Proč u voskového 3D tisku záleží na způsobu dodávání vosku

Způsob dodávání vosku může na první pohled působit jako pouhý rozdíl v balení materiálu. Ve skutečnosti však ovlivňuje doplňování tiskárny, množství současně připraveného vosku, jeho tepelnou historii i nároky na každodenní obsluhu.

Jiné požadavky má šperkařské studio, které tiskne několik zakázek týdně, a jiné výrobní provoz využívající tiskárnu téměř nepřetržitě. Proto je při výběru zařízení důležité sledovat nejen vlastnosti vosku, ale také způsob, jakým je materiál skladován, zahříván a přiváděn do tiskového systému.

Dodávání vosku není jen otázkou balení

Vosková tiskárna musí materiál před nanesením zahřát na vhodnou provozní teplotu. V tekutém stavu je vosk dopraven k tiskové hlavě a následně nanášen v přesně řízených kapkách.

Způsob, jakým se materiál do zařízení doplňuje, proto souvisí s několika částmi provozu:

• množstvím vosku připraveného k tisku,
• dobou, po kterou je materiál zahříván,
• četností doplňování,
• manipulací obsluhy,
• možností vniknutí nečistot,
• délkou nepřetržitého tisku,
• náročností čištění a údržby.

U voskových MJP tiskáren se můžeme setkat především s menšími voskovými bloky a s velkoobjemovými láhvemi nebo zásobníky.

Systémy s voskovými bloky

Voskové bloky obsahují menší předem stanovené množství materiálu. Obsluha je vloží do určeného prostoru tiskárny, kde se vosk podle konstrukce zařízení postupně zahřeje a připraví k tisku.

Výhodou je především jednodušší práce s menším množstvím materiálu. Pokud tiskárna není používána nepřetržitě, nemusí být v systému současně připravena několika kilogramová zásoba vosku.

Menší balení může vyhovovat provozům s proměnlivým objemem zakázek, vývojovým pracovištím nebo šperkařským studiím, která potřebují tisknout jednotlivé modely a malé výrobní dávky.

Mezi praktické výhody mohou patřit:

• snadnější manipulace s materiálem,
• menší množství vosku v jednom balení,
• jednodušší evidence spotřeby,
• menší dopad případného znehodnocení jednoho balení,
• vhodnost pro nepravidelný výrobní provoz.

Blokový systém však vyžaduje častější kontrolu zbývajícího materiálu. Při delších tiskových úlohách je nutné předem ověřit, zda je v zařízení dostatek modelového i podpůrného vosku.

Systémy s velkoobjemovými láhvemi

Velkoobjemová balení obsahují podstatně větší zásobu materiálu. Po vložení do zařízení je vosk prostřednictvím řízeného systému zahříván a dopravován k tiskovým hlavám.

Větší kapacita omezuje počet zásahů obsluhy a umožňuje zpracovávat rozsáhlejší tiskové úlohy nebo více výrobních dávek za sebou. Tento způsob dodávání proto dává smysl zejména v provozech, kde se tiskárna používá pravidelně a s vysokým vytížením.

Mezi hlavní výhody patří:

• delší provoz bez doplňování,
• menší počet ručních zásahů,
• jednodušší plánování velkých tiskových dávek,
• vhodnost pro pravidelnou a sériovou výrobu,
• menší riziko přerušení úlohy kvůli nedostatku materiálu.

Větší zásoba však znamená, že je potřeba věnovat zvýšenou pozornost správnému skladování, čistotě systému a dodržování provozních pokynů výrobce. Pokud by se větší množství materiálu znehodnotilo nebo kontaminovalo, může být jeho výměna nákladnější.

Modelový a podpůrný vosk

MJP tiskárna nevytváří pouze samotný voskový model šperku. Během tisku zpravidla nanáší také podpůrný materiál, který drží převisy, dutiny a jemné konstrukce ve správné poloze.

Tiskový systém proto musí samostatně pracovat se dvěma materiály:

• modelovým voskem, ze kterého vzniká výsledný model,
• podpůrným voskem, který se po tisku odstraní.

U obou materiálů je potřeba hlídat dostatečné množství, provozní teplotu a čistotu. Spotřeba modelového a podpůrného vosku navíc nemusí být stejná. Záleží na geometrii výrobků, jejich orientaci a rozmístění na pracovní ploše.

Při plánování delší úlohy proto nestačí zkontrolovat pouze zásobu modelového vosku. Nedostatek podpůrného materiálu může tisk přerušit stejně jako nedostatek materiálu pro samotný výrobek.

Tepelná historie materiálu

Vosk mění se vzrůstající teplotou své fyzikální vlastnosti. Pro stabilní nanášení musí být jeho teplota a viskozita udržovány v rozsahu stanoveném výrobcem zařízení.

U menších bloků zůstává většina zásoby před použitím v pevném stavu. Materiál je zahříván až po vložení do tiskárny. U velkoobjemového systému může být větší množství vosku připraveno pro delší nepřetržitý provoz.

Ani jeden přístup není automaticky kvalitnější. Výsledek závisí především na tom, jak dobře tiskárna řídí:

• zahřívání materiálu,
• provozní teplotu,
• dopravu vosku k tiskové hlavě,
• stabilitu viskozity,
• cirkulaci materiálu,
• chování zařízení při přerušení a obnovení provozu.

Pokud zařízení správně řídí teplotu a pracuje s materiálem podle pokynů výrobce, mohou oba způsoby dodávání poskytovat stabilní výsledky.

Čistota materiálu a riziko kontaminace

Voskové tryskové systémy pracují s velmi malými otvory tiskových hlav. Prach, zbytky nevhodného materiálu nebo jiné nečistoty proto mohou ovlivnit stabilitu nanášení.

U blokového systému dochází k častějšímu doplňování, ale jednotlivě zabalené bloky mohou zkracovat dobu, po kterou je materiál vystaven okolnímu prostředí. U lahvového systému je každodenní manipulace méně častá, do zařízení se však vkládá větší množství vosku.

V obou případech je důležité:

• používat pouze materiál schválený pro konkrétní tiskárnu,
• otevírat balení až před vložením do zařízení,
• udržovat okolí materiálové komory čisté,
• nemíchat různé typy nebo šarže bez doporučení výrobce,
• dodržovat předepsaný postup doplňování,
• chránit vosk před prachem a nevhodnou teplotou,
• sledovat dobu a podmínky skladování.

Samotný formát balení nezaručuje čistotu materiálu. Rozhoduje také konstrukce zásobníku a způsob práce obsluhy.

Vliv na údržbu tiskárny

Menší balení obvykle znamená častější doplňování, ale také menší množství materiálu, se kterým se při jednom zásahu pracuje. Velkoobjemové nádoby snižují počet doplnění, případný servis materiálové cesty však může zahrnovat větší objem vosku.

Při porovnávání zařízení je vhodné zjistit:

• jak se modelový a podpůrný vosk doplňují,
• zda je možné bezpečně přidat materiál během provozu,
• jak tiskárna upozorňuje na nízkou zásobu,
• co se stane při nedostatku jednoho z materiálů,
• jak náročné je vyčištění zásobníku a materiálové cesty,
• zda je možné nepoužitý materiál ponechat v zařízení,
• jaký postup výrobce doporučuje při delší odstávce,
• které úkony zvládne obsluha a které vyžadují servis.

Tyto otázky mohou mít pro každodenní provoz větší význam než samotná velikost balení.

Který způsob je vhodný pro menší dílnu

Pro studio s nepravidelným tiskem a menšími výrobními dávkami může být výhodný systém s voskovými bloky. Menší balení usnadňuje práci s omezenou zásobou a zařízení nemusí být dimenzováno na nepřetržitou spotřebu několika kilogramů materiálu.

Příkladem je stolní tiskárna Flashforge WaxJet WJ51C. Používá samostatné bloky modelového a podpůrného vosku a je navržena pro šperkařské dílny, návrháře a menší výrobní provozy.

Výběr by však neměl vycházet pouze z velikosti balení. Důležité jsou také kapacita pracovní plochy, rychlost výroby, spotřeba podpor a předpokládané množství vytištěných modelů.

Kdy dává smysl velkoobjemové zásobování

Velkoobjemové láhve jsou vhodné tam, kde se tiskárna používá pravidelně a dlouhé úlohy nesmí vyžadovat časté zásahy obsluhy.

Flashforge WaxJet WJ530 používá velkokapacitní balení modelového a podpůrného vosku. Zařízení je určené především pro šperkařské výrobce a tisková centra s vyšším objemem produkce.

V takovém provozu může větší zásoba materiálu přinést:

• delší nepřetržitý tisk,
• méně časté doplňování,
• lepší využití kapacity zařízení,
• snadnější plánování pravidelné výroby,
• menší počet přerušení mezi tiskovými dávkami.

Předpokladem je dostatečné využití zařízení a správně nastavený systém skladování a evidence materiálu.

Jak vybrat vhodný systém

Rozhodnutí mezi bloky a velkoobjemovými láhvemi by mělo vycházet z reálného provozu, nikoliv pouze z technického listu tiskárny.

Před výběrem si položte následující otázky:

• Kolik voskových modelů potřebujeme vyrobit za týden nebo měsíc?
• Tiskneme průběžně, nebo v nepravidelných dávkách?
• Jak dlouhé jsou naše obvyklé tiskové úlohy?
• Kolik času může obsluha věnovat kontrole a doplňování?
• Jak dlouhé odstávky mezi jednotlivými úlohami očekáváme?
• Máme vhodné podmínky pro skladování materiálu?
• Jaké množství modelového a podpůrného vosku běžně spotřebujeme?
• Jak se budou evidovat otevřená balení a jednotlivé šarže?
• Jak náročná je pravidelná údržba konkrétní tiskárny?
• Jaká je dostupnost materiálu a technického servisu?

Provozní náklady nejsou jen cena vosku

Při ekonomickém porovnání nestačí vydělit cenu balení jeho hmotností. Do skutečných nákladů vstupuje také využití materiálu, spotřeba podpor, četnost údržby, práce obsluhy a případné odstávky zařízení.

Menší balení může mít vyšší cenu za kilogram, ale může lépe odpovídat nepravidelné spotřebě. Velké balení může být ekonomické při vysokém vytížení, jeho výhoda se však nemusí projevit v provozu, kde tiskárna většinu času stojí.

Celkové náklady by proto měly zahrnovat:

• modelový a podpůrný vosk,
• nevyužitý nebo znehodnocený materiál,
• práci spojenou s doplňováním,
• čištění a pravidelnou údržbu,
• servisní zásahy,
• dobu odstávky,
• počet úspěšně dokončených modelů.

Závěr

Způsob dodávání vosku ovlivňuje především organizaci výroby, manipulaci s materiálem a délku provozu bez zásahu obsluhy. Menší bloky mohou být praktické pro flexibilní a nepravidelnou výrobu, zatímco velkoobjemové láhve podporují dlouhé úlohy a vyšší výrobní kapacitu.

Ani jeden systém však není univerzálně lepší. Správná volba závisí na skutečném objemu práce, délce tiskových úloh, požadavcích na obsluhu a celkových provozních nákladech.

Pokud si nejste jistí, která konfigurace odpovídá vašemu provozu, obraťte se na nás. Pomůžeme vám porovnat WaxJet WJ51C a WJ530 podle vašich modelů, požadované kapacity a způsobu výroby.