Nessan Cleary sdílí aktuální možnosti technologie 3D tisku.

Při zpětném pohledu vidíme, že technologie 3D tisku za posledních deset let poměrně rychle vyspěla, což poskytovatelům tiskových služeb usnadňuje vyhodnotit, zda tento trh nabízí životaschopnou příležitost k diverzifikaci jejich podnikání. Není pochyb o tom, že většina tiskařských firem by měla mít dovednosti potřebné k přechodu na 3D tisk, ale otázka, kterou si většina tiskařů bude muset položit, zní: Jaký druh tiskárny jsou?

3D tisk se totiž vyvinul z nové technologie v kompletní odvětví aditivní výroby. Zároveň je technologie tisku, a to zejména v oblasti velkoformátového tisku, nyní široce využívána v mnoha průmyslových oblastech. Tiskaři, kteří se považují především za tiskaře, tak mohou mít pocit, že v oblasti grafiky je příležitost pro 3D tisk omezená.

Společnosti, které se více zabývají průmyslovým tiskem, by však měly zjistit, že seznámení se s technologií aditivní výroby je logickým doplňkem technologie tisku, kterou již používají. Koneckonců, mnoho dodavatelů, kteří vyrábějí tiskové stroje, barvy, software a další komponenty, které se používají v celém odvětví polygrafického průmyslu, již naskočilo na vlnu aditivní výroby.

Společnost HP například vyvinula řadu 3D tiskáren založených na stejné technologii termální tiskové hlavy, jakou používají její grafické tiskárny. Společnost HP navíc používá vlastní 3D tiskárny k výrobě dílů pro své latexové tiskárny. Společnost Ricoh prodává řadu 3D tiskáren a nabízí službu tiskových kanceláří. Společnost Mimaki již nabízí 3D tiskárnu, která se používá především k výrobě modelů a prototypů, přičemž společnost zkoumá také využití 3D tisku k vývoji potravinových automatů.

Potenciální aplikace

Ještě před několika lety byla hlavní tržní příležitostí výroba prototypů a specializovaných přípravků, kování a přípravků, po kterých je stále velká poptávka. Existovala určitá příležitost vyrábět krátké série dílů pro konečné použití, ale stejně jako v počátcích digitálního tisku, i zde chybí objem, který by mohl cenově konkurovat konvenční výrobě. Jak jsme však viděli u digitálního tisku, stroje se zrychlily a zefektivnily, a tak se délka sérií posunula do bodu, kdy je aditivní výroba stále více vnímána jako nákladově efektivní možnost, zejména pro náhradní díly a komponenty, které je třeba vyměnit jen v malém počtu.

Současně se výrazně rozšířila škála materiálů, které lze tisknout 3D tiskem, což vedlo ke snížení cen a zvýšení funkčnosti. Patří sem mnoho různých typů plastů, tuhých i pružných, které jsou k dispozici v technických třídách s různými vlastnostmi, jako je vysoký poměr pevnosti a hmotnosti nebo odolnost vůči teplu či některým chemikáliím. Mezi další materiály patří pryž a dokonce vlákna na bázi dřeva. V posledních letech jsme také svědky otevření trhu s tiskem na kovy, k čemuž přispělo především větší využití inkoustové technologie pro tisk z pojiva. V tomto případě se stavební materiál, který se dodává v práškové formě, rozprostře na loži a pojivová kapalina se pak tryská přesně tam, kde je to zapotřebí, aby se část tohoto prášku shlukla a vytvořila pevnou vrstvu. Tento proces se pak opakuje po jednotlivých vrstvách, čímž se objekt vytvoří. Tuto techniku lze použít s řadou různých materiálů i s kovem.

Jednou z relativně jednoduchých aplikací je výroba forem, přičemž 3D tisk je mnohem rychlejší a nákladově efektivnější než většina konvenčních metod. Tato oblast je pro práci atraktivní jednak proto, že skutečně nabízí lepší řešení, ale také proto, že finální vyrobené díly jsou identické s těmi, které se vyrábějí konvenčním způsobem, a není tedy nutná jejich další certifikace. Existují různé typy forem, přičemž obzvláště oblíbené je odlévání do písku. Společnost Fujifilm Dimatix právě představila novou tiskovou hlavu zaměřenou speciálně na tisk forem pro lití do písku a také na tryskání kovových pojiv. Tiskárna Starfire SG1024 L3F byla navržena tak, aby si poradila s agresivní pojivovou kapalinou, která se v těchto aplikacích obvykle používá.

Dalším rostoucím trhem jsou oděvy, kde se 3D tiskárny používají k výrobě knoflíků na míru. Společnost Stratasys předvedla 3D tiskárnu speciálně zaměřenou na textilní trh, J850 Techstyle, která dokáže tisknout reliéfní vzory přímo na textil. To lze použít pro loga a může obsahovat text a grafiku ve více barvách. Techstyle je tiskárna Polyjet, která vystřikuje pryskyřičný materiál, jenž je následně polymerizován působením ultrafialového světla. Může tisknout na oděvy, například bavlněné nebo džínové oblečení, a doplňky, například kabelky.

Existuje mnoho příkladů využití 3D tiskáren k výrobě náhradních dílů. Společnost Chiltern Railways vytiskla 3D tiskárnou náhradní díly na sedadla pro své osobní vlaky. Díly, včetně opěrek rukou a madel, byly vyrobeny na tiskárně Stratasys Fortus 450mc FDM s použitím pryskyřice Ultem 9085, která byla certifikována podle norem železničního průmyslu pro požár, kouř a toxicitu.

Dalším příkladem je německá značka Sienna Garden, která prodává řadu zahradního nábytku, a která na vyžádání tiskne náhradní díly ve 3D. Jde většinou o náhradní díly, jako jsou plastové krytky nohou nebo klouby, které se zlomí nebo prostě opotřebují. Tyto díly jsou malé a relativně levné na tisk v malém množství a jejich tisk na vyžádání šetří náklady na správu zásob, které by vznikly jejich uskladněním ve skladu. Stejný argument – snížení nákladů na správu zásob – stál za přechodem knihtisku na digitální tisk a stojí za růstem digitálního tisku etiket a obalů.

Z pohledu trhu komerčního tisku je aditivní výroba stále zhruba 20 let pozadu za trhem digitálního tisku. V té době komerční tiskárny teprve začínaly instalovat digitální stroje jako Xerox iGen nebo Kodak Nexpress a velkoformátové tiskárny se teprve probouzely k výhodám UV flatbedů na trhu, kterému stále dominovaly solventní stroje s válcovým podáváním. V praxi to znamená, že designéři a výrobci teprve začínají uvažovat o 3D tisku jako o možnosti pro krátké výrobní série. Během příštích zhruba deseti let to změní výrobu, protože nebude nutné zřizovat specializované výrobní linky. To ponechává otevřené dveře kancelářím, které mohou uspokojovat různé typy organizací a aplikací, podobně jako to v současnosti dělají poskytovatelé tiskových služeb.