Josef Průša

Jak tisknout díly kompatibilní se stavebnicí LEGO a LEGO Duplo

13. 03. 2020 | by Jakub Kočí

„A jde na tom vytisknout LEGO?” Otázka, která padá při rozhovorech s lidmi zvažujícími koupi 3D tiskárny velmi často. A není vlastně ani moc překvapivá. LEGO podporuje kreativitu a technické myšlení a je všeobecně oblíbené jak mezi dětmi, tak mezi dospělými. Ale je opravdu možné vyrobit napodobeniny LEGO kostiček na 3D tiskárně? Odpověď vás asi nepřekvapí: jde to, ale není to tak snadné. Tak pojďme na to!

Než vám začneme radit, jaké zvolit materiály a nastavení pro vaše tiskárny, shrneme si pár základních poznatků o tisku 3D tištěných LEGO kostiček.

Určitě byste chtěli vědět, na kolik vás vyjdou vytisknuté kostičky oproti nákupu originálních dílů vyrobených na vstřikolisu. Odpověď ale není tak snadná. Samotný tisk jedné kostičky sice vyjde poměrně levně, ale aby se vytištěné díly alespoň trochu rovnaly těm originálním, musíte strávit nějaký čas přípravou tisku a postprocessingem (viz dále). Vezmeme si konkrétní příklad: Představte si, že potřebujete 20 kusů šedých vysokých kostek 1×8. Na oficiálních LEGO stránkách si můžete vybrat konkrétní díly a nakoupit potřebné množství. 20 kusů vysokých 1×8 vás vyjde na 151,20 Kč (plus ještě připočítejte náklady na dopravu). Pokud se rozhodnete vytisknout si stejnou sadu kostiček na naší Original Prusa i3 MK3S z Prusamentu PLA Galaxy Silver, spotřebujete okolo 80 gramů materiálu během 13 hodin dlouhého tisku. Pokud budete počítat pouze cenu spotřebovaného materiálu, vejdete se do 50 Kč. To nezní tak zle, že? Nesmíte ale zapomenout na započtení času stráveného přípravou tisku a postprocessingem (odstranění límce, případné vyhlazení dílů tištěných z ABS či ASA). Výsledná částka se v takovém případě může ceně originálních dílů skoro vyrovnat.

Dalším problémovým faktorem může být přesnost vytištěných dílků. Originální LEGO stavebnice vyráběné z ABS metodou vstřikolisu bývají hladké a mívají rozměry s přesností na 10 mikrometrů, což jsou parametry, kterých na FFF 3D tiskárně dosáhnete jen těžko. Přesto se o tisk vlastních dílů snaží mnoho 3D tiskařů (například io3dprint či 3dprintingmentor) po celém světě s různými stupni úspěchu, což jen potvrzuje, že se i přes drobné zádrhele dá vytisknout leccos.

Níže si ukážeme pár triků, kterými se dají nepřesnosti trochu zmírnit, ale nezapomeňte, že výsledek nebude ani tak srovnatelný s originální stavebnicí.

Tisk LEGO kostiček na FFF tiskárnách

Tisknout můžete jak klasické LEGO, tak i LEGO Duplo. Tisk LEGO kostiček na FFF 3D tiskárnách je sice tak trochu oříšek, ale není neproveditelný – naše pokusy na Original Prusa i3 MK3S jsou tomu důkazem. Obecně platí 2 pravidla, se kterými je potřeba počítat:

  1. FFF 3D tisk má nižší přesnost než vstřikolis: některé díly do sebe půjdou zasadit velmi ztuha, jiné budou mít naopak trochu větší vůle. Může se tak stát, že vaše díly nebudou pasovat tak hladce a perfektně jako ty originální.
  2. Čím lépe nastavenou tiskárnu budete mít, tím lepšího výsledku dosáhnete (každých 10 mikrometrů se počítá). Zejména pak perfektně vyladěná první vrstva je pro úspěšný tisk Lega zcela zásadním parametrem.

V rámci našeho testování jsme nejprve zkusili vytisknout několik typů dílů dostupných volně na PrusaPrinters nebo Thingiverse. Nejlépe vyšly kusy železnice pasující na stavebnice ze série LEGO City. Jejich výhoda spočívá v tom, že se na „čudlíky“ nasazují jiné díly jen na několika málo místech. Hlavní důraz je tak věnován samotným kolejím a zámkům mezi nimi, takže není nutné počítat s tak vysokou přesností, jako u jiných dílů. Nejlepších výsledků jsme v tomto směru dosáhli s Prusamentem ASA (stejně jako u všech ostatních dílů), především díky tomu, že se jedná o materiál podobný ABS používaný u originálních dílů.

Naprostá většina ostatních dílů dostupných na internetu se nám ukázala jako nevyhovující kvůli příliš malým vůlím: Autoři většinou vytvořili modely co nejpřesněji podle originální předlohy, ale nepočítali s většími vůlemi potřebnými pro FFF 3D tisk. Nejčastějším problémem se tak stala velká tloušťka stěny kostičky, kvůli které nebylo možné přesně usadit 2 díly vedle sebe.

Ze zjištěných chyb jsme se poučili a navrhli sadu několika základních dílů tisknutelných na našich Original Prusa i3 MK3s. Jednotlivé díly mají o něco užší stěny, takže se nemusíte bát toho, že byste vedle sebe neusadili dva díly (naopak je třeba počítat s tím, že mezi díly vzniknou drobné mezery). Všechny kostky by navíc měly pasovat dobře jak na sebe, tak na originální kusy a jdou bez větších obtíží i sundat. Připomínáme, že hodně záleží na nastavení vaší tiskárny a zvoleném filamentu. Co se týče nastavení sliceru, používali jsme standardní 0.15mm profily pro ASA v PrusaSliceru.

Nezapomeňte, že při tisku LEGO dílů je zcela zásadní mít co nejlépe vyladěnou první vrstvu. A i tak se vyplácí zvýšit kompenzaci rozplácnutí první vrstvy (Nastavení tisku – Pokročilý) na 0,4 mm a vytisknout díl orientovaný spodní stranou na podložku, s brimem (límcem) okolo. Bez použití brimu (límce) riskujete pokažení tisku kvůli malé styčné ploše modelu s podložkou.

Správné umístění a orientace LEGO kostiček na podložce

Postprocessing a volba materiálu

Jako první přichází pochopitelně na řadu odstranění límce, které by mělo jít snadno rukou. Pokud nemáte správně vyladěnou první vrstvu, bude potřeba límec oříznout nožíkem. Pro perfektní napodobeninu LEGO kostiček to však nestačí. Obtížné sesazování a rozpojování dílů vlivem nepřesností totiž umocňuje základní vlastnost FFF 3D tisku – nanášení materiálu ve vrstvách. Aby do sebe jednotlivé části pěkně „vklouzly“, vyplatí se kostičky vytisknout z ABS nebo ASA a nechat je vyhladit v acetonových výparech. Stačí jen chvilka, při dlouhé expozici ztratí díly svůj tvar.

Tisk z ABS nebo ASA a jejich vyhlazování je dobré i při kombinování s originálními díly LEGO. Například, pokud použijete PLA, riskujete poškození (obroušení) originálních dílů, které pak na ostatních nebudou držet. My jsme pro naše pokusy používali Prusament ASA, který má hned několik skvělých výhod: ASA je materiál velice podobný svými vlastnostmi ABS (které používá LEGO), ale mnohem lépe se z něho tiskne – zdaleka tolik nepáchne, nekroutí se tolik a snadněji se vyhlazuje v acetonových výparech.

Co se vyplatí tisknout na FFF tiskárnách?

Určitě jste si už dávno všimli, že máme rádi velké projekty. Ani tento článek není výjimkou, tentokrát jsme z lega vytisknutého z Prusamentu na našich Original Prusa i3 MK3S postavili model našeho sídla, kde vyvíjíme a vyrábíme všechny naše tiskárny i filamenty. Ale přiznejme si na rovinu, že takový projekt se opravdu nevyplatí vyrobit na 3D tiskárně a jedná se spíše o srdeční záležitost. Množství spotřebovaného filamentu a času je zkrátka příliš vysoké.

Víc se vám vyplatí tisknout speciální či chybějící díly, které klasická LEGO stavebnice nenabízí nebo se dají sehnat jen draze, například velké desky. Zároveň je potřeba vybírat díly podle možností vaší tiskárny: obecně není dobré používat FFF 3D tisk k tvorbě drobných a křehkých částí jako jsou např. ruce LEGO figurek, ale ani k tvorbě většího množství drobných kostiček (například nízká 1×1). Jejich postprocessing (odstraňování límce) je příliš náročný a zdlouhavý. Pro takové díly je lepší využít SLA tiskárnu, například naši Original Prusa SL1.

Příklad speciálních LEGO dílů vytištěných na Original Prusa i3 MK3S

Tisk Lega na SLA 3D tiskárně

SLA tiskárny mají velkou výhodu v přesnosti, která se blíží dílům vyrobeným vstřikolisem. Zde však narážíme na jiné problémy, například na vysoké tření mezi kusy vytvrzeného resinu, kvůli kterému jdou vytisknuté díly nejprve jen těžko oddělit od sebe, ale časem se naopak obrousí až moc a nedrží pohromadě. Druhou nevýhodou je vyšší cena vytisknutých dílů než u FFF 3D tisku. Využití SLA tisku tedy spočívá spíš v tvorbě speciálních dílů se zaměřením na detail (například specifické LEGO figurky).

Nezapoměňte, že většina resinů používaných pro 3D tisk není vhodná pro malé děti – při nedostatečném omytí a vytvrzení mohou způsobit i dospělému člověku vyrážku na kůži či alergickou reakci!

Reálné využití 3D tištěného Lega

Obecně se dá říct, že 3D tisk se vyplatí spíš na tvorbu speciálních nebo náhradních dílů pro stavebnice LEGO, výjimečně i větší sady, ale rozhodně ne na sériovou výrobu. Přesností se totiž nevyrovná vstřikolisu a ve větších kvantitách se mu nevyrovná ani cenou (vzhledem k náročnosti příprav a postprocessingu). Pro domácí využití tak připadá v úvahu především tisk speciálních dílů, které v klasických stavebnicích nenajdete.

Musíme připomenout, že 3D tištěné LEGO díly nejsou příliš vhodné pro malé děti. Například kostičky vytisknuté z PLA na Original Prusa i3 MK3s do sebe jdou zacvaknout celkem lehce, ale jejich oddělení už vyžaduje jistou dávku síly, kterou malé děti nemusí mít. Nezapomeňme také na zdraví dětí – není vhodné, aby si strkali kterékoliv vytištěné díly do pusy. Především resiny z SLA tiskáren mohou být toxické a už jen při kontaktu s kůží mohou způsobit její podráždění či alergickou reakci!

Tvorba LEGO kostiček se navíc v poslední době komplikuje následkem akcí společnosti LEGO, která se nedávno zaměřila na 3D tiskařskou komunitu a nutí je stahovat své výtvory z internetu. Obsáhlé stránky věnující se tomuto tématu, jako bylo například printabrick.com apod. již nejsou k dispozici a 3D tiskaři se tak musí spoléhat na to málo co je na internetu k dispozici či na svou vlastní tvorbu.

Výhody Nevýhody
Original LEGO Přesnost Cena
0% práce Doprava
FFF 3D tisk Cena Nepřesnost
Okamžitá dostupnost Práce
Tisk atypických dílů Nedostatek dostupných dílů
SLA 3D tisk Přesnost Cena
Okamžitá dostupnost Práce
Tisk atypických dílů Nedostatek dostupných dílů

Slovo závěrem

Lego je velice oblíbená a kreativní stavebnice a díky 3D tisku se dá v domácích podmínkách rozšířit o spoustu zajímavých dílů. Je jasné, že sériovým 3D tiskem LEGO kostiček neuděláte díru do světa byznysu, především kvůli ceně, přesnosti a zdravotní bezpečnosti. Ale i když narážíme na několik úskalí při tisku spolehlivě fungujících dílů, výsledek může být s trochou snahy velice uspokojivý. Nenechte se odradit žádnými komplikacemi, zkuste si sami vytisknout a postavit něco úžasného! Nezapomeňte se nám potom pochlubit. A pokud máte rádi opravdu velké výzvy, zkuste si vytisknout a postavit naší stavebnici „Josef a továrna na tiskárny“. Potřebujete k tomu „pouhých“ 1680 dílů, 847 hodin tisku a 4976g materiálu. Tisku zdar!

LEGO je pro nás srdeční záležitost. K Josefovým 30. narozeninám vytvořil jeden z našich kolegů skvěle propracovanou stavebnici Josefa a tiskárny Original Prusa i3 MK3S složenou z originálních dílů LEGO.


Originální 3D tiskárna Prusa i3

Podívejte se na originální Prusa i3 MK3 3D tiskárnu!
Nejlevnější je už od 19 990 Kč

Průša 3D tiskárny na faceboku