Místo psacího stolu výrobní haly. 3D tisk konečně nastupuje

Česko je na špici v počtu stolních 3D tiskáren. V použití těchto zařízení v průmyslové výrobě však zatím za vyspělými zeměmi zaostává. Schopnost vychrlit desítky tisíc dílů za den ale trojrozměrnému tisku otevírá dveře i tam.

Foto: 3dees

O 3D tisku, který umožňuje vytvářet z plastů nebo kovu trojrozměrné předměty, se mluví řadu let. Stále se ale nedokázal dostat z pozice „zajímavé hračky“ do stavu široce užívané výrobní technologie.

Podle Ondřeje Štefka ze společnosti 3dees se ale situace začíná měnit. Firma se věnuje 3D tisku i 3D skenování. V rámci propagace trojrozměrného tisku loni v Česku představila také největší 3D tiskárnu v Evropě. Colossus si mohli prohlédnout návštěvníci Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně.

Obří stroj vznikl před časem v Belgii, cílem projektu bylo zvýšit možnosti zpracovávat ve velkém recyklované plasty a vytisknout z nich objemné a zároveň houževnaté předměty. Dosud se totiž recyklované materiály používají spíše jen ve stolních 3D tiskárnách. Zařízení vzniklo jako odpověď studentů na žádost společnosti Nike, která se snažila získat zařízení na zpracování použitých bot, ale i švédské společnosti na zpracování rybářských sítí.

Patnáct kilogramů plastu za hodinu

V Brně tak mohli diváci vidět rychlou výrobu jednoduchého nábytku, například židlí, lavic a stolů z recyklovaného polyethylenu (PET) s příměsí karbonu. „3D tiskárnu lze také využít ve stavebnictví pro tisk forem na tvárnice nebo přímo na tisk velkých recyklovaných segmentů na povrchy budov. Provádíme mechanické testy pro aplikaci v automobilovém průmyslu,“ uvádí další možné využití Ondřej Štefek ze společnosti 3dees.

Foto: 3dees

Tiskárna Colossus  dokáže vytvářet díly velkých velikosti a velkou rychlostí. Zmiňovanou židli vytiskne za dvě hodiny. Může tisknout díly velké až dva a půl metru. „Běžné 3D tiskárny zpracovávají několik gramů plastu za hodinu, tahle 15 kilogramů,“ porovnává Ondřej Štefek. Vedle Belgie, kde sídlí výrobce, jsou 3D tiskárny Colossus zatím instalovány v Dubaji a v Rusku.

3D skenování zachová kopii předmětů

Vedle zapůjčené obří tiskárny, která sloužila k propagaci oboru, pracuje společnost 3dees na řadě vlastních řešení. Jedním z nich je 3D skenování, které umožňuje digitalizace fyzického objektu do počítačového 3D modelu. Technologie pracuje s optickými skenery, případně je schopná pracovat i s výstupy průmyslového CT skenování. Samotný proces skenování je podobný jako pořizování série fotografií z různých úhlů, tak aby byl zachycen povrch celého objektu.

Foto: 3dees

3D skenování snímá jak geometrii modelů, tak i barevnou texturu. Touto metodou vznikly například kosti pro výuku anatomie nebo modely historických artefaktů na výstavy pro nevidomé. Kromě předmětů umožnuje také 3D snímání lidí, jehož výsledkem je trojrozměrná figurka, busta, maska nebo soška.

Konkurence pro malé série

Společnost 3dees představila také technologii 3D tisku, která dokáže konkurovat vstřikování nebo CNC strojům a je zároveň bezodpadová. „Technologie 3D tisku Multi Jet Fusion od firmy HP je založena na přesném a zároveň rychlém nanášení stavebního materiálu, což je polymerní prášek, a speciálních roztoků a následné interakci s teplotou, při které se vybrané části spékají do podoby finálního dílu. Okolní nespečený prášek se po tisku odsaje a ve směsi s čerstvým práškem v poměru 80:20 se použije pro další stavbu,“ popisuje Ondřej Štefek.

Foto: 3dees

3D tisk jedné vrstvy podle něj trvá 10 vteřin bez ohledu na to, o jak geometricky složitý díl se jedná. „Dokáže tedy vyrobit i díly, které CNC nebo vstřikolis nezvládnou. Vstřikolisu dokáže ekonomicky konkurovat při výrobě menšího počtu dílů, u nichž se vám nevrátí náklady na výrobu formy,“ doplňuje Ondřej Štefek.

Na rozdíl od obří tiskárny prezentované v Brně se při 3D tisku standardně recyklovaný plast nepoužívá. „Recyklované plasty budou mít oproti novým plastům takřka vždy horší vlastnosti. I tolik opěvovaný PET se s každou další recyklací pomalu ale jistě zhoršuje. Hodně bude záležet na schopnosti zpracovatelů odstranit nečistoty a příměsi nebo naopak přidat nové látky, které dokáží původní vlastnosti vylepšit,“ popisuje Ondřej Štefek.

3D tisk nastupuje do průmyslových hal

V porovnání s vyspělými zeměmi dosahuje Česko v oblasti nástupu 3D tisku poněkud rozporuplných výsledků. „Jsme země s vysokou penetrací stolních 3D tiskáren a to také díky popularitě Josefa Průši a jeho schopnosti udělat ze 3D tisku důležitou součást rozvoje českého průmyslu. Horší je to s aplikací průmyslových řešení. Tady narážíme na nedůvěru lidí, kteří byli desítky let zvyklí využívat konvenční technologie pro výrobu plastů a 3D tisk mají zafixovaný jako levnou stavebnici vhodnou pro občasné prototypování nebo zhotovení pár přípravků,“ porovnává Ondřej Štefek.

Foto: 3dees

Změna ale podle něj přichází. „Doba se už konečně začíná měnit. Jsou připravené účinné softwarové nástroje a designéři a konstruktéři pomalu získávají větší odvahu navrhovat komplexní složité díly, u kterých odpadá nákladná výroba a manuální práce při montáži. Postupně i mizí odpor k novinkám a posiluje důvěra, že topologicky optimalizované díly nebo aplikování generativního designu může vést k levným a přitom mechanicky stále odolným řešením. Teď musíme potlačit nedůvěru v tom, že tyto díly lze vyrobit na 3D tiskárnách nejen v rámci testovací fáze, ale především při běžné sériové výrobě,“ zmiňuje Ondřej Štefek.

V současnosti se podle něj již v Evropě instalují technologická řešení 3D digitální výroby do velkých továrních hal. „Deset průmyslových 3D tiskáren na jednom pracovišti dokáže vychrlit desetitisíce finálních dílů za jeden jediný den,“ uzavírá Ondřej Štefek.

Dalibor Dostál

Společnost 3dees v kostce

Firma 3dees pomocí 3D technologií přináší do vývoje a výroby produktů rychlost, nižší náklady a větší pružnost. Nabízí řešení pro vývoj produktů, 3D tisk a 3D skenování na zakázku. Zaměřuje se na aplikace 3D tisku v nových průmyslových sektorech a radí českým podnikům, jak zavést 3D tisk do sériové výroby. Vedle tradičních odvětví automobilového a strojírenského průmyslu poskytuje služby v oblasti medicíny, zpřístupnění památek a dalších odvětvích.

Pravidelné novinky e-mailem