Existuje řada důkazů, že zejména velkoformátové tiskárny se přesouvají do průmyslových aplikací, jako jsou domácí dekorace a dokonce i oděvy. A 3D tisk dává dokonalý smysl, když se na něj podíváme jako na další průmyslovou aplikaci tisku.

Každý, kdo v posledních letech navštívil veletrh tisku, pravděpodobně viděl stolní 3D tiskárnu, která obvykle vyrábí malé plastové figurky, a možná vás napadlo, jak to může souviset s tiskařským průmyslem. Popravdě řečeno, mezi 3D tiskem a tiskem grafiky je jen málo průniků, ale na druhou stranu není žádný důvod, proč by se tiskařské firmy měly omezovat na grafické aplikace. Existuje totiž spousta důkazů, že zejména velkoformátové tiskárny se přesouvají do průmyslových aplikací, jako jsou domácí dekorace a dokonce i oblečení. A 3D tisk dává dokonalý smysl, pokud se na něj díváme jako na další průmyslovou tiskovou aplikaci.

Základní myšlenka všech 3D tisků spočívá v tom, že objekty lze navrhnout a rozdělit do vrstev v souboru CAD, takže 3D tiskárna pak může fyzicky položit každou následující vrstvu na předchozí vrstvu a vytvořit tak daný objekt. Existuje přibližně tucet různých přístupů, z nichž každý nabízí vlastní kombinaci nákladů, kvality a produktivity a každý je vhodný pro vlastní škálu materiálů, které mohou zahrnovat širokou škálu plastů a kovových slitin, a dokonce i elektronické obvody.

Stará technika

Nejstarší technologie vznikla před více než 30 lety a původně byla označována jako „rychlé prototypování“, což přesně vystihuje první cílový trh, design výrobků, kde je často nutné rychle vytvářet prototypy. Zhruba před deseti lety se mnozí prodejci pokusili prosadit tuto technologii na spotřebitelském trhu a přišli s přezdívkou „3D tisk“ jako snazším způsobem, jak oslovit širokou veřejnost. Nastal omezený boom, ale když bublina splaskla, mnoho z těchto prodejců zkrachovalo. Technologie se však dále vyvíjela až do té míry, že je nyní vhodná pro průmyslové využití, což vedlo k nejnovějšímu termínu „aditivní výroba“, který odráží rostoucí počet komponentů, které se tímto způsobem vyrábějí. Název 3D tisk se vžil a mnozí výrobci aditivní výroby stále označují své stroje jako „tiskárny“, i když v grafickém smyslu nedochází ke skutečnému tisku.

Přesto existuje několik procesů 3D tisku, které využívají technologii inkoustového tisku, jež by poznal každý, kdo se zabývá grafikou. Nejběžnějším z nich je tryskání pojivem, kdy tiskárna nanese práškový materiál a poté je podle požadovaného tvaru tryskána pojivová kapalina podobná lepidlu, která prášek slepí a vytvoří vrstvu objektu. Poté se nespotřebovaný prášek odstraní kartáčem a lůžko klesne dolů a proces se opakuje. Po dokončení tisku se použije teplo, aby se vypálily zbytky pojiva a zajistilo se, že se materiál spojí a vytvoří pevný objekt.
HP na něm.

Titulky: Nový 3D tiskový systém HP Jet Fusion 5200 (tiskárna a zpracovatelská stanice).

Dobrým příkladem je řada 3D tiskáren HP JetFusion, z nichž nejdostupnější je řada 300, která má stavební komoru 190 x 254 x 248 mm a dokáže vyrábět funkční díly inženýrské kvality. Na výběr jsou monochromatická nebo barevná zařízení s integrovaným a vysoce automatizovaným systémem dodávání materiálů, takže tiskárny mohou po určitou dobu běžet bez obsluhy.

Variantou je vysokorychlostní slinování (High Speed Sintering, HSS), které používají společnosti Xaar 3D a Voxeljet a které pracuje s materiály na bázi polymerů. Stejně jako u tryskání pojivem jde o to, že se nejprve na lože položí práškový materiál a poté se tryská kapalina, která definuje vytvářený tvar. V tomto případě však kapalina absorbuje infračervené teplo, takže při aplikaci tepla na práškové lože dochází pouze k roztavení prášku potřebného k vytvoření požadovaného tvaru.

Jet dopředu

Dalším přístupem je tryskání materiálů, které zahrnuje tryskání kapaliny s vysokým obsahem prvků stavebního materiálu. To je podstatně obtížnější kvůli mnohem většímu potenciálu ucpání tiskové hlavy, nemluvě o přívodním systému, který přivádí kapalinu z nádrže do komory tiskové hlavy. Dobrým příkladem je 3D tiskárna Carmel 1400 vyvinutá společností XJet, která je k dispozici ve verzi pro tisk na kov i keramiku.

Titulky: Ultimaker S3 je cenově dostupná stolní 3D tiskárna, která dokáže vyrábět plastové předměty.

Kromě nich existuje také spousta stolních modelů, které jsou relativně levné a jsou schopné vyrábět malé předměty. Dobrým příkladem může být Ultimaker S3, který používá metodu Fused Filament Fabrication, což v podstatě znamená, že vyrábí díly vytlačováním plastového vlákna. Má konstrukční plochu 230 x 190 x 200 mm.

Další alternativou je americká společnost MarkForged, která vyrábí 3D tiskárny poměrně standardní metodou taveného depozičního modelování, ale pro své tiskárny vyvinula také řadu kompozitních materiálů, jako je nylon s příměsí uhlíkových vláken, které umožňují vyrábět díly s vynikajícím poměrem pevnosti, nízké hmotnosti a relativně nízkých nákladů.

Přejít na masivní

Za zmínku také stojí, že mnoho společností zabývajících se velkoformátovým tiskem již 3D tiskárnu Massivit 1800 používá k výrobě velkých výstavních objektů, především pro reklamu a výstavy, a také rekvizit pro film a televizi. Toto zařízení má stavební plochu 145 cm x 111 cm x 180 cm, dostatečně velkou pro výrobu modelů lidí v životní velikosti, a to pomocí patentovaného gelového materiálu, který se vytvrzuje pod UV světlem.

Titulky: Massivit 1800 Pro je 3D tiskárna pro velkoformátové displeje s extrudérem s proměnlivým rozlišením.

Používání 3D tiskárny vyžaduje určitou zručnost, ale není to nic, co by činilo potíže každému, kdo má zkušenosti s grafickým tiskem. Určitá práce je s přípravou, optimalizací a ověřováním souborů, je třeba dohlížet na proces tisku a pak je tu dokončovací práce – to vše platí i pro svět grafiky. Největším problémem pro většinu lidí je nutnost uvažovat ve třech rozměrech, ale spousta lidí v oblasti obalů a velkoformátového tisku pro prodejní místa již pracuje s objekty v souborech CAD.

Za posledních zhruba 20 let jsme všichni viděli, jak digitální tisk postupně zabírá stále větší část trhu komerčního tisku. Je nevyhnutelné, že 3D tisk bude následovat podobný model ze stejných důvodů, aby se snížily náklady a zlepšila logistika dodavatelského řetězce. Již nyní se hojně využívá při výrobě prototypů a stále častěji se používá pro výrobu nástrojů a zápustek. Malý, ale stále rostoucí počet výrobců nyní využívá tuto technologii k výrobě dílů pro konečné použití, přičemž využívají možnosti využití mřížkových struktur k vytváření lehkých dílů a optimalizace geometrie ke spojení více dílů do jednoho kusu za nižší cenu. To se již dělá pro krátkodobé aplikace s vysokou hodnotou, jako jsou součásti letadel, a postupně se rozšiřuje na všechny formy výroby od hraček až po náhradní díly pro tiskárny. A kdo by se toho nechtěl účastnit?

Zdroj informací: Průvodci divokým formátem mají rozšířit povědomí a pochopení šíleností, které lze vytvořit na velkoformátových digitálních tiskových zařízeních, od podlah po stínidla a všechno mezi tím. Tyto průvodce vznikly díky spolupráci skupiny výrobců se společností Digital Dots.

Tento článek je podporován společnostmi HP a Digital Dots.