Proč je 3D tisk důležitý pro velkoformátové tiskárny?

Existuje spousta 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 je vnímán jako další průmyslová tisková aplikace.

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. Ve skutečnosti existuje malý přechod mezi 3D tiskem a grafickým tiskem, ale opět neexistuje žádný důvod, proč by se tiskové společnosti měly omezovat na grafické aplikace. Ve skutečnosti existuje spousta 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 je vnímán jako další průmyslová tisková aplikace.

Základní myšlenkou veškerého 3D tisku je, 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 asi tucet různých přístupů, z nichž každý nabízí svou vlastní kombinaci nákladů, kvality a produktivity a každý je vhodný pro vlastní řadu materiálů, které mohou zahrnovat širokou škálu plastů a kovových slitin a dokonce i elektronické obvody.

Technika starých časů

Nejstarší technologie pochází z více než 30 let a byla původně označována jako „rychlé prototypování“, což úhledně shrnuje první cílový trh, produktový design, kde je často nutné rychle generovat prototypy. Asi před deseti lety se mnoho prodejců pokusilo prosadit tuto technologii na spotřebitelský trh a přišli s přezdívkou „3D tisk“ jako snazší způsob, jak oslovit širokou veřejnost. Došlo k omezenému boomu, ale když bublina praskla, mnoho z těchto prodejců zkrachovalo. Technologie se však nadále vyvíjela až do bodu, kdy je nyní vhodná pro průmyslové použití, což vedlo k nejnovějšímu termínu „aditivní výroba“, který odráží rostoucí počet komponent, které jsou tímto způsobem vyráběny. Název 3D tisku se uchytil a mnoho výrobců aditiv stále označuje své stroje jako „tiskárny“, i když v grafickém smyslu se žádný skutečný tisk neprovádí.

To znamená, že existuje několik procesů 3D tisku, které využívají technologii inkoustového tisku, která by byla rozpoznatelná pro každého z grafického světa. Nejběžnějším z nich je tryskání pojiva, kdy tiskárna položí práškový materiál a poté se tryská pojivová tekutina podobná lepidlu podle požadovaného tvaru, čímž se prášek slepí dohromady a vytvoří vrstvu předmětu. Potom se nepoužitý prášek setře a lůžko spadne dolů a proces se opakuje. Po dokončení tisku se použije teplo, aby se spálilo zbývající pojivo a zajistilo se, že se materiál spojí dohromady a vytvoří pevný předmět.
HP na to.


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

Dobrým příkladem toho je řada 3D tiskáren JetFusion společnosti HP, z nichž nejdostupnější je řada 300, která má konstrukční komoru 190 x 254 x 248 mm a dokáže vyrábět funkční díly technické kvality. K dispozici je výběr černobílých nebo barevných zařízení s integrovaným a vysoce automatizovaným systémem podávání materiálů, takže tiskárny mohou nějakou dobu běžet bez dozoru.

Variantou je vysokorychlostní sintrování neboli HSS, jak jej používají Xaar 3D a Voxeljet a pracují s materiály na bázi polymerů. Stejně jako u tryskání pojiva to zahrnuje nejprve rozložení prášku materiálu na lože a potom tryskání tekutiny, aby se definoval tvar, který se vytváří. Ale v tomto případě tekutina absorbuje infračervené teplo, takže když je teplo aplikováno na práškové lože, roztaví pouze prášek nezbytný k vytvoření požadovaného tvaru.

Jet vpřed

Ještě dalším přístupem je tryskání materiálů, které zahrnuje tryskání tekutiny, která je vysoce zatížena prvky stavebního materiálu. To je podstatně obtížnější kvůli mnohem většímu potenciálu ucpání tiskové hlavy, nemluvě o přívodním systému, který odebírá tekutinu ze své nádrže do komory na tekutinu tiskové hlavy. Dobrým příkladem toho je 3D tiskárna Carmel 1400 vyvinutá společností XJet, která je k dispozici v kovové i keramické tiskové verzi.


Popis: Ultimaker S3 je cenově dostupná stolní 3D tiskárna schopná vyrábět plastové předměty.

Kromě toho existuje také spousta modelů pro stolní počítače, které jsou relativně levné na nákup a jsou schopny vyrábět malé předměty. Dobrým příkladem by mohl být Ultimaker S3, který používá metodu Fused Filament Fabrication, což v podstatě znamená, že vyrábí díly vytlačováním plastového vlákna. Má stavební plochu 230 x 190 x 200 mm.

Ještě další alternativou je MarkForged, americká společnost, která vyrábí 3D tiskárny za použití poměrně standardního přístupu modelování tavené depozice, ale která také vyvinula řadu kompozitních materiálů, jako je nylon propletený uhlíkovými vlákny, pro své tiskárny, které jim umožňují vyrábět díly, které mají vynikající rovnováhu mezi pevností, nízkou hmotností a relativně nízkou cenou.

Jděte masivní

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


Popis: Massivit 1800 Pro je 3D tiskárna pro velkoformátové displeje, která je vybavena extrudérem s proměnným rozlišením.

Používání 3D tiskárny vyžaduje určité dovednosti, ale nic, co by znepokojovalo někoho, kdo má zkušenosti s tiskem grafiky. S přípravou, optimalizací a ověřováním souborů je nějaká práce, musí se dohlížet na proces tisku a pak je tu dokončovací práce – to vše platí i pro svět grafiky. Největším problémem pro většinu lidí je potřeba myslet ve třech rozměrech, ale spousta lidí v oblasti balení a velkoformátového tisku pro položky v místě prodeje již pracuje s objekty v souborech CAD.

Během posledních zhruba 20 let jsme všichni viděli, jak digitální tisk postupně zabírá stále větší a větší část trhu komerčního tisku. Je nevyhnutelné, že se 3D tisk bude řídit podobným vzorem ze stejných důvodů, aby se snížily náklady a zlepšila logistika dodavatelského řetězce. Je již široce používán v prototypování a stává se stále běžnějším pro výrobu nástrojů a matric. Malý, ale rostoucí počet výrobců nyní používá technologii k výrobě dílů pro konečné použití, přičemž využívá možnosti používat mřížkové struktury k vytváření lehkých dílů a optimalizuje geometrii pro kombinování více dílů do jednotlivých položek s nižšími náklady. To se již provádí u krátkodobých vysoce hodnotných aplikací, jako jsou součásti letadel, a postupně se rozšiřuje přímo do všech forem výroby od hraček po náhradní díly pro tiskárny. A kdo by toho nechtěl mít část?

Zdrojové informace: Příručky Wild Format jsou určeny k rozšíření povědomí a porozumění šílenství, které lze vytvořit na velkoformátových digitálních tiskových zařízeních, od podlah po stínidla a vše mezi tím. Tyto příručky vytvořila skupina výrobců spolupracujících se společností Digital Dots. Tento článek je podporován společnostmi HP a Digital Dots .