Jestem wielkim fanem SF, a w szczególności Star Treka (sorki drodzy miłośnicy Gwiezdnych Wojen - je też uwielbiam, ale to jednak bardziej fantasy niż SF - deal with it). Spośród wszystkich Star Treków najbardziej ukochałem sobie The Next Generation (Discovery też jest niezłe, ale nie miał jednej fajnej rzeczy, która była w TNG) i niesamowitą technologię, którą nam pokazywał. Najfajniejsze trzy (w kolejności od najfajniejszego, do ociupinkę mniej fajnego od najfajniejszego), to holodek, gdzie można było przeżywać najróżniejsze przygody - póki co musimy zadowolić się VR - transporter, który mógł przenosić materię na duże odległości w mgnieniu oka, choć obecnie znane nam prawa fizyki wykluczają powstanie takiego urządzenia, oraz replikator, który mógł stworzyć dowolną nieożywioną materię - w tym organiczną. I właśnie realizacji tego ostatniego urządzenia jesteśmy najbliżej.
Oczywiście jak to zwykle w bajkach bywa replikatory, z którymi możemy się zetknąć dziś nie mają absolutnie nic wspólnego z tymi z ST:TNG - tamte konwertowały energię na materię, nasze póki co nie potrafią zmieniać jednej substancji w inną. Mowa tutaj o drukarkach 3D. Już w tej chwili istnieją drukarki, które w kilku technologiach drukują plastik, czekoladę, czy szkło. Jeszcze 10-15 lat temu były to niesamowicie drogie urządzenia do zastosowań naukowych czy przemysłowych. Miały umożliwiać szybkie i tanie (w wielu wypadkach na pewno nie to pierwsze, a i z tym drugim różnie bywa) wytworzenie prototypu, który można było przetestować nie tylko na ekranie komputera, ale po prostu w rzeczywistości. Pierwsze wydruki o których słyszałem (i które miałem w ręku jakieś 12 lat temu) powstawały z żywicy światłoutwardzalnej - w wannie z żywicą lasery ultrafioletowe warstwa po warstwie tworzyły obiekt. Nie mniej jednak sama technologia jest trochę starsza, o czym możecie poczytać sobie tutaj.
Dziś mamy jednak rok 2019, oraz dzięki AliExpress możliwość kupowania bezpośrednio od producenta tanich, budżetowych drukarek 3D. W krótkim czasie z korporacyjnych laboratoriów sprzęt ten przewędrował pod strzechy tracąc bardzo dużo ze swej ceny i niewiele z możliwości. Sam od niedawna zostałem dumnym posiadaczem takiej drukarki, choć byłem zbyt niecierpliwy aby czekać na dostawę z Chin i kupiłem ją na naszym rodzimym portalu aukcyjnym (nawet się opłacało, bo dorzucili dwie szpule materiału do drukowania, który idealnie “zasypał” różnicę w cenie, no i dostawa w 3 dni). W tej chwili jestem zajęty drukowaniem części do swojego robota, co nawet nieźle mi idzie.
Samo drukowanie części jest procesem dość długotrwałym - urządzenie mam zwykle tak zaprogramowane, aby grubość nanoszonej warstwy wynosiła 0.1 mm, czyli każdy mm w górę to 10 warstw. Można ustawić większe wartości - zmniejsza to czas wydruku, ale ma też duży wpływ na jego jakość. 0,1 mm to nie jest szczyt możliwości tego urządzenia - potrafi drukować i 0,06mm warstwy, ale już nie przesadzajmy. Na szczęście nie wymaga ciągłej kontroli - zwykle najbardziej ryzykowna jest pierwsza warstwa, ponieważ może się odkleić co uniemożliwia poprawne nałożenie pozostałych warstw i cały model jest do wyrzucenia. Kolejne warstwy nie są już aż tak podatne na zepsucie i do tej pory nie zdarzyło mi się abym musiał przerywać wydruk np. w połowie jeśli tylko pierwsza warstwa się udała. Nie mniej jednak teoretyczna możliwość istnieje dlatego warto czasem zajrzeć czy wszystko idzie cacy.
Bardziej upierdliwe z kolei jest projektowanie części. Co prawda oprogramowanie generujące kod dla drukarki jest w stanie dołożyć w odpowiednich miejscach “łatwoodłamywalne” podpory, ale po pierwsze jest to stracony materiał, a po drugie stracony czas. Dlatego projektując części trzeba mieć na uwadze cały czas ograniczenia jakie wynikają z tej technologii. I tak zawsze trzeba pamiętać, że idziemy od dołu, do góry, że kąty poniżej 45 stopni do podłoża będą wymagać dodatkowych podpór, wreszcie trzeba pamiętać o tym, że materiał z drukarki nie ma takich samych właściwości we wszystkich kierunkach. Dużo łatwiej jest uszkodzić część jeśli siła działa równolegle do płaszczyzny warstw. Co więcej - przynajmniej w przypadku mojej taniochowatej drukarki osie poziome są o wiele mniej dokładne od osi pionowej (być może jest to problem z naciągiem pasków zębatych - jeszcze nie weryfikowałem). I nie ma lekko - jeśli Twój wydruk ma być zrobiony porządnie to trzeba to wszystko wziąć pod uwagę. Z rzeczy, które z kolei ułatwiają życie - można łatwo samemu określić stopień wypełnienia modelu podporami. Typowo tylko 20% wnętrza modelu jest wypełniona - najczęściej przestrzenną konstrukcją, która znacząco zmniejsza wagę nie zmniejszając jakoś dramatycznie wytrzymałości, choć oczywiście nie ma porównania z pełnym modelem.
Bardzo ciekawym aspektem jest też fakt, że na jakość wydruku może mieć wpływ również tzw. slicer, czyli program, który tnie nam model na poszczególne warstwy i generuje kod programu CNC dla naszej drukarki. Co ciekawe dostępnych jest co najmniej kilka takowych, darmowych narzędzi dających bardzo dobre rezultaty. Równie dobrze wygląda kwestia programów do tworzenia modeli 3D w dającym się wydrukować formacie - dostępnych jest całkiem sporo darmowych rozwiązań o różnym stopniu zaawansowania (zarówno narzędzia jak i umiejętności wymaganych przez użyszkodnika).
Duża rozpiętość cenowa modeli drukarek 3D przeróżnych klas i pracujących w najróżniejszych technologiach i z przeróżnym obszarem roboczym powoduje, że każdy może dziś znaleźć sprzęt dla siebie - możliwie najbardziej spełniający jego wymagania przy dostępnym budżecie (chyba, że będzie wymagać super dokładności, w olbrzymiej przestrzeni roboczej i to jeszcze szybko i tanio - wtedy można rzeczywiście przeżyć pewne rozczarowanie). Co więcej - w internetach dostępna jest masa części zamiennych pozwalających bardzo mocno przebudować swój sprzęt przyprawiając go o parametry o jakich nie śniło się jego konstruktorom, a w kilku wypadkach można sobie nawet takie części wydrukować.
Krótko mówiąc - jeśli tylko masz ochotę możesz już dziś mieć w domu odrobinę science fiction.
P.S. Nawet pisząc ten tekst coś drukowałem.
P.S.2 Mój robot ma już prawie wszystkie części na pokładzie i jest szansa, że na wiosnę przejdzie publiczną prezentację.
