Míg évekkel ezelőtt szinte naponta érkeztek a hírek a 3D-nyomtatókkal és főként azok produktumaival kapcsolatban, mostanság viszonylag kevés, három dimenziós nyomattal kapcsolatos hír töri át az ingerküszöbünket. Már természetesnek vesszük, hogy ki lehet nyomtatni fegyvert, 3D-nyomtatót, egy teljes gépjárművet vagy éppen házat, elmúlt az a hisztérikus hangulat, amely a technológia elterjedését övezte. Mindez persze nem jelenti azt, hogy a printerek eltűntek volna a piacról, sőt lassan, de biztosan növekszik szegmensük, és egyre több intézményben, iskolában, irodában és otthonban bukkannak fel ezek a nem mindennapi nyomtatók.

Még fejlődnek is; szerencsére a legújabb generáció tagjai mind gyorsabbak elődeiknél, és az árak is csökkentek valamelyest. Így már 100 ezer forint alatt is találunk a kereskedőknél 3D-nyomtatót, egy jelenlegi csúcsmobil áráért pedig már elfogadható nyomatminőséget kínáló modelleket is találhatunk.

Előbb az önvizsgálat

Könnyű tehát elcsábulni, és az árak csökkenése az impulzusvásárlásokat is egyre gyakoribbá teszi. Pedig nem való mindenkinek 3D-nyomtató; úgy véljük, hogy jelenleg az emberek többségének nincs szüksége ilyen eszközre, csak azért veszik meg, mert új, és menő. Pedig ha nem tudják kihasználni képességeit, akkor csak egy nagy porfogóval gazdagodhatnak. Első vásárlási tippünk – és talán a legfontosabb -, hogy tedd fel magadnak a kérdést: tényleg szükséged van rá? Ha nincs a fejedben legalább öt-tíz modell ötlete, nem érdemes a vásárlás mellett döntened, hiszen a bérnyomtatással foglalkozó cégek segítségével nagyobb beruházás nélkül is megismerkedhetsz a technológiával, hogy később megfontoltabb döntést hozhass.

Ráadásul pár év múlva szinte biztos, hogy sokkal fejlettebb printert kapsz ugyanazért az árért. Ha nem tudod, miként kell létrehozni, digitalizálni vagy éppen módosítani egy 3D-s modellt, akkor szintén a vásárlás elhalasztását javasoljuk. Az internetes szolgáltatásokon (például thingiverse.com, free3d.com és turbosquid.com) fellelhető modellek csak ideig-óráig lesznek érdekesek, és hamar felmerül majd a saját darab készítésének vagy egy meglévő módosításának az igénye. Ez esetben újra a 3D-nyomtatási szolgáltatásokat javasoljuk, és még legalább három másik esetben is – lásd vonatkozó pro és kontra érveinket. Ha még az önvizsgálat után is egyértelműen vásárláspárti vagy, akkor egy szinttel tovább is léphetünk.

Lakossági lehetőségek

Ha az additív gyártási eljárásokat nézzük, viszonylag széles a paletta a lehetőségeket tekintve, hiszen akár rozsdamentes acél, ezüst, arany vagy éppen titániumötvözeteket is nyomtathatunk. Az additív eljárás lényege ugyanis, hogy nem egy meglévő anyagot bont le faragással, hanem újat épít fel elemeiből, rétegről rétegre haladva, ezáltal minimálisra csökkenve az anyagpazarlást. Összesen hét különféle 3D-nyomtatási eljárást különböztetünk meg, amelyek közül néggyel csak ipari körülmények között lehet találkozni.

A boltok polcain túlnyomórészt olvasztott huzallerakásos (Fused Deposition Modeling – FDM) technológiával dolgozó modellek sorakoznak, még ha azokat bizonyos esetekben – szabadalmi okokból – Fused Filament Fabrication (FFF) névvel is illetik. Az FDM egyébként nem mai találmány, még 1988-ban szabadalmaztatta Scott Crump a Stratasys Inc. részére, központi eleme a nyomtatófej (angolul extruder) és a fejmag (nozzle), amely az áthúzott plasztikhuzalt megolvasztja, majd gyorsan lehűti, egy x, y és z koordinátában leírható utat bejárva, rétegenként építve fel a modelleket.

A technológia előnye, hogy viszonylag alacsony hőmérsékleten, körülbelül 200 Celsius-fokon működik, így a gép néhány fontos óvintézkedéssel akár az otthonokban is elhelyezhető. E tulajdonsága miatt fémek olvasztására nem, csupán műanyagok kezelésére képes, ami a legtöbb esetben PLA, ám van, hogy az ABS-t, a PET-et is megtaláljuk a támogatott anyagok listáján.

Töltetek

Érdemes ismernünk a munkálatokhoz használt anyagokat, ám szerencsére elegendő, ha az olvadáspontjukkal és fő tulajdonságaikkal tisztában vagyunk, nem kell leporolnunk a kémiatankönyveinket. A PLA szerencsére jól megmunkálható, viszonylag olcsón beszerezhető (legalábbis cikkünk írásának pillanatában 5 és 20 ezer forint között szóródtak a töltetek, úgynevezett filementek árai), kiválóan alkalmas prototípusgyártásra, és néhány használati tárgyat is nyugodtan megalkothatunk segítségével. Mivel a legtöbb lakossági 3D-nyomtató kezeli a PLA anyagokat, nyugodtan számolhatunk vele. A magasabb hőfokon olvasó ABS is elterjedtnek számít, ám az olcsó printerekben csak ritkán vethetjük be, lévén hogy igényli a fűtött, 80 Celsius-fokos ágyat, amit nyitott nyomtatókban nehezen lehet megoldani. Azaz ha hosszú távon szeretnénk több anyagot is kipróbálni, mélyebben a zsebünkbe kell nyúlnunk, mivel a nejlon és a PET is igényli a magasabb hőfokot, amire az olcsó eszközökben lévő extruderek nem biztos, hogy fel vannak készítve. Íme néhány elterjedt alapanyag:

PLA

A politejsavként is ismert, hőre lágyuló műanyag leginkább prototípusgyártásban használható. Kukoricából és cukorból állítják elő, emiatt környezetbarátnak tekinthető, lebomlik, viszont alacsony hőmérsékleten olvad (160-220 Celsius-fokon), ami miatt akár erős napfényben is deformálódhat. Jól színezhető és olcsó.

ABS

Teljes nevén akrilnitril-butadién-sztirol 200-250. Celsius-fokon olvad, ezáltal sokkal ellenállóbb a PLA-nál, nehezebben törik, könnyebben megmunkálható, jobb a vegyszerállósága, viszont igényli a fűtött ágyat, máskülönben deformálódhat. Többek között a legófigurák is ebből az anyagból készülnek.

PET

Szintén egy kedvező áron beszerezhető műanyag, amely a nevéhez méltóan újrahasznosított PET-palackokból készül. A boltokban glycollal módosított PETG filamentekkel is találkozhatunk, amelyek rugalmasabbak a PLA-nál, viszont az ABS-hez képest kevésbé vetemednek. 220-250 Celsius-fokon olvadnak, és igénylik a fűthető ágyat.

Nejlon

Remekül használható poliamid műanyag, amely vékony rétegvastagság mellett kellően rugalmas, vastag kivitelben viszont rendkívül strapabíró. Hátránya, hogy 240 Celsius-fok felett olvad, ami nem segíti lakossági felhasználását, még ha néhány printerfejcserével akár képessé is tehető a printer a kezelésére.

Következő fontos kérdés, hogy egyszerre mennyi színnel akarunk dolgozni. Ha szeretnénk például egy zöld-fehér teknőst nyomtatni, akkor legalább két színre lesz szükségünk, amelyek befűzését és olvasztását a nyomtatónak kell kezelnie. E tulajdonság rögtön legalább 50-100 ezer pluszköltséget jelent, amit fejenként kell megfizetnünk. A Cube Pro esetén például míg az egyfejes változat körülbelül nettó 710 ezer forintba kerül, a háromfejesért már több mint egymillió forintot kell kifizetnünk.

Jó hír viszont, hogy nem minden esetben kell több szálat kezelni egy többszínű nyomat elkészítéséhez. Kellő odafigyeléssel ugyanis menet közben is cserélhetjük a nyomatszálakat, így például egy kék törpének lehet fehér sapkája, ha a nyomtatóban pont a megfelelő időben cseréljük ki a töltetet. Másik megoldás, ha alkatrészenként nyomtatunk ki egy modellt, majd később összeragasztjuk őket. Ekkor nagyon oda kell figyelnünk a pontos méretezésre és az illesztésekre, máskülönben nem áll össze a nap végén a 3D-s puzzle.

További fontos paraméterek

A szalagok száma mellett mindenképpen érdemes előre számolni a nyomtatótér méretével, hiszen ez fogja meghatározni, hogy mekkora nyomatokat hozhatunk létre. Egy 40 centiméter magas kerti törpét szinte biztos, hogy nem fogunk kinyomtatni egy 30 centiméter magas printerrel, maximum alkatrészenként. Ha PLA-n kívül más anyagokat is akarunk használni, érdemes a zárt nyomtatótérrel rendelkező eszközöket keresni, amelyeknél beállítható az optimális belső hőmérséklet.

A 230 Celsius-fokon olvadó ABS például akkor tudja a legjobb formáját hozni, ha csak 80 Celsiusra hűl le a rétegezés során, ami nyitott kialakításnál maximum a sivatagban biztosítható számára. Az állandó hőmérséklet ráadásul kizárja a hőmérsékletingadozás lehetőségét, ez pedig végső soron szebb, kevésbé vetemedő nyomatokat eredményez.

További fontos tulajdonság a rétegvastagság, azaz hogy a nyomtatófej milyen vastagságban tudja egymásra pakolni a rétegeket. Minél jobb ez az érték, annál szebb lesz a végeredmény, és annál lassabban készül el. Emiatt érdemes olyan printereket keresni, amelyek cserélhető fejjel rendelkeznek, így a rétegvastagságot tekintve több mozgásterünk lesz. Itt kellően kis értékekre kell gondolni: 0,01-0,1 mikrométeres összegekről beszélünk, ekkora távolságot tesz meg a motor a z tengely mentén, ami szemmel nem látható lépték, maximum tapintással érzékelhetők a nagyobb ugrások.

Felületminőség

A lehető legjobb nyomathoz több feltételnek kell teljesülnie. Egyrészt megfelelő hőfokon kell megolvasztani a műanyagot, és nem árt a fűtött tányér sem. Érdemes jó minőségű filamentet vásárolni, hiszen a keverékeket tekintve bizony vannak különbségek az 5 és 10 ezer forintos töltetetek között. A drágábbak általában jobban megmunkálhatók, rugalmasabbak – bár nem mindig. Fontos megjegyeznünk, hogy a gyártók intelmei alapján csak a saját filamentjüket használhatjuk nyomtatókhoz, ám tapasztalatunk szerint ezt akár rugalmasan is kezelhetjük; érdemes körülnézni a fórumokban, hogy mások milyen töltetekkel és milyen beállításon kísérleteztek még.

Fontos a nyomtatófej pontossága és az azon elhelyezett ventilátor hatékonysága is, de ez persze a beállításoktól is nagy mértékben függ. Alapvetően minél aprólékosabbra állítjuk a nyomatot, annál jobb lesz a végeredmény, és az egyes részletek is jobban kivehetők lesznek. Emellett nagyon nem mindegy, hogy kell-e támasztékot használnunk, vagy sem.

Mivel az additív gyártási eljárás egymásra helyezi a rétegeket, értelemszerűen a levegőbe nem helyezhetünk el egy megolvasztott, majd azonnal lehűtött, pár mikrométeres műanyadarabkát. Legalábbis nem minden esetben. Van, hogy az anyag egymás mellé tapadva olyan erős kötést képez, hogy nem kell foglalkoznunk a gravitációval, minden más esetben viszont fel kell rá készülnünk (például ha egy PLA figurának orrot nyomtatunk). Ekkor a nyomtatás-előkészítő szoftverben érdemes bekattintani a támaszték, azaz support alkalmazását, így a szoftver előre kiszámolja majd, hogy hova kell kiegészítő huzalokat leraknia, amit később egy mozdulattal letörhetünk. E problémára egyébként megoldást jelenthet a vízben oldódó PVA (polivinil-alkohol) alkalmazása, ám utóbbi csak akkor lehetséges, ha nyomtatónk egyszerre két huzallal is tud dolgozni.

Egyéb finomságok

Érdemes emellett minden esetben talapzatot is nyomtatni modellünknek, hogy biztosítsuk a kellő tapadást. De ezt más módon is megoldhatjuk, a weben számtalan kiegészítő és praktika található, amelyek mind ezt segítik, mármint hogy a plasztik Big Ben ne akarjon a nyomtatás során felborulni. A digitalizált modelleket emiatt érdemes még nyomtatás előtt szeletelni, például a korábban már említett Cura szoftverrel, hiszen így eltüntethetjük a talapzat esetleges egyenlőtlenségeit.

Apropó, szoftverek. Érdemes még vásárlás előtt megnézni, hogy mit tartalmaz a 3D-nyomtató csomagja, a nagyobb gyártók ugyanis értékes ajánlatokkal próbálják magukhoz csábítani a vásárlókat, míg vannak olyan printerek is, amelyekhez semmi sem jár, csupán egy javaslat, hogy melyik ingyenes szoftvert töltsük le a gépünkre mellé. A megfelelő driverellátottság miatt logikusan nem ez a legjobb megoldás, hiába próbálnak meg itt is spórolni.

Hasznos szoftverek

Blender
Nyílt forráskódú, ingyenes 3D-tervező szoftver, amely professzionális igényeket is maximálisan ki tud elégíteni. A program kezelése korántsem magától értetődő, de szerencsére a weben könnyen találunk hozzá segédanyagokat.
Link: blender.org

Cura 3D
Nyomtatás-előkészítő szoftver több mint 200 különböző beállítással. Gazdag formátum- és printertámogatással rendelkezik, segítségével kicsinyíthetjük, nagyíthatjuk, szeletelhetjük, vagy éppen egyesíthetjük betöltött modelljeinket.
Link: ultimaker.com

Tinkercad
Könnyen kezelhető, böngészőben futtatható 3D-tervező szolgáltatás, amely kifejezetten oktatási célokra jött létre. A telepítést nem igénylő program kezelőfelülete rendkívül barátságos, és a kész modelleket a közösséggel is megoszthatjuk.
Link: tinkercad.com