Drukarki 3D na dobre zadomowiły się już zarówno w warsztatach makerów i mniejszych firmach, jak i na uczelniach wyższych oraz w pracowniach prototypowych największych światowych koncernów. W każdym przypadku użytkownicy stawiają swoim maszynom określone wymagania: w zastosowaniach amatorskich ważna jest łatwość obsługi i możliwie jak najniższa cena zakupu. Zastosowania profesjonalne wymagają za to efektywności produkcyjnej, mierzonej szybkością druku, niskimi stratami materiału i możliwością optymalnego wykorzystania dostępnej przestrzeni roboczej, jak i niezwykle ważnego dla aplikacji komercyjnych aspektu – niezawodności. Drukarki 3D produkowane pod marką firmy Prusa Research stanowią doskonały przykład połączenia wszystkich wymienionych zalet i dlatego właśnie od lat zbierają najwyższe nagrody w międzynarodowych rankingach maszyn drukujących. W tym artykule przyjrzymy się produkowanym obecnie przez czeską markę drukarkom 3D oraz akcesoriom i możliwościom rozbudowy.
Sukces, który narodził się z pasji i… dobrego pomysłu
W 2012 roku student Uniwersytetu Ekonomicznego w czeskiej Pradze – Josef Prusa – założył startup, w którym zamierzał prowadzić prace nad własnym projektem drukarki 3D. Choć Prusa rozpoczął zbieranie doświadczenia jako konstruktor-amator już trzy lata wcześniej, dopiero pod banderą własnej firmy jego projekt – bazujący na projekcie RepRap model Prusa Mendel – przekształcił się do „rynkowej postaci”, którą znamy z najnowszych modeli czeskiej marki. W 2011 powstał model Prusa Mendel 2, który stał się bezpośrednim protoplastą serii drukarek Original Prusa i3 – oznaczenie literowe w nazwie maszyny pochodzi od angielskiego słowa iteration (iteracja). Właśnie iteracje – oznaczające tutaj kolejne „pokolenia” tworzonych przez Josefa Prusę drukarek – najlepiej obrazują systematyczność przedsiębiorcy w rozwijaniu produktów, tak cenionych w świecie drukarek 3D. Dziś Prusa Research zatrudnia ponad 300 pracowników i sprzedaje ponad 6000 drukarek miesięcznie, choć linia produktów zawiera „zaledwie” trzy modele – flagową drukarkę FDM Prusa i3 MK3S, wysokiej klasy maszynę stereolitograficzną Orignal Prusa SL1 oraz najnowsze dziecko czeskiej firmy – Prusa Mini. Przyjrzyjmy się zatem bliżej każdej z tych maszyn.
Original Prusa i3 MK3S, czyli flagowiec w pełnej okazałości
Zdecydowanie najpopularniejszym modelem drukarki 3D spośród produktów Prusa Research jest kultowa już drukarka Original Prusa i3, której najnowsza wersja oznaczona została symbolem MK3S. Trójka oznacza kolejny numer nadany najnowszej edycji, gdyż model ten jest sukcesywnie rozwijany już od kilku lat. Oznaczenie „S” sygnalizuje swego rodzaju „lifting”, jakiemu został poddany design wersji i3 MK3. Maszyna ma budowę klasyczną, znaną z poprzednich modeli (w tym i3 MK2, i3 MK2S, i3 MK2.5 oraz – rzecz jasna – i3 MK3) – solidna, metalowa podstawa składa się z poziomych profili aluminiowych, skręconych z pionową ramą wykonaną z grubej blachy. Za pionowymi wspornikami znajduje się zasilacz oraz – po przeciwnej stronie stołu roboczego – obudowa, kryjąca w sobie przeprojektowaną od nowa płytę główną. Z przodu podstawy drukarki 3D znajduje się panel sterujący, uproszczony do maksimum – zawiera jedynie alfanumeryczny wyświetlacz LCD 4×20 znaków, pokrętło enkodera oraz przycisk reset. Po prawej stronie podstawy umieszczony został wyłącznik zasilania sieciowego, zainstalowany w niewielkiej pokrywie, tuż pod zasilaczem impulsowym.
Niezawodna elektronika i szereg zabezpieczeń
W drukarce Prusa i3 MK3S zastosowano szereg innowacyjnych rozwiązań, które pokochali użytkownicy na całym świecie. Jednym z nich jest indukcyjny czujnik P.I.N.D.A, służący do automatycznego poziomowania stołu roboczego – wszelkie nierówności powierzchni czy krzywizny montażowe są samoczynnie eliminowane poprzez odpowiednie sterowanie położeniem głowicy w osi Z. W głowicy drukującej znajduje się wysokiej jakości ekstruder bezpośredni z zębatkami Bondtech, ciche i wydajne wentylatory Noctua oraz przeprojektowany czujnik filamentu, który nie tylko znacznie ułatwia wymianę materiału, ale także pozwala na automatyczne wstrzymanie wydruku w przypadku, gdy w czasie pracy drukarki skończy się filament na załadowanej aktualnie szpuli. Głowica wykorzystuje uznany w świecie drukarek 3D hot-end E3D V6. Płyta główna EINSY RAMBo korzysta z najnowocześniejszych, scalonych sterowników silników krokowych, zdolnych do wykrywania wszelkich nieprawidłowości (np. zgubionych kroków), co umożliwia całkowitą redukcję ryzyka przesunięcia warstw, a dodatkowo pozwala na niezawodne pozycjonowanie osi drukarki bez użycia wyłączników krańcowych. Oprogramowanie płyty głównej drukarki Prusa i3 MK3S obsługuje funkcję Power Panic – automatycznie wznawia ona wydruk po przywróceniu zasilania sieciowego, jeżeli wcześniej nastąpiła awaria, która spowodowała niespodziewane przerwanie pracy. Co ciekawe, drukarka oferuje nawet tak zaawansowane udogodnienia, jak kompensacja termiczna rogów stołu roboczego, monitorowanie prędkości obrotowej wentylatorów, a nawet wsparcie dla serwera druku Octoprint (na płycie głównej znajduje się slot, przygotowany do podłączenia minikomputera Raspberry Pi Zero W). Dzięki temu Original Prusa i3 MK3S stanowi doskonały wybór dla firm, planujących budowę własnej farmy drukarek.
Prusa i3 MMU2S
Warto wiedzieć, że dla drukarek Original Prusa i3 MK3S oraz i3 MK2.5S powstał specjalny zestaw, pozwalający na drukowanie jednego detalu za pomocą nawet pięciu różnokolorowych filamentów. Ze względu na stopień złożoności i oferowaną funkcjonalność, zestaw MMU2S – bo o nim mowa – może być sam w sobie traktowany jako osobna maszyna. Za pomocą zaledwie trzech silników krokowych realizowane jest wybieranie jednego z kilku założonych do urządzenia filamentów, podawanie wybranego materiału do rurki PTFE, biegnącej do ekstrudera drukarki, a także… automatyczne obcinanie filamentu wyciągniętego z hotendu (w celu bezproblemowego, ponownego załadowania, gdy będzie to konieczne). Funkcjonalność MMU2S jest oczywiście silnie wspierana przez oprogramowanie Prusa Slicer, które nie tylko ustawia pożądane kolory dla określonych partii pliku *.gcode, ale także obsługuje funkcję automatycznego czyszczenia głowicy w obszarach wypełnienia, dzięki czemu na zewnętrzne, widoczne obrysy detalu dozowany jest zawsze filament we właściwym kolorze. Warto dodać, że Prusa Research oferuje szeroką gamę filamentów własnej produkcji, których wyjątkowo wysoka jakość pozwala w pełni wykorzystać możliwości drukarek 3D tej marki.
Original Prusa SL1
Prusa Research nie próżnuje także w zakresie drukarek stereolitograficznych. Model Original Prusa SL1 to wysokiej klasy drukarka, pracująca w technologii MSLA – kolejne warstwy światłoczułej żywicy są utwardzane za pomocą promieniowania UV, generowanego przez panel ultrafioletowych diod LED i maskowanego przez wysokiej rozdzielczości matrycę LCD. Pole robocze maszyny ma rozmiary 120 x 68 x 150 mm, zaś wymiary całej drukarki wynoszą zaledwie 400 x 237 x 225 mm. Kontroler urządzenia oferuje łączność przewodową (USB, LAN) oraz bezprzewodową (WiFi), zaś bezpośrednia obsługa drukarki jest możliwa za pomocą ergonomicznego, kolorowego wyświetlacza LCD z panelem dotykowym. Prusa SL1 może utwardzać warstwy żywicy z prędkością do 6 s/warstwę, niezależnie od pola jej powierzchni. Podświetlenie LED generuje fale UV o długości 405 nm, co jest rynkowym standardem. Dzięki temu możliwe jest stosowanie zarówno dedykowanej, oficjalnej żywicy, jak i materiałów dostarczanych przez innych producentów. Wysokość naświetlanych warstw zamyka się standardowo w zakresie od 0,025 mm do 0,1 mm, choć minimalna wysokość może wynosić jedynie 0,01 mm (czyli 10 mikrometrów)! Co bardzo ważne, maszyna jest w pełni wspierana przez oprogramowanie Prusa Slicer, dzięki czemu posiadacze kilku drukarek tego producenta mogą pracować w jednym, zunifikowanym środowisku.
Drukarka 3D Original Prusa Mini – maluch, który dużo potrafi
Firma z siedzibą w czeskiej Pradze stworzyła także inną, znacznie mniejszą drukarkę w technologii FFF – obok Original Prusa i3 MK3S można zakupić również maszynę o mało zaskakującej nazwie Original Prusa Mini. Zaskakujące są natomiast jej możliwości i parametry techniczne – rozmiary pola roboczego tej kompaktowej drukarki są nieco mniejsze, niż w przypadku flagowca i wynoszą 18 x 18 x 18 cm, co jednak jest wyjątkowo dobrym wynikiem, biorąc pod uwagę fakt, iż zewnętrzne wymiary całej drukarki wynoszą zaledwie 38 x 38 x 38 cm. Do obsługi maszyny jest przeznaczony ergonomiczny, odchylany panel z kolorowym wyświetlaczem LCD. Co niezwykle istotne, oprócz graficznego, intuicyjnego menu użytkownik otrzymuje w standardzie możliwość poglądu pociętego w slicerze modelu, bezpośrednio po podłączeniu nośnika USB, zawierającego plik *.gcode. Zastosowana w drukarce nakładka magnetyczna ze stali sprężynowej, znana z i3 MK3S, także tutaj umożliwia niezwykle łatwe zdejmowanie gotowych wydruków ze stołu roboczego. Warto wspomnieć także o możliwościach elektroniki sterującej – oprócz nowoczesnych sterowników silników krokowych marki Trinamic, płyta główna obsługuje łączność Ethernet oraz umożliwia podłączenie opcjonalnego modułu WiFi (ESP8266). Wbudowane zabezpieczenia sprawiają, że Original Prusa Mini jest doskonałym urządzeniem do budowy farmy drukarek 3D – niezawodność połączona z możliwościami łączności internetowej znakomicie ułatwia druk powtarzalnych detali w skali (prawie) przemysłowej.
Podsumowanie
Drukarki 3D firmy Prusa Research słusznie zaskarbiły sobie sympatię tysięcy użytkowników na całym świecie. Odbiorcy czeskich maszyn doceniają niezawodność, sporą ilość automatycznych funkcji i zabezpieczeń oraz wygodę obsługi i cichą, precyzyjną pracę. Efekty uzyskiwane z użyciem maszyn Prusa pozwalają na stosowanie wydruków nie tylko w aplikacjach amatorskich czy prototypowych, ale nawet w roli elementów urządzeń końcowych. Jednak nie powinno to dziwić – 500 drukarek z serii Prusa i3 pracuje non stop w praskiej siedzibie firmy, nieustannie tworząc elementy swoich klonów, które „zasiedlają” kolejne kraje świata. Idea samoreplikujących się maszyn przestała być fikcją i stała się realnym biznesem, z pożytkiem zarówno dla twórców maszyn, jak i coraz liczniejszych użytkowników.