Nie kupuj drukarki 3D wielokolorowej, zanim nie zrozumiesz, co tak naprawdę oznacza „odpady czyszczące”

Po latach drukowania w jednym kolorze filamentu, pomysł drukarki 3D wielokolorowej wydał mi się niezwykle atrakcyjny. Nie da się też zaprzeczyć rezultatom. Wielokolorowe wydruki to duży krok naprzód pod względem estetyki, a także przynoszą duże praktyczne korzyści w przypadku wydruków funkcjonalnych.

Ale typowy system wielokolorowy ma paskudny sekret: odpady po płukaniu.

Co tak naprawdę oznacza „usuwanie odpadów” w rzeczywistych wydrukach

Co za strata!

Możesz być świadomy małego „kanału na odchody” z tyłu drukarek wielokolorowych lub drukarek, które mają opcję późniejszej aktualizacji do wersji wielokolorowej.

Możesz też być świadomy, że te małe „kupki” wychodzą. To jest oczyszczanie odpadów.

Ale dlaczego tak się dzieje? Odpowiedź sprowadza się do tego, jak działa najczęściej spotykany system wielokolorowy. Większość drukarek ma jeden dyszę i gorący koniec. System wielokolorowy w praktyce musi za każdym razem ładować i rozładowywać potrzebny filament przy każdej zmianie koloru.

Czyszczenie musi się odbyć, aby upewnić się, że w dyszy nie pozostał żaden wcześniejszy filament. To, w połączeniu z wieżą do inicjacji filamentu, tworzy całkowitą ilość odpadów zebranych w pojemniku. Ile jest odpadów, zależy od wydruku, ale z mojego doświadczenia często jest ich więcej niż całkowita ilość materiału w gotowym produkcie!

Dlaczego twoja drukarka może marnować więcej filamentu niż zużywa

Ile?!

Aby zilustrować, dlaczego te drukarki mogą marnować tak dużo materiału, przygotowałem test ekstremalny, używając mojej czterokolorowej, wielomateriałowej drukarki Centauri Carbon 2. Pobrałem model robota stworzony przez fana, nazywanego „Tachikoma”, który pojawia się w jednym z moich ulubionych cyklów cyberpunkowych, Ghost in the Shell. Model nie zawiera żadnych kolorów, więc spędziłem kilka godzin, starannie go „malując” w slicerze, aby uzyskać jak najwięcej szczegółów kolorystycznych, nie przejmując się przy tym wcale marnotrawstwem.

Jak widać w podglądzie pokrojonym na warstwy, 500 g z 800 g całkowitej ilości materiału użytego do tego modelu to odpady purge! Oczywiście jest to skrajny przykład, ponieważ obejmuje on ponad 1100 zmian koloru. Jednak nawet gdy optymalizuję modele, aby mieć jak najmniej zmian koloru, nie jest niczym niezwykłym, że 25% całkowitej użytej ilości materiału stanowią odpady purge.

Przy okazji, omówiłem, jak zminimalizować odpady związane z oczyszczaniem w osobnym artykule, który powinien pomóc Ci zrozumieć, jak złagodzić ten problem.

Prawdziwy koszt: czas, pieniądze i wpływ na środowisko

Tylko ty możesz zdecydować, czy to się opłaca

Jak bardzo mają znaczenie te marnotrawstwa? Wszystko zależy od tego, co uważasz za ważne i co cenisz. Pierwszym kosztem jest czas. Zmiana koloru dodaje dużo czasu do wydruku. Na przykład, jeśli zdecyduję się po prostu pomalować czarne i białe części mojego modelu Tachikoma, zaoszczędziłbym ogromną ilość materiału i czasu wydruku. Jednak czy mógłbym zrobić to dobrze, i czy czas, który poświęcę na to, jest dla mnie cenniejszy niż czas wydruku bez angażowania ręki i marnotrawstwo materiału?

Nie mogę odpowiedzieć na to pytanie za ciebie, ale w przypadku jednorazowego modelu Tachikoma, który będzie zdobił moją półkę przez wiele lat, warto. Czy taka ilość odpadów byłaby warta dla licencjonowanych modeli, które drukuję i sprzedaję? Nie! Ponieważ utrudnia to osiągnięcie odpowiedniej ilości produkcji, a marża zysku byłaby zbyt niska.

Poza kosztami materiału i czasu, jest też kwestia środowiskowa. Drukuję prawie wyłącznie w PLA, który jest (teoretycznie) biodegradowalny. Chociaż istnieje wiele kontrowersji, jak bardzo prawdziwe jest to w praktyce. Inne rodzaje filamentu mogą mieć również gorszy wpływ na środowisko, ale dobrą wiadomością jest to, że istnieją sposoby na recykling filamentu.

Możesz kupić własną maszynę do mielenia filamentu oraz wytłaczarkę filamentu, która wykorzystuje zmielony plastik do produkcji nowego filamentu. Te maszyny mogą być drogie i zużywają sporo prądu. Również filament, który otrzymasz, może nie być idealny, ale możesz go używać do prototypowania zamiast używać nowego filamentu.

Inną alternatywą jest rozejrzenie się za drukarnią 3D, która ma własną młynkę, i zapytanie ich, czy chcą twoje odpady. Nie zyskujesz na tym nic, ale przynajmniej twoje odpady znowu zostaną wykorzystane.

Przyszłość bez czystek jest tutaj, jeśli możesz sobie na nią pozwolić

Naprawiliśmy problem, ale to jest drogie

Druk wielokolorowy to przyszłość, a druk z wieloma materiałami to najbardziej prawdopodobny sposób, w jaki stanie się to popularne, ale nie musimy radzić sobie z odpadami po oczyszczaniu dyszy. Jeśli zaprojektujesz drukarkę od podstaw do pracy z wieloma filamentami, istnieją sposoby, aby uniknąć oczyszczania dyszy. Obecnie najbardziej obiecującym rozwiązaniem jest użycie wymiennika narzędzi. Posiadając dedykowaną głowicę dla każdego filamentu, nie musisz czyścić tej głowicy przy zmianie koloru.

Dobrym przykładem jest (na dzień pisania tego tekstu) nadchodząca AtomForm Palette 300, która może obsługiwać 36 kolorów i 12 materiałów przy znacznie mniejszych odpadach. Kilka innych marek drukarek wprowadza na rynek to samo, ale wadą są koszty tych bardziej skomplikowanych projektów. Na razie taniej jest po prostu radzić sobie z odpadami tradycyjnej drukarki wielokolorowej, dopóki te zaawansowane systemy nie stanieją, ale miło jest wiedzieć, że rozwiązanie jest w drodze.