Stroj, který mění prach v předměty

Tags: 3D tisk

Větší, komfortnější, s kvalitnějšími výstupy

Výrazně se ZPrinter 650 liší od typu 450 už designem – svými rozměry a uspořádáním, kdy odprašovací komora, přestože je se strojem několika šrouby spojena a při provozu musí být propojena přes systémový konektor, představuje v zásadě samostatnou, odnímatelnou jednotku, v jejíž spodní části najdeme skříňku, praktický úložný prostor pro dodané plnící, čistící a další příslušenství.

Prostorná pracovní část vlevo a odprašovací komora, kterou lze jednoduše přeměnit v postprocesní pracoviště s aktivním filtrem a odsávacím zařízením.

Ačkoliv i typ 450 vytvářel plnobarevné modely, ZPrinter 650 se od něj v tomto ohledu principiálně vcelku zásadně odlišuje. Barvy zde nevznikají z inkoustů potiskem pomocí tříbarevné tiskové hlavy HP 57, nýbrž se používají již náplně s barevným pojivem, a to včetně černé. Stroj má tedy pět samostatně vyměnitelných zásobníků s netoxickým pojivem (lepidlem) – vedle litrových náplní s čirým a černým pojivem jsou to tři 300ml cartridge barevné (C, M, Y), jejichž nechtěnou záměnu znemožňují zámky. Přístup k zásobníkům a jejich výměna je velmi snadná. Kromě prášku a pojiva používá ZPrinter 650 ještě další spotřební materiál, a to čistící tekutinu ve vyměnitelném litrovém zásobníku, kterou se v parkovací stanici ostříkávají trysky tiskových hlav.

Výhodou tohoto stroje je velký tiskový prostor 254×381×203 mm (v případě typu 450 to bylo 203×254×203 mm) a výrazného zdokonalení doznala již zmíněná odprašovací komora. Ta už zde neslouží jen ke zbavení modelu přebytečného prášku pomocí ofoukání ruční tryskou, ale dokáže plnit funkci postprocesního pracoviště. Je vybavena snadno vyměnitelným aktivním filtrem a odsávacím zařízením, které umožňuje zhotovené modely infiltrovat přímo v jejím prostoru, takže není nutné je přenášet na jiné větrané pracoviště. Ačkoliv by toto příslušenství mohlo svádět k použití coby digestoře, například při lakování či jiném chemickém ošetřování výrobků, výrobce před tímto varuje a na štítku upozorňuje, že je zařízení určeno pouze pro redukci pachu z infiltrantu Z-Bond. Prostor komory je osvětlen a pro potřeby infiltrování, či pouhého odložení předmětu se spodní část s odprašovacím roštem zakryje uvnitř složeným plechem, čímž se zároveň zpřístupní výše popsané zařízení pro odsávání par. Další „vychytávkou“ je pracovní „podnos“, který najdeme zasunutý ve dvířkách spodního úložného prostoru, můžeme jej nasadit na výklopné rameno v pravé části skříně a získat tak ucelené autonomní pracoviště. Přestože 3D tisk a údržba stroje obnáší mnohem více úkonů a „ruční práce“ než běžný tisk na papír, evidentní snahou výrobce je v případě ZPrinteru 650 dosáhnout maximální automatizace a uživatelského komfortu.

Tiskneme ve 3D

Jak již bylo uvedeno, zařízení ZPrinter 650 používá pro vytváření barevných modelů již přímo barevná pojiva. Zatímco model 450 tiskne barvy běžně dostupnou „tříbarevnou“ inkoustovou kazetou/hlavou HP 57 a pojivo se do vrstev prášku nanáší hlavou HP 11, u ZPrinteru 650 slouží k nanášení všech náplní hlava HP 11, tedy přesněji pět těchto hlav. Z nově zakoupených cartridgí HP 11 je potřeba vypustit inkoust a nechat je pročistit, to vše se děje automaticky po spuštění procesu výměny hlav – inkoust se vypustí do odpadního boxu a hlavy se propláchnou příslušným pojivem. Nyní jsou připraveny sloužit k nanášení pojiv. Po průchodu 1000 ml čirého pojiva hlavou začne systém upozorňovat na potřebu její výměny. Upozornění nemusíme respektovat, je pak ale třeba počítat s postupně se zhoršující kvalitou povrchu „výtisků“.

ZPrinter 650 používá běžně dostupné tiskové hlavy HP 11

Vložku aktivního filtru vyměníme snadno.

Princip tisku je zde, až na použití barevných pojiv, stejný jako u nižšího modelu. V první fázi přesune rotující válec tenkou vrstvu prášku na pracovní plochu a tiskové hlavy nanesou pojiva ve vodorovném řezu vyráběného modelu. V druhé fázi sjede pracovní plocha o krok směrem dolů, čímž vytvoří prostor pro další vrstvu prášku. Postup se opakuje až do zhotovení celého prototypu. Vertikální krok (tloušťka vrstvy prášku) je softwarově nastavitelný pro každou tiskovou úlohu, pohybuje se, stejně jako u ZPrinteru 450 v hodnotách 0,089 – 0,102 mm. Rozlišení tisku jednotlivých vrstev je však u ZPrinteru 650 vyšší, a to 600×540 dpi (u modelu 450 to bylo 300×450 dpi). Dosahovaná rychlost vrstvení i zde představuje 2 až 4 vrstvy za minutu, podle složitosti tištěného řezu. Vyráběný díl je po celou dobu a ze všech stran dokonale podepřen okolním (neslepeným) práškem. Prášek se používá opakovaně, při přečerpávání pomocí vestavěného vysavače prochází přes filtr a má tedy stále stejnou jakost.

Plnění systému práškem pomocí vestavěné sací hadice. Dno originální nádoby s práškem je kvůli snadnému vyprázdnění kónické.

Pro každé pojivo má stroj kromě cartridge vnitřní zásobník, který musí být nejdříve zaplněn. Hladinový senzor sepne vždy při poklesu hladiny ve vnitřním zásobníku pod maximální hodnotu, nemůže se tedy stát, že někdy v průběhu tisku dojde pojivo. V případě, že hladina ve vnitřním zásobníku nedosahuje maxima, systém, dokud nezaložíme novou cartridge, neumožní spustit úlohu.

Po dokončení tisku následuje odstranění přebytečného prášku a infiltrace modelu (úkony popsané podrobně v článku o ZPrinteru 450), s tím, že jak už bylo uvedeno, všechny operace můžeme v případě ZPrinteru 650 provést přímo na stroji.

I když ani výstupy z tohoto zařízení nevynikají vyloženě hladkým povrchem, jejich kvalita a barevná věrnost je velmi vysoká. Po nainfiltrování epoxidem se vyznačují vyšší pevností v tahu, až 24 MPa, čehož je dosaženo díky novějšímu složení sádrokompozitního prášku a pojiva.

Zhotovený model je třeba zbavit nespojiteho prášku.

Software a ovládání

Výrobce ke stroji standardně dodává obslužný software ZPrint, schopný pracovat s modely v běžných 3D formátech (STL, VRML, PLY, 3DS, ZPR), umožňuje 3D prezentace i textový popis. Prostřednictvím stavových oken aplikace uživatele mimo jiné informuje o stavu veškerého spotřebního materiálu, o potřebném množství prášku a jednotlivých pojiv, počtu vrstev či době tisku. Kromě toho má uživatel možnost provádět různá nastavení, například povolit vyprázdnění tiskové komory hned po dokončení tisku, nebo zvolit úroveň saturace pojivem. V případě, že z různých důvodů požadujeme nižší dávkování pojiva, musíme počítat s vyšší křehkostí modelu, zvláště v jeho tenčích částech, a postupovat opatrněji při oprašování a infiltraci, přičemž někdy je nezbytné nechat vygenerovat a současně s modelem tisknout i podpůrnou strukturu.

Velký otočný ovladač/tlačítko umožňuje nejen snadnou navigaci v menu

ZPrinter 650 se vyznačuje vysokým stupněm automatizace a ochrany před chybami obsluhy. Před zahájením tisku se například vždy sama začne nanášet a zarovnávat potřebná základní vrstva. V případě, že jsme ji však nechali vytvořit již po předchozím tisku, máme možnost probíhající proces zrušit.

Stejně jako typ 450 má i ZPrinter 650 jednoduchý ovládací panel s pětiřádkovým alfanumerickým displejem a velkým otočným ovladačem, který funguje zároveň jako potvrzovací tlačítko. Ovladač slouží jak k navigaci v menu tak např. k přímé regulaci intenzity ofukování modelu.

Stroj můžeme provozovat jako síťovou tiskárnu v síti ethernet 100/10 Base T a máme tedy možnost jej snadno začlenit do prostředí s více uživateli, nebo přinejmenším nejsme omezeni délkou kabelu ke své stanici. ZPrinter 650, byť je vybaven kolečky, totiž skutečně není žádný drobek, se svými 340 kilogramy je jistě stavěn spíše pro pevně vyhrazené místo ve firmě, které samozřejmě nemusíme najít zrovna vedle pracovního stolu. Při stěhování ale tomuto stroji budiž ke chvále, že i přes své rozměry projde standardními 80cm zárubněmi.