Může být 3D tisk receptem na problematické dodavatelské řetězce? Dokáže aditivní výroba uspokojit poptávku v sériové výrobě? Jak moc tyto technologie do dnešních dnů vyspěly po stránce rozmanitosti použitelných materiálů? Konference Fórum aditivní výroby opět přinesla řadu zajímavých přednášek a hodnotných informací. V sérii článků vám přinášíme ohlédnutí za tím nejzajímavějším, co v uplynulém ročníku zaznělo.

„Je úžasné vidět tuto komunitu lidí, která zde před sedmi lety kladla základní otázky a dnes už v oboru rozvíjí svůj byznys,“ prohlásil na úvod svojí přednášky Daniel Princ ze společnosti Stratasys, který se podobně jako v předešlých letech ujal úvodního slova a představil převažující trendy ve světě aditivní výroby. „Co se stalo za uplynulé dva roky s 3D tiskem, není náhodný incident,“ připomněl významnou roli 3D tiskáren při výrobě ochranných pomůcek v první vlně pandemie koronaviru, kdy tato technologie pomohla dočasně vykrýt nedostatek potřebných produktů a rázem zpřetrhané dodavatelské řetězce. „To, co se stalo, zřejmě natrvalo změní rovnováhu mezi výrobci a dodavateli. Lodě z Číny dnes dovážejí zboží s přesností 35 procent, když v roce 2019 to bylo 97 procent. Letecká zásilka nyní putuje z USA až 50 dnů. Doprava kontejneru z Číny do Hamburku stála před dvěma lety 2,5 tisíce dolarů, dnes je to víc než 20 tisíc dolarů.“

Rok 2020 byl složitý pro všechny, a také na prodejce 3D tiskáren dopadly obavy z budoucího vývoje. Firmy pozastavily nákupy technologií, včetně 3D tiskáren, ovšem vedle toho již instalovaná zařízení chrlila kvanta nedostatkových produktů, od čelenek ochranných štítů po komponenty používané například ve výrobě automobilů. Dostalo se jim tak velké pozornosti ze strany široké veřejnosti, včetně komerční sféry nebo politiků, a pozitivní zkušenosti se tak rychle rozšířily i mezi firmy, které dosud s využíváním 3D tisku z nejrůznějších důvodů váhaly. Výsledkem byl obrovský nárůst zájmu o technologie 3D tisku, který trvá dodnes a prakticky navázal na růstový trend tohoto trhu z dob před pandemií. „Například polská vláda schválila, aby všechny děti na základní škole při výuce geometrie používaly software, ve kterém se naučí kreslit a potom konstruovat. Od příštího školního roku by měly mít všechny základní školy učebny 3D tisku, což se týká milionů dětí.“

Podle analýz společnosti Context v nejbližších letech porostou prodeje především v kategorii průmyslových 3D tiskáren. Zdroj: Contextworld.com

V Austrálii, což je v této době izolovaný kontinent, dochází k obrovskému rozvoji soběstačnosti tamního průmyslu. Obdobné tendence řeší USA i Evropa, kde si taktéž politici i firmy začali více uvědomovat příliš silnou dosavadní závislost na východoasijských dodavatelích. Předpokládá se, že spousta firem modifikuje velmi komplikované dodavatelské řetězce k vlastní výrobě, větší soběstačnosti a vymění některé konvenční technologie za aditivní výrobu, přičemž existují oblasti, u kterých lze 3D tisk využít v celém životním cyklu výrobku.

Vzhledem k tomu, že se společnost Stratasys věnuje primárně inovacím ve 3D tisku polymerů, zaměřil se ve své další řeči Daniel Princ na tuto oblast. „Průmyslový designér miluje barvy, povrchy, hmotu, potřebuje si věci osahat, přemýšlet o jejich fungování a pro tuto příležitost dnes můžete vytisknout obrovské množství vzorníků, které simulují nejrůznější povrchy, včetně materiálů jako je porcelán nebo sklo.“

Zejména v zahraničí již úspěšně díky digitálním výrobním technologiím prosperují velká studia průmyslového designu, jež svým klientům pomáhají navrhnout takřka cokoliv – od Bluetooth přehrávače po automobil. „Díky 3D tisku se dostanete mnohem rychleji k finálnímu produktu, který můžete funkčně a vizuálně testovat, čímž přeskočíte obrovskou fázi klasických technologií, jako jsou formy, CNC obrábění atd., které jsou jinak v prototypování nezbytné,“ vyzdvihuje Princ.

3D tisk si již poradí s obrovskou škálou barev, povrchů a typů materiálu. Zdroj: Stratasys

Že tak lze díky 3D tiskárnám zrychlit vývoj výrobků u některých fází z týdnů na dny až pouhé hodiny je jedna věc, důležitou roli zde však hraje volba vhodného zařízení. „Studentovi nevadí, když se mu ze tří tisků povedou dva, ale ve firmě pod tlakem na dokončení projektů, kde se dá efektivita práce přeložit do peněz, je potřeba zajistit, jak 3D tiskárny používat spolehlivě a bezpečně.“ Stratasys se proto vedle nepřetržitého zlepšování výkonu svých strojů zaměřuje také na jejich maximální praktičnost. Ta řeší i takové zdánlivé drobnosti, jako třeba možnost snadno vysrážet rozpuštěný materiál z podpěr ve vodě přidáním obyčejné soli a takto čistě recyklovat odpad i v běžném kancelářském prostředí.

Prototypování však již představuje jen jedno z mnoha možných využití 3D tiskáren, jejichž určení čím dál častěji směřuje do výroby koncových dílů a dokonce i do sériové produkce. Způsobů, jakými může 3D tisk přispět ke zdokonalení, zefektivnění a zlevnění stávajících procesů i výrobků, je bezpočet. Kupříkladu sestavu montážního přípravku pro zabudování automobilových dveří, který se skládá z několika kovových dílů, lze výrazně konstrukčně zjednodušit na menší počet komponent a díky použití plastové konstrukce se zabudovanými karbonovými vlákny namísto kovových prvků také zásadně odlehčit.

Start-up Boom Supersonic vyrábí nadzvukové letadlo s pomocí dílů vyráběných 3D tiskem. Zdroj: Stratasys

Stejný princip pomůže zlepšit životnost robotů a zrychlit jejich činnost, když se namísto konvenčního těžšího gripperu použije uchopovač vytištěný z kompozitu plastu a uhlíkových vláken. Obavy, kolik toho vytištěné komponenty vydrží, nejsou na místě – důkazem budiž to, že jsou již zcela běžně využívány v tak regulovaných oborech, jako je letectví nebo výroba automobilů.

Klíčovou výhodou využití 3D tisku, která často nezaznívá, je jeho přínos pro vznik zcela nových obchodních modelů a z toho plynoucích příležitostí. To je téma, které se prolínalo celou letošní konferencí Fórum aditivní výroby a zaznívalo ze strany zástupců dodavatelů rozličných technologií 3D tisku.

„Proč distribuovat díly po celém světě, když je až na místě určení může vyrábět 3D tiskárna? Dáte zákazníkovi přístup do databáze dílů, odkud si může stáhnout dokonce aktualizovanou verzi používaných komponent,“ upozorňuje Daniel Princ. Firma Siemens takto inovovala dodávky náhradních dílů pro některé své vlaky nebo tramvaje, které nyní vyrábí aditivně podle konkrétní poptávky. Namísto slepého naskladňování komponent, jež by nakonec nemusely najít využití, je schopna reagovat na objednávku i jediného kusu a zákazníka obslouží do tří týdnů od objednání.

Foto: Tomáš Trojan, Strojirenstvi.cz