónových vlákien pre spevnené odolnejšie priemyselné výtlačky.

Vďaka maximálnej teplote tlačovej hlavy 470°C a podložke z vlastného vývoja INAT, ktorá sa rýchlo zohreje až na 150°C môžete tlačiť nielen náhľadové prototypy, alebo obrovské sošky, resp. skôr sochy, ale aj funkčné súčiastky pre priemyselné stroje, ktoré je bežnými technológiami problematické vyrobiť.

O možnej odolnosti samotných výtlačkov asi najlepšie vypovedá video, kde vytlačená 3D osmička unesie náklad o hmotnosti až 2,7 tony.

Na tlačiarni PROTON X bolo testovaných vyše 96 typov rôznych materiálov od rôznych výrobcov. INAT  je v priamom kontakte s niektorými a prezradili nám, že práve testujú novinky, ktoré ešte len čakajú na svoje uvedenie na trh.

Tlačová hlava využíva dostupné E3D V6 trysky so závitom M6. Pre náročnejšie materiály výrobca odporúča používať trysky z nástrojovej ocele s vnútorným povlakom niklu, ktoré zabezpečia dlhú životnosť aj pri tlači materiálov s výplňou vlákien, ale pre bežné materiály ako je napr. PLA  postačia aj bežné mosadzné trysky, ktoré kúpite za pár centov.

Samozrejme vysoké teploty vyžadujú nové bezpečnostné prvky, ktoré malé 3D tlačiarne bežne nemávajú, takže napr. na ovládacom paneli pribudlo núdzové stop tlačidlo pre okamžité zastavenie stroja, alebo niekoľko senzorov teploty na rôznych miestach, ktoré monitorujú príp. podozrivé zmeny tepla.

Veľké výtlačky môžu mať aj niekoľko kíl, takže aby sa zabránilo poškodeniu tlačiarne,  pribudol na osi Y plastový doraz, ktorý chráni posuvný mechanizmus osi. Tlačiareň má niekoľko bezpečnostných certifikátov a prešla aj nezávislým testovaním v uznávaných laboratóriách TÜV SÜD. Rovnako tak certifikované sú aj všetky použité komponenty.

Záverečné zhodnotenie a cena

Kvalita výtlačkov je rozhodne dobrá a aj rýchlosti tlače zodpovedajú dnešným nepísaným štandardom. Celkové prevedenie je veľmi solídne a veríme, že tlačiareň môže dlho a najmä spoľahlivo tlačiť mimoriadne pevné a odolné výtlačky. Hoci sa na prvý pohľad môže zdať, že je tu veľa podobných a výrazne lacnejších konkurentov, nie je tomu tak.

PROTON X nemôžete zrovnávať s bežne dostupnými lacnými tlačiarňami, pretože základné vodiace tyče majú minimálne dvojnásobný priemer v porovnaní s konkurenciou a celková tuhosť rámu je na úplne inej úrovni. Ostatne váži viac ako 30 kíl a aj priemyselný napájací zdroj má výkon 750 Watt, čo je pre predstavu trojnásobok toho, čo používa konkurencia.

Obrovským plusom je široký rozsah materiálov, ktoré dokáže spracovať, vysoké teploty pri tlači a v neposlednom rade aj možnosť extrémne rýchlej výmeny tlačovej hlavy, alebo špeciálna výhrevná podložka z vlastného vývoja, ktorá pracuje rýchlejšie a lepšie, než mnoho konkurentov.

Tím tvorcov a vývojárov slovenskej 3D tlačiarne PROTON X od spoločnosti INAT

Žiaľ v tejto brandži sa bežne stáva, že váš návrh niekto rozoberie, za pár hodín celý skopíruje a začne ho ponúkať ďalej s nižšou cenou. 25 mesiacov trápenia pri vývoji sa tak poľahky môže premeniť na stratu, ktorú budete musieť odpísať. Držíme palce, aby sa toto nestalo, pretože PROTON X je skvelý kus hardvéru, ktorý môže smelo konkurovať aj veľkým svetovým výrobcom.

Zdroj3Dinat

Komentáre k článku