Ahoj Ještě jednou, a ještě jednou v souvislosti s 3D sculptingem.
V minulém článku
jsem mluvil mimo jiné o tom, že pořízení pevné kopie 3D sculptu
není zrovna levnou záležitostí. Mluvil jsem také o tom, že
pokud si budete chtít pořídit 3D tiskárnu s dobrým rozlišením,
budete si muset připravit 100.000,- a víc. Jak jsem ale zjistil, není to tak úplně
pravda. Existuje totiž tiskárna s vynikajícím rozlišením,
kterou seženete pod hranicí 20.000,- Kč. Jmenuje se Anycubic
Photon.
DLP/LCD technologie
Už nějakou dobu
jsou na trhu k dispozici menší tiskárny, většinou založené na
DLP nebo LCD 3D tisku. Tento tisk je založený na principu DLP
projektoru nebo lcd matrice, která na fotocitlivou pryskyřici
promítá jednotlivé průřezy modelu. Každý průřez představuje
vrstvu s určenou tloušťkou a zdroj světla ozařuje vždy jen
oblast, kterou ve stavební komoře zaujímá plocha vrstvy modelu.
Ve stavební komoře je obvykle nádržka na fotoreaktivní (UV světlem vytvrzovaný) tekutý resin, která má
průhledné dno. Na ně je v resinu ponořena stavební platforma,
plocha, na níž přilnou první vrstvy vytvrzené pryskyřice a
staví se na ní model. Tato platforma je umístěna na pozicovacím
zařízení (většinou šroub s nízkým stoupáním závitů),
které zajišťuje přesný pohyb platformy v ose Z (nahoru a dolů).
Stavební platforma se ponoří do pryskyřice až k průhlednému
dnu nádržky, respektive je ode dna vzdáleno o nastavenou hodnotu
šířky vrstvy(první vrstvy mívají delší dobu osvitu, aby se
pojistila pevnost základů modelu). DLP nebo LCD matrice osvětlí
zespodu přes průhledné dno nádržky plochu první vrstvy. Po
vytvrzení, které obvykle trvá 3-20 sekund (první vrstvy až 50 sekund), se platforma zvedne ven
z nádržky , aby "odloupla" model od jejího dna a samozřejmě také umožnila pryskyřici natéct zpět na průhledné
dno v místech, kde vznikla první vrstva, a pak se opět do nádržky
ponoří. Poslední vytvrzená vrstva se zastaví těsně nad průhledným dnem, na vzdálenost
určené šířky další vrstvy. Na průhledné dno nádržky je
znovu promítnuta maska další vrstvy modelu a celý proces se
opakuje.
Model tedy vzniká
hlavou dolů, a jak vznikají další a další vrstvy, model se
jakoby vynořuje z nádržky ven. Zatímco tisková plocha v osách
XY (ve vodorovné rovině) je limitovaná rozlišením a velikostí
DLP / LCD matrice, v ose Z může být velikost tisku mnohonásobně
větší, než je hloubka nádrže (ta bývá zpravidla vysoká jen
několik centimetrů).
Tímto způsobem
vznikají poměrně kvalitní modely s vysokým rozlišením. Při
použití HD obrazového čipu a rozlišení 50 mikronů (0,05 mm) v
rovině XY je maximální objem stavebního prostoru (tedy rozměr,
do nějž se váš model musí vejít) něco kolem 12x6x16 cm.
Stavební plocha může být i větší, ale souběžně s tím se
mění i rozlišení. Pokud zvětšíte vzdálenost mezi čipem/matricí a
dnem nádržky, případně zvětšíte velikost LCD maskovacího displeje pode dnem nádržky tak, aby výsledný promítaný obraz/maska a tím i
velikost modelu byli 2x větší, sníží se tím i rozlišení,
protože místo 50 mikronů, tedy dvacetina milimetru, bude mít
každý pixel dopadající na fotoreaktivní pryskyřici 100 mikronů,
tedy desetinu milimetru. To samozřejmě znamená, že zatímco v
prvním případě každý detail na modelu bude stavěn z dvaceti
bodů na milimetr, ve druhém případě to už bude jen z deseti
bodů. Za zvětšení stavebního prostoru se tak platí snížením
rozlišení.
Poznámka -
většina strojů na trhu má stabilně
nastavenou vzdálenost světelného zdroje, respektive velikost promítaného obrazu/masky, a v
osách XY nabízejí jen jedno rozlišení,
existují ovšem i tiskárny, které dokáží v určitém (malém)
rozsahu vzdálenost měnit a je možné nastavit i rozlišení v
osách XY, samozřejmě s tím, že u většího rozlišení se
zmenšuje stavební prostor tiskárny.
Netrpělivě se čeká na tiskárnu, která při zachování
stávající obvyklé velikosti stavebního
prostoru nabídne vyšší rozlišení. K tomu je třeba zapojit
místo fullHD čipů 4K technologii. A zdá se, že první vlaštovkou
bude tiskárna Fab od společnosti KUDO 3D, která si ve formě
prototypu už odbyla první představení
. A tato tiskárna jistě nebude patřit k těm levnějším.
Mnoho projektů
malých, stolních 3D tiskáren vybavených DLP nebo LCD technologií,
začínalo svou pouť na komunitních crowdfundoingových portálech
jako je Kickstarter nebo Indiegogo. Skutečně dnes existuje mnoho
malých firem, které nabízí podobné tiskárny v cenové relaci do
500 dolarů, tedy zhruba do 12.000,- . Kvalita a hlavně
spolehlivost je však mnohdy pochybná. Mnoho projektů zkrachovalo,
jiné se potýkají s technickými problémy svých zařízení, a
kvalita výtisků není nijak oslnivá i při vysokém rozlišení.
Minimálně jeden
typ tiskárny v tomto segmentu se však odlišuje. Je technologicky
velmi jednoduchý = uživatelsky velmi přívětivý, jeho cena jen
mírně překračuje 500 dolarů a kvalita výtisků z této tiskárny
je prostě ohromující.
Je to
Anycubic Photon 3D
tiskárna
Především je
třeba říci, že celé jméno společnosti zní Shenzhen Anycubic Technology Co, Ltd . Je
tedy zřejmé, že se jedná
o čínského výrobce. To ale není důvod k obavám. Doba, kdy jsme
vše dovezené z Číny automaticky považovali
za šmejd, je nenávratně pryč. Čína
je dnes rostoucím technologickým gigantem, a i když můžeme mít
lecjaké výhrady k tamějšímu režimu, v oblasti technologií míří
Čína
na špičku.
Anycubic
Photon je toho důkazem. Podle všech dostupných informací se jedná
o velmi kvalitní, byť velmi jednoduchý stroj, který ve svém
segmentu nemá konkurenci (pokud je to jinak, napište do komentářů,
rád rozšířím svůj obzor)
Tiskárna
disponuje 2K LCD matricí,
tedy rozlišením 2560 x 1440 obrazových bodů. To
je více než HD. To v praxi
znamená, že horizontální
rozlišení v osách XY je
47 mikronů (0,047mm).
Každý milimetr tak pokrývá něco
přes 21 tiskových bodů.
V ose Z je rozlišení ještě vyšší, nejnižší doporučená
vrstva je 25 mikronů
(0,025 mm), to znamená že
do jednoho milimetru se vejde až 40 vrstev. To už je na hranici
profesionálního tisku. Zajímavé je, že v ose Z může být
rozlišení ještě zvýšeno. Teoreticky je možné nastavit sílu
vrstvy na 10 mikronů (0,01 mm), tedy
100 vrstev na mm. To
už je šílené. Je třeba si uvědomit, že průměr lidského
vlasu je cca 80 – 100 mikronů. Nicméně
nastavení této vrstvy je
problematické. Už proto, že horizontální rozlišení je 47 míikronů. Nastavení nejnižší 10ti mikronové vrstvy tak má smyl hlavně ve chvíli, kdy je na modelu hodně jemných detatilů orientovaných přes osy XY, například jemné, převážně horizontální linie. Pak může ultra nízké rozlišení 10 mikronů v ose Z viniknout. Jenže tak nízké rozlišení naráží i na limity většiny pryskyřic, kterté už nejsou schopny v tak tenké vrstvě správně vytvrzovat ani při relevantní změně parametrů osvitu. Vrstvy jsou prozařovány a dochází k dpodatečnému tvrzení další vrstvy nad tou aktuální. Tomu se říká křížové vytvrzování a v konečném důsledku to degraduje detaily modelu. Povrch je pak velmi hladký, ale platí se za to ztrátou detailu. Pokud už se tiskař rozhodně pro tak radikální zvýšení rozlišení, je třeba provést hodně testů, a dost možná vyzkoušet i prysklyřice jiných výrobců, aby se našla ta nejlepší pro danou sílu vrstvy, která dokáže udržet detail i hladký povrch modelu Každopádně firma doporučuje u svých pryskyřic jako nejnižší
výšku vrstvy určovat 25 mikronů, což je ale podle mého soudu
více než dostatečné rozlišení.
Modelovací
prostor, a tedy maximální rozměr modelu, je 115x65x155 mm. Pro
miniatury tedy naprosto dostačující, a větší modely je možné
tisknout po dílech.
Rychlost
tisku je také velmi slušná – v závislosti na rozlišení se
podle výrobce i testů nezávislých spotřebitelů pohybuje mezi 10
– 20 mm za jednu hodinu. Takže například 54mm vysoká figurka
tištěná nastojato v nejvyšším rozlišení se bude teoreticky
tisknout cca 6 hodin. To je výborná hodnota. Pokud ji položíte,
máte za dvě hodiny hotovo. Nemluvě o tom, že můžete tisknout
více modelů, jejich množství je limitováno pouze stavebním
prostorem tiskárny. Ovšem s tiskovou orientací je to
komplikovanější, ale k tomu se ještě vrátím.
To
jsou tedy důležité specifikace tiskárny, které zásadně
ovlivňují kvalitu výsledných tisků.
Pak
jsou tu samozřejmě některé další aspekty, které už jsou méně
povzbudivé. Především je to cena pryskyřice, která je poměrně
vysoká (u českého dodavatele necelé dva tisíce za půl litru. To
opravdu není málo, ale je zřejmé, že se nijak výrazně neliší
od ceny konkurenčních pryskyřic. Tato tiskárna může tisknout
dokonce i pryskyřicemi od jiných výrobců (některé jsou o něco
levnější), vždy je ale testováním třeba najít správné časy
osvitu a optimální tloušťku vrstev. Mnozí nadšenci v komunitě
kolem této 3D tiskárny sestavili tuto
tabulku vyzkoušených alternativ pro tiskaře, kteří na testování nemají čas nebo žaludek. V ní
případní zájemci najdou
alternativní pryskyřice pro
tuto tiskárnu a doporučené
nastavení a časy
pro tvrzení materiálů.
Na rozdíl od profesionálních strojů je třeba hlídat hladinu resinu v nádržce a doplňovat jej v průběhu tisku. U drahých tiskáren je tato funce automatická, ale cena profi strojů je násobně a někdy i řádově vyšší.
Poznámka: při tiskové přípravě je dobré předem odhadnout množství pryskyřice, které bude třeba k vytištění modelu a do nádržky nalít o něco víc. U velkých objemných modelů to není možné a musí se resin doplňovat za běhu, pokud to ale jde, je dobré se snažit mít v nádržce dost resinu na celý tisk. Je třeba si uvědomit, že tiskárna tiskne ve velikém rozlišení a jakákoli manipulace s ní a tím vzniklý otřes, byť i nepatrný, může mít za následek drobné nepřesnosti nad rámec limitu rozlišení!
Na rozdíl od profesionálních strojů je třeba hlídat hladinu resinu v nádržce a doplňovat jej v průběhu tisku. U drahých tiskáren je tato funce automatická, ale cena profi strojů je násobně a někdy i řádově vyšší.
Poznámka: při tiskové přípravě je dobré předem odhadnout množství pryskyřice, které bude třeba k vytištění modelu a do nádržky nalít o něco víc. U velkých objemných modelů to není možné a musí se resin doplňovat za běhu, pokud to ale jde, je dobré se snažit mít v nádržce dost resinu na celý tisk. Je třeba si uvědomit, že tiskárna tiskne ve velikém rozlišení a jakákoli manipulace s ní a tím vzniklý otřes, byť i nepatrný, může mít za následek drobné nepřesnosti nad rámec limitu rozlišení!
Dalším
méně povzbudivým aspektem jsou tiskové podpory. To je obecný
problém u tisku DLP/LCD (podobně jako u SLA). Modely
totiž není možné tisknout bez podpor. Tedy přesněji, většinu
modelů. Jakmile je na modelu některá část přečnívající, je
třeba ji podepřít podpůrným lešením, kterému se prostě říká
podpory. Ty vedou od základny modelu a každá z podpor se jej
dotýká. Bod doteku je sice drobný (jeho průměr lze nastavit),
ale po odlomení zanechává stopu, kterou je potřeba začistit.
Když je podpor hodně, je třeba věnovat finální úpravě modelu
mnohem více
času. Někdy to může být opravdu náročné a vyčerpávající.
Proto je dobré dávat podpor co nejméně to jde, avšak dostatek,
aby se model nedeformoval. To vše je otázka zkoušení a praxe, při
níž získáte zkušenosti.
Program Anycubic
Photon Slicer
S
tiskárnou Anycubic
Photon je dodáván i jejich vlastní slicer, zjednodušeně řezač,
který rozřeže model na vrstvy. Vzniklé vrstvy jsou poté
uloženy do souboru pracovního prostředí tiskárny
(soubory.photon), který
je
nahrán do přístroje a v něm (po zahájení tisku) jsou
vrstvy jedna po druhé
odesílány na zobrazovací jednotku. Rozdělení modelu ale není
všechno, co Anycubic Photon Slicer
dokáže. V tomto jednoduchém prográmku umístíme model na
pracovní plochu, která je
znázorněna drátovým kvádrem. Pro
názornost jsem do něj načetl nedokončený model hlavy Khabragského válečníka z minulého článku.
Pokud
model přesáhne tisknutelnou hranici, příslušná stěna kvádru
zčervená a upozorní vás
tím, že model je mimo povolenou zónu.
V
této zóně si také model napolohujete, a vytvoříte
tiskové podpory.
Samotná orientace modelu na tiskové ploše je malou vědou. Poloha tisku je důležitá, už kvůli rozdílným rozlišením v osách XY a Z. Obecně se dopručuje, aby model byl nakloněn zhruba v úhlu 30 -45 stupňů. Viděl jsem ale krásné výtisky, kdy figurka byla postavena prostě na podstavci. Zřejmě to chce vyzkoušet jeden model vytisknout více způsoby, a pak zhodnotit, který tisk je povrchově kvalitnější z té či oné strany a pak tento způsob orientace modelu používat i u jiných modelů.
Naklonění modelu (obzvláště u velkých modelů, které mají v jedné ose velkou plochu a svádějí tím tiskaře k tomu, aby byl model na tuto plochu položen) se doporučuje i prtoto, že se tím sníží plocha jednotlivých vrstev. Při odlupování vytvrzené vrsty od průhledného dna nádržky musí být vyvinuta určitá síla. V případě příliš velké plochy přilepené ke dnu nádržky by tato síla nemusela stačit a tisk by mohl selhat nebo by se model místo ode dna nádržky mohl odloupnout od stavební platformy (pokud nesedí přímo na ní ale je podepřen podporami). Když se tedy tiskne nějaký objemný ale plochý díl, rozhodně se doporučuje nepokládat jej na plochu, ale postavit jej na šikmo. Tím se průřez jednotlivými vrstvami o dost zmenší a riziko selhání tisku je odstraněno, nebo přinejmenším minimalizováno.
Naklonění modelu (obzvláště u velkých modelů, které mají v jedné ose velkou plochu a svádějí tím tiskaře k tomu, aby byl model na tuto plochu položen) se doporučuje i prtoto, že se tím sníží plocha jednotlivých vrstev. Při odlupování vytvrzené vrsty od průhledného dna nádržky musí být vyvinuta určitá síla. V případě příliš velké plochy přilepené ke dnu nádržky by tato síla nemusela stačit a tisk by mohl selhat nebo by se model místo ode dna nádržky mohl odloupnout od stavební platformy (pokud nesedí přímo na ní ale je podepřen podporami). Když se tedy tiskne nějaký objemný ale plochý díl, rozhodně se doporučuje nepokládat jej na plochu, ale postavit jej na šikmo. Tím se průřez jednotlivými vrstvami o dost zmenší a riziko selhání tisku je odstraněno, nebo přinejmenším minimalizováno.
Pokud jde o podpory, slider dokáže jednak vytvořit podpory
automaticky, ty mají však tu nevýhodu, že nemusí být na všech
potřebných místech, nebo naopak mohou být i tam, kde to nebude
nezbytně třeba. To však začnete poznávat až zkušenostmi se
samotným tiskem. Každopádně podpory můžete vytvořit i ručně,
to je však doporučováno jen zkušeným tiskařům, kteří mají
perfektní přehled o možnostech tiskárny a pryskyřic. Ideální
je nechat vytvořit podpory automaticky, a pro jistotu ručně přidat
podpory tam, kde se vám zdá, že by případně mohly chybět.
Pokud jde o podporu, mohu doporučit také Meshmixer
od Autodesku, který umožňuje o něco pokročilejší práci s
podporami, a navíc také dokáže opravit stl. soubor, který má
chyby nepřípustné ve 3D tisku (například neuzavřený povrch,
špatně orientované trojúhelníky povrchu atd.)
Slicer
od Anycubicu podporuje stl
formát, což je nejrozšířenější formát pro 3D tisk, a měl by
zvládnout i formát obj,
což je obecnější 3D formát. Obj
se mi ale do Sliceru načíst nepodařilo, Meshmixer od Autodesku to
nicméně zvládl
bez potíží. V něm jsem
si převedl obj formát do stl
a ten už Anycubic Slider
bez potíží načetl.
Na
fotografiích výtisků, které jsou pořízeny přímo výrobcem, si
můžete udělat představu o vysoké kvalitě tisku této tiskárny.
Jsou to hromující výsledky, které je možné bez problémů srovnávat s výtisky strojů vyšší cenové třídy. A je třeba dodat, že povrch modelu je možné ještě zjemnit leštěním speciálními hadrovými leštícimi kotoučky, které dokážou jakoby zbrousit mikroskopické nerovnosti povrchu (typicky pixelové hrany na vrstvách modelu) aniž by setřeli jemné detaily. Také se povrch leští korkem. Další možností je aplikovat na model speciální lak, který nezaleje tisknuté detaily, ale zaplní mikroskopickou strukturu tištěných pixelů a/nebo vrstev. Podtrženo a sečteno, z této tiskárny můžete v konečném důsledku vydolovat výtisky povrchem srovnatelné s reálnými skulpty, ale lepšími detaily, než by kterýkoli mistr zvládnul vymodelovat i s tou nejsilnější lupou v reálném světě.
Pokud jde o to, kde tiskárnu používat, je sice pravda, že
pryskyřice do tiskárny jsou toxické a stejně jako u klasických
dvousložkových resinů je třeba chránit se před potřísněním
nebo vdechnutím (gumové lékařské rukavice, zdravotnická
rouška), ale tiskárna sama je vybavena filtrem s aktivním
karbonem, který by měl odfiltrovat zápach a toxické prvky.
Nedaří se to prý úplně, takže je dobré často větrat, nebo
ideálně vyvést vzduch z filtru rourou mimo pracovní místnost,
ale jinak myslím že tiskárna je opravdu bez problémů použitelná
v kancelářském/domácím/dílenském prostředí.
Jsou to hromující výsledky, které je možné bez problémů srovnávat s výtisky strojů vyšší cenové třídy. A je třeba dodat, že povrch modelu je možné ještě zjemnit leštěním speciálními hadrovými leštícimi kotoučky, které dokážou jakoby zbrousit mikroskopické nerovnosti povrchu (typicky pixelové hrany na vrstvách modelu) aniž by setřeli jemné detaily. Také se povrch leští korkem. Další možností je aplikovat na model speciální lak, který nezaleje tisknuté detaily, ale zaplní mikroskopickou strukturu tištěných pixelů a/nebo vrstev. Podtrženo a sečteno, z této tiskárny můžete v konečném důsledku vydolovat výtisky povrchem srovnatelné s reálnými skulpty, ale lepšími detaily, než by kterýkoli mistr zvládnul vymodelovat i s tou nejsilnější lupou v reálném světě.
Tiskárna má vpravdě stolní rozměry – 22x20x40 cm.
Výborné výsledky, kterých tiskárna dosahuje, můžete posoudit třeba v následujících videích dohledaných na Youtube. A stojí to za shlédnutí :).
U
nás je prodejcem pan Ing. Jan Ludvík, web
na adrese https://www.shop3d.cz/.
Cena je o něco vyšší než na Amazonu, což je samozřejmě
pochopitelné a když vezmete v úvahu clo, DPH a poštovné, je cena
pořád velmi přijatelná.
Navíc zde můžete zakoupit i půllitrové balení pryskyřic.
Tato tiskárna mne maximálně zaujala. Je to další krok k etablování 3D tisku v segmentu pro soukromé a domácí využití. To vidím v mnoha oblastech, profi i hobby - klasickou modelařinou počínaje, přes figurkařinu, tvorbu a výrobu šperků, až po designérské práce s miniaturnímy výstupy. A může se hodit třeba i jako výrobní prostředek při tvorbě loutek a rekvizit pro loutkové animované filmy :). Je pravda, že cena není nejnižší, ale ve srovnání s jinými profesionálními stroji (a mnoha z nich se Anycubic Photon prakticky vyrovná) je cena opravdu minimální a velmi přijatelná.
Tato tiskárna mne maximálně zaujala. Je to další krok k etablování 3D tisku v segmentu pro soukromé a domácí využití. To vidím v mnoha oblastech, profi i hobby - klasickou modelařinou počínaje, přes figurkařinu, tvorbu a výrobu šperků, až po designérské práce s miniaturnímy výstupy. A může se hodit třeba i jako výrobní prostředek při tvorbě loutek a rekvizit pro loutkové animované filmy :). Je pravda, že cena není nejnižší, ale ve srovnání s jinými profesionálními stroji (a mnoha z nich se Anycubic Photon prakticky vyrovná) je cena opravdu minimální a velmi přijatelná.
Jakmile
dokončím bustu Khabragského válečníka (což asi bude ještě
nějaký ten čas trvat), nechám ji vytisknout na této tiskárně a
samozřejmě budu fotky prezentovat i tady. Jsem velmi zvědavý, jak
bude reálný model vypadat.
Prozatím
přeji hezký zbyteček prázdnin a v září se sejdeme už u nových
figurek vytvořených klasickou modelářsko-sochařskou
cestou – tedy rukama
:).
Hezký
den všem
Borek
Kde
zakoupit Anycubic Photon –