Představujeme Original Prusa SL1 – novou open-source SLA 3D tiskárnu

25. 09. 2018 | by josefprusa

V oboru FFF tiskáren se pohybuji už nějaký ten pátek. Tedy, pokud si pod pojmem „nějaký ten pátek” představíte skoro deset let. Tehdy jsem si začínal hrát s projektem RepRap a posléze jsem se k němu připojil jako core vývojář. Je to víc než třetina mého života, a když na to tak myslím, mám z toho skoro husí kůži. Za ty roky jsem nabral hromadu nových zkušeností a postupně jsem v Prusa Research vybudoval tým 320 lidí. Někdy minulý rok jsem si uvědomil, že by byla škoda věnovat se jen jednomu hlavnímu projektu – FDM/FFF tiskárnám. Takže jsme začali pilně makat na nových produktech. Prvním z nich je náš vlastní filament… pardon, Prusament. 🙂 Oznámili jsme jej teprve před pár dny a prvotní odezva byla parádní. Upřímně řečeno, asi budu muset hledat novou budovu, kam umístíme další výrobní linky. 😀 Dneska vám každopádně chci představit ten druhý velký projekt: novou SLA tiskárnu Original Prusa SL1, která tiskne z tekuté pryskyřice!

Některým z vás možná neunikl fakt, že jsem na začátku tohoto roku zakoupil českou firmu Futur3D, která se zabývá právě tiskem z pryskyřice. Jejich tým expertů se přestěhoval k nám do Holešovic, přičemž si s sebou přinesl více než pět let zkušeností v oboru. Společně jsme začali vymýšlet novou tiskárnu, zdokonalovat technologie a optimalizovat náklady na výrobu. Je to pro nás obrovská výhoda, protože díky jejich znalostem nemusíme začínat od nuly a SL1 bude díky tomu skvělá hned v první verzi. A ještě jedna důležitá zpráva pro všechny nadšence do 3D tisku: SL1 bude, stejně jako naše FDM tiskárny Original Prusa i3, kompletně open-source. Věříme, že pro svět SLA tiskáren to bude velká změna, protože v tomto oboru téměř výhradně kralují drahé technologie a velké korporace. My sice drahé obleky nenosíme, zato ale máme hlavy plné nápadů a budeme na nich makat ve dne v noci – to se vám u korporací zas tak často nestane 🙂

Ještě než se vrhnu do popisování vlastností SL1, rád bych pro nováčky uvedl na pravou míru, jaký je vlastně rozdíl mezi FFF/FDM a SLA technologiemi. FFF/FDM technologie je založená na tom, že pomocí trysky vytlačujete roztavený termoplast – ten znáte pod názvem “filament”. SLA funguje tak, že do nádržky nalijete tekutou pryskyřici (často se používá přejatý název “resin”) a pomocí LCD displeje a zdroje světla ji vytvrzujete do tenoučkých vrstev. Dá se takto dosáhnout i naprosto neuvěřitelné výšky vrstvy 0,01 mm. Pro běžné uživatele je však mnohem vhodnější pohybovat se o trochu výše, kolem 0,025–0,1 mm.

Naše SL1 se nesnaží o souboj s konstrukčně slabým Photonem nebo super drahým Formlabs Form 2. Mým cílem je, aby se stala v SLA světě tím, čím je naše MK3 ve světě FFF/FDM tisku. To znamená být synonymem pro vysokou kvalitu, promyšlený design, pokročilé vlastnosti, jednoduchou obsluhu a další vychytávky. Cenu přitom stlačíme na zhruba polovinu oproti profesionálním mašinám.

Jak funguje SLA technologie

Existují tři hlavní kategorie procesů SLA – laserová stereolitografie (laser SLA), stereolitografie digitálního zpracování světla (DLP-SLA) a masková SLA (MSLA). Pro všechny tyto procesy je nádoba fotoreaktivní tekuté pryskyřice selektivně vystavena působení světla, aby se vytvořily velmi tenké tuhé vrstvy.

Přestože laserové systémy SLA, DLP-SLA a MSLA jsou všechno typy stereolitografie a využívají podobnou technologii, mohou produkovat výrazně odlišné výstupy.

Original Prusa SL1 používá metodu MSLA, což znamená kombinaci LCD panelu a UV diody. LCD panel slouží jako fotomaska, na které se zobrazuje digitalizovaný obraz vrstvy – je tedy složen ze čtvercových pixelů. Tím, jak se jednotlivé pixely aktivují nebo deaktivují, proniká UV světlo do tekuté pryskyřice, kde ji vytvrzuje do požadovaného tvaru. Protože má LCD displej pevné rozlišení, znamená to, že i rozlišení objektu v osách X a Y je pevně dané. Tím pádem tady na rozdíl od DLP není potřeba ostření nebo přibližování pomocí čočky. Díky tomu je MSLA technologie mnohem přesnější.

Zjednodušeně řečeno: objekt je rozsekán na jednotlivé vrstvy a ty se pak promítají coby průhledné obrázky (nebo „masky”, chcete-li) na LCD displeji, zatímco všechno okolo je zobrazeno černou barvou, skrz kterou UV světlo nepronikne.

Technické parametry SL1

Fajn, nudnou část máme za sebou, teď se mrkneme na konkrétní technické parametry! Original Prusa SL1 používá 5,5’’ LCD panel s rozlišením 2560×1440p, díky čemuž je dosaženo rozlišení 0,047 mm na jeden pixel, což je ono rozlišení v osách X a Y. Vysoce výkonné UV světlo pak vytvrzuje jednotlivé vrstvy, přičemž jedna vrstva trvá přibližně 6 sekund. Tisková platforma se pak posune o výšku vrstvy a tiskárna zopakuje ten samý proces. S touto konfigurací můžeme nabídnout velikost tiskové plochy o rozměrech 120×68×150 mm.

Mimochodem, dali jsme si hodně záležet na konstrukci tiskárny. Její jádro tvoří masivní hliníkový rám, který je oddělený od krytu, díky čemuž je tiskárna pořádně těžká, stabilní a nekroutí se jako levnější modely, což má pozitivní vliv na kvalitu a spolehlivost tisku.

Protože používáme spolehlivé Trinamic drivery a celá konstrukce je precizně zpracovaná, lze se dostat až na výšku vrstvy 0,01 mm. Pro většinu uživatelů však doporučujeme mnohem praktičtější rozsah 0,025–0,1 mm. Samozřejmě nabídneme i možnost nastavit si variabilní výšku vrstvy. Rozumí se to asi samo sebou, ale stejně to raději napíšu: ano, naše tiskárna bude kompatibilní s náplněmi (resiny) třetích stran.

Original Prusa i3 MK3 byla důležitým krokem vpřed, co se týče spolehlivosti a jednoduchosti obsluhy, protože je nacpaná nejrůznějšími senzory a pokročilými softwarovými funkcemi. Sám rád říkám, že je MK3 „zatraceně chytrá”. A SL1 na tom bude stejně. Můžete očekávat chytré vychytávky, bezpečnostní mechanismy, detailní návody i příručky, jednoduchou údržbu, dostupné náhradní díly a 24/7 technickou podporu v několika jazycích… tedy takové ty věci, které u čínských tiskáren jen tak nenajdete.

Naklápěcí vanička a senzor hladiny

SL1 má unikátní senzor hladiny, který je umístěný v nádržce na tekutou pryskyřici. Pomůže vám nalít optimální množství resinu, a zároveň vás dokáže varovat, když začne materiál docházet a je potřeba dolít další. Díky tomu se vyhnete situacím, kdy resin během tisku dojde a musí se začít úplně znovu. Mimochodem, pokud byste se rozhodli senzor ignorovat a vaničku přelili, nemusíte se strachovat o elektroniku. V SL1 je totiž speciální membrána, která chrání vnitřnosti před politím. Celkově jsou tyto bezpečnostní mechanismy skutečně užitečné – nejenže vám zachrání spoustu výtisků, ale třeba i tiskárnu samotnou.

Když jsem už naťuknul vaničku na pryskyřici, musím se o ní rozepsat trochu víc, protože se jedná o další úžasnou vychytávku na naší tiskárně. Vanička je odnímatelná a má dno vyrobené z pružné FEP fólie. Hned pod ní se nachází LCD panel (který je chlazený, pro prodloužení životnosti) a UV světlo. Ale zpátky k vaničce – má totiž automatický motorizovaný náklon, což znamená, že zatímco u konkurence dojde po vytvrzení jedné vrstvy k vytažení předmětu kolmo vzhůru, u nás se nahne celá vanička. Je to obrovský rozdíl a hned si povíme proč.

Jde především o to, že při vytvrzování vrstvy se tisknutý předmět lehce přilepí ke dnu nádobky. Pokud se jej budete snažit odtrhnout kolmo, musíte použít mnohem větší sílu, což může vést k poškození vrstvy nebo dokonce rovnou k odlepení celého modelu od tiskové platformy. Naše vanička se ale naklápí, tudíž se vrstva odlepuje postupně a mnohem snáze. Tento mechanismus si můžeme dovolit, protože (jak jsem psal výše) je naše SL1 postavená kolem velmi pevné kostry. Kdybychom použili levné materiály, tiskárna bude mít tendenci se kroutit.

Další důležitá věc: naklopením vaničky neustále promícháváme pryskyřici a umožňujeme jí, aby se správně rozprostřela pod tištěným objektem než dojde k vytvrzení další vrstvy. Zvyšuje se tak kvalita tisku a navíc dosahujeme velmi solidních 6 vteřin na tisk jedné vrstvy. A je úplně jedno, jak velký předmět tisknete. Nehledě na to, jak moc je podložka zaplněná, zůstává doba na jednu vrstvu stále stejná.

Zní to všechno až moc překombinovaně? Je tomu právě naopak! FEP fólie na dno vaničky je levná a náhradní i spotřební díly budeme mít dostupné na našem e-shopu. Pokud si FEP fólii poškrábete nebo jinak poškodíte, je výměna velmi jednoduchá: stačí jenom odšroubovat pár šroubů, starou fólii vyhodit, přiložit novou a dotáhnout šrouby – fólie se pak automaticky napne.

Jen tak pro porovnání: Form 2 používá resinové nádrže se silikonem (namísto FEP) a resinová nádrž pro „vysokoobjemový” tisk „může vydržet i více než 2 litry”, přičemž stojí přes 2500 Kč. Jakmile se vyskytne problém, musíte vyhodit celou nádrž.

Automatická kalibrace

Když jsme SL1 navrhovali, šlo nám o jednoduchý funkční design, který je zároveň spolehlivý a navíc ještě eliminuje potřebu přístroj kalibrovat po každém tisku.

Máme skvělé zkušenosti s Trinamic drivery, které jsme použili na Original Prusa i3 MK3, a proto jsme se je rozhodli využít i zde. Trinamic drivery umožňují nejen tichý tisk, ale i automatickou kalibraci tiskové platformy. Jak to funguje? Tisková platforma je připojená k hlavnímu rameni pomocí kulového čepu, který povolíte a spustíte automatickou kalibraci. Následně začne krokový motor spouštět platformu směrem dolů, dokud celá plocha nedosedne na dno vaničky. Jakmile se tam usadí, znamená to, že je perfektně vyrovnaná. Pak už stačí jen utáhnout kulový čep a platformu opět vytáhnout nahoru. Od této chvíle je tiskárna plně zkalibrovaná a umožní vám sundat tiskovou platformu separátně, aniž byste tím rozhodili kalibraci.

Možnosti připojení a smart funkce

SL1 bude možné připojit a ovládat pomocí širokého spektra různých vstupů: je tady barevný dotykový LCD displej i USB port pro nahrávání modelů z flashky. Ze síťových připojení je k dispozici Wi-fi a LAN, které vám umožní provádět další zajímavé kousky – například budete moci ovládat tiskárnu přes webový prohlížeč.

Všechny systémy jsou navíc propojené, takže pokud vám senzor zahlásí nízkou hladinu resinu, uvidíte tu samou informaci nejen na kontrolním displeji, ale právě i ve zmiňovaném webovém prohlížeči.

Další funkce, kterou jsme převzali z MK3, je ochrana před výpadkem proudu, neboli Power Panic. Jen ve stručnosti: pokud dojde k výpadku proudu, tiskárna si zapamatuje poslední polohu tiskové platformy, a až dojde k obnově dodávky elektrického proudu, může přístroj pokračovat v tisku.

Filtrace a odtah výparů

Jednou z nevýhod pryskyřice je to, že má specifický odér – proto mají SLA tiskárny kryt. SL1 má nejen propracovaný chladící systém, který prodlužuje životnost jednotlivých komponent, ale také zadní chladič s kvalitním filtrem. Ten se stará o optimální proudění vzduchu v tiskárně a umožňuje i instalaci hadice, s jejíž pomocí můžete výpary nasměrovat ven z okna.

Vylepšený Slic3r PE

Pro slicování 3D objektů existuje několik různých programů, některé z nich jsou dokonce jen v cloudu. To ovšem není náš případ, my jedeme open-source! A to platí i v případě SL1. Náš současný Slic3r PE dostane celou řadu nových funkcí spojených právě s tiskem z pryskyřice. Všechno tedy bude hezky pod jednou střechou.

Má to spoustu různých výhod, především to, že Slic3r PE je mezi 3D tiskaři velmi známý a má obrovskou spoustu užitečných funkcí, přičemž nové přibývají každou chvíli. Se Slic3rem máme zkrátka hodně velké plány, však brzy uvidíte.

Volitelné příslušenství

A ještě nekončíme! 🙂 Chci vám totiž ještě představit hodně zajímavé příslušenství pro SL1. Jestli jste už někdy něco tiskli na SLA tiskárně, nejspíš víte, jak je to nepohodlné – modely jsou lepkavé, takže je musíte nejdřív máčet v isopropylalkoholu a ještě je dodatečně vytvrzovat. To všechno v gumových rukavicích. Takže si buďto můžete udělat nepořádek v umyvadle a pak necháte model vystavený na slunci, nebo…

Nebo si pořídíte naši mycí a vytvrzovací stanici, což je vlastně zařízení dva v jednom. Anglicky se jmenuje Curing and Washing Machine a ještě nemá vymyšlené finální jméno. Tak kdyby vás třeba napadlo, jak vzít prvních pár písmen z každého slova a něco smysluplného z toho složit, dejte vědět… 🙂 Ale ačkoliv ještě nemá finální jméno, už teď je nadmíru užitečná.

Dovnitř umístíte nerezovou nádobu s isopropylalkoholem a vložíte do ní vytištěný objekt. Přístroj automaticky pozná, že je vložena nádoba, tudíž roztočí magnetickou vrtuli na dně nádrže a objekt omyje. Když pak nádrž vyndáte a vložíte jen samotný předmět, stanice opět sama pozná, že má spustit vytvrzovací proces. Jednoduché, funkční a uživatelům to ušetří nervy i čas.

Dostupnost a odesílání

Uf, a to je všechno! Snad jste se o naší nové SLA tiskárně dozvěděli všechno, co jste chtěli vědět. Pevně doufám, že se vám líbí! Pro nás to znamená, že naše aktivity rozšiřujeme na zcela nové území. A nevyrážíme jen tak nalehko a bez pořádné výzbroje – na palubě máme velice zkušený tým, který má v této oblasti přes pět let zkušeností, takže víme, co děláme! 🙂

Už teď začínáme s předobjednávkami, což s sebou nese i speciální sníženou cenu. Z našeho e-shopu si můžete předobjednat již složenou a otestovanou 3D tiskárnu SL1 za 39 990 Kč, přičemž první kusy začneme rozesílat již v prosinci. Dále pokračujeme i v naší tradici, kdy dáváme k dispozici i levnější stavebnici. Ta vás vyjde na 32 990 Kč a odesílání začne v lednu 2019. Krom toho nabízíme i zvýhodněné balíčky obsahující tiskárnu i mycí a vytvrzovací stanici. Ušetřit můžete až 5000 Kč, ať už si vybere balíček se sestavenou tiskárnou nebo stavebnici. Vytvrzovací a mycí stanice je samozřejmě k dispozici i separátně.

V tuto chvíli zatím ještě neprodáváme resiny, náhradní díly a další příslušenství, ale samozřejmě se v našem obchodě objeví.

Pokud se chcete o SL1 dozvědět víc, mrkněte se na produktovou stránku, náš e-shop nebo se nás zeptejte napřímo přes e-mail.

Tisku zdar!

---