3D tisk v roce 2019: od hardwaru k novým aplikacím

Několik podzimních oborových veletrhů a konferencí naznačilo, kam bude směřovat vývoj v aditivních technologiích v letošním roce. V předchozích letech se investoři zaměřovali převážně na rozvoj stávajících a vývoj nových technologií 3D tisku. Na trh kontinuálně přicházely nové 3D tiskárny evropských nebo asijských značek s ověřenými technologiemi FDM, SLA nebo DLP. Letos se přesto očekává velká změna a posun. Reálné aplikace jsou tím, co 3D tisk dnes nejvíce prodává a globální investice se budou více vkládat do společností a startupů, které přinášejí nebo zvyšují přidanou hodnotu aditivních technologií ve výrobě.

3D tisk se definitivně posouvá z vývoje a prototypování do sériové výroby a to sebou přináší nové výzvy. Stolní 3D tiskárny sehrály důležitou roli osvěty 3D tisku v očích laické i odborné veřejnosti, ale zároveň také trochu nešťastně ukotvily stereotypní pohled na omezené využití 3D tisku ve firmách. Aditivní technologie jsou stále brány spíše jen jako nástroje pro prototypování nebo tvorbu přípravků do výroby. Vůči finálním dílům a sériové výrobě na průmyslových 3D tiskárnách panuje mezi techniky stále nedůvěra. Dílem konzervativního přístupu je také setrvačnost a prověřenost konvenčních technologií jako je vstřikolis a CNC a s tím spojená neochota a opatrnost vůči radikálním změnám ve výrobě.

Skepsi také paradoxně vyvolává otevřenost a neomezené možnosti designu a výroby, které průmyslový 3D tisk umožňuje. Konstruktéři, designéři a vývojáři opouštějí školy s mentálním vymezením, co mohou či spíše nemohou jednotlivé technologie vyrobit a v jakých nákladech. Dnešní doba však tlačí na synergie výrobních metod a klade na technické pracovníky úplně nové nároky a vědomosti. Zavedené postupy rychle zastarávají. Návrh dílu pro konvenční výrobu není totéž, co návrh dílu pro aditivní výrobu. Znalosti o lití kovů nestačí, pokud chcete využít kovový 3D tisk.

Vedle technologických vědomostí je to především o zcela novém přístupu k 3D modelování. Strojaři se setkávají s naprostou konstrukční svobodou 3D tisku. Zvítězí jen ti, kteří se oprostí od konvencí a úplně změní pohled na způsob, jak vyvíjet a vyrábět nové produkty. Topologická optimalizace a organický design opouštějí konstrukční a vývojové laboratoře a směřují do sériové výroby. Viz příklad vývoje griperů pro robotická ramena. 3D tiskárny nebudou vytvářet jen funkční plastové díly pro finální použití. V letošním roce bude dostupná i tzv. funkční barva vpečená do povrchu dílu a v blízké budoucnosti 3D tiskárna zajistí elektrovodivost vybraných plastových částí. Každý designér a konstruktér bude nucen naprosto změnit způsob uvažování při stavbě každého dílu. A to je běh na dlouhou trať.

Pokud se bude chtít 3D tisk etablovat v průmyslové výrobě, nestačí jen změnit přístup v hlavách konstruktérů, ale také odstranit řadu překážek souvisejících s ekonomikou provozu. Stupňuje se tlak na náklady a efektivitu výroby. Na trh vstupují noví výrobci materiálů, rozšiřuje se nabídka a postupně snižuje cena. Zvyšuje se kontrola kvality výstupů, posiluje certifikace výrobních procesů tak, aby se 3D tisk stal pevným výrobním standardem v náročných oborech leteckého průmyslu a medicíny. Vyvíjejí se produkty a služby zaměřené na podporu automatizace a také simulace procesů aditivní výroby, aby se co nejvíce snížilo plýtvání, zmetkovitost a redukovala stále nákladnější pracovní síla. A to jsou všechno směry dalšího vývoje a zmíněný odklon investic od hardwaru ke službám s přidanou hodnotou v aditivních technologiích.

Zpracováno s použitím zdrojů Materialise, HP, 3DPrint.com.