Nessan Cleary megosztja a 3D nyomtatási technológia jelenlegi lehetőségeit.

Visszatekintve láthatjuk, hogy a 3D nyomtatási technológia az elmúlt tíz évben meglehetősen gyorsan kiforrott, ami viszont megkönnyíti a nyomtatási szolgáltatók számára annak értékelését, hogy ez a piac életképes lehetőséget kínál-e üzleti tevékenységük diverzifikálására. Nem kérdés, hogy a legtöbb nyomdaipari vállalatnak rendelkeznie kell a 3D nyomtatásra való áttéréshez szükséges készségekkel, de a kérdés, amit a legtöbb nyomdásznak fel kell tennie magának, az az, hogy milyen típusú nyomdászok ők?

Ennek oka, hogy a 3D nyomtatás újszerű technológiából egy teljes additív gyártási piaci ágazattá fejlődött. Ugyanakkor a nyomtatási technológiát, különösen a nagy formátumú területen, ma már széles körben alkalmazzák számos ipari területen. Így azok a nyomdászok, akik elsősorban nyomtatóként tekintenek magukra, úgy érezhetik, hogy a grafikában korlátozottak a 3D nyomtatás lehetőségei.

Azoknak a vállalatoknak azonban, amelyek inkább az ipari nyomtatással foglalkoznak, az additív gyártási technológiával való megismerkedés logikus kiegészítője a már alkalmazott nyomtatási technológiának. Végül is a grafikai nyomdaiparban használt nyomdagépeket, festékeket, szoftvereket és egyéb alkatrészeket gyártó gyártók közül sokan már felugrottak az additív gyártás szekerére.

A HP például olyan 3D nyomtatókat fejlesztett ki, amelyek ugyanazon a termikus nyomtatófej-technológián alapulnak, amelyet a grafikus nyomtatóiban használ. A HP továbbá saját 3D nyomtatóit használja latexnyomtatói alkatrészeinek gyártásához. A Ricoh számos 3D nyomtatót értékesít, és irodai nyomtatási szolgáltatást kínál. A Mimaki már kínál 3D nyomtatót, amelyet elsősorban modellek és prototípusok gyártására használnak, a vállalat pedig vizsgálja a 3D nyomtatás felhasználását élelmiszer-automaták fejlesztésére is.

Lehetséges alkalmazások

Néhány évvel ezelőtt a fő piaci lehetőség a prototípusok készítése lett volna, a speciális szerelvények, szerelvények és szerelvények gyártása mellett, és ezekre a dolgokra még mindig nagy a kereslet. Volt némi lehetőség a végfelhasználásra szánt alkatrészek kisszériás gyártására, de mint a digitális nyomtatás kezdeti időszakában, a kisszériás gyártás nem elég nagy ahhoz, hogy a hagyományos gyártás árképzésével megmérkőzzön. Ahogy azonban a digitális nyomtatás esetében is láthattuk, a gépek egyre gyorsabbak és hatékonyabbak lettek, így a sorozatszámok olyan szintre emelkedtek, hogy az additív gyártás egyre inkább költséghatékony megoldásnak számít, különösen a kis darabszámban cserélendő pótalkatrészek és alkatrészek esetében.

Ugyanakkor a 3D nyomtatással nyomtatható anyagok köre jelentősen bővült, ami alacsonyabb árakat és nagyobb funkcionalitást eredményezett. Ez számos különböző típusú műanyagot foglal magában, merev és rugalmas műanyagokat egyaránt, amelyek különböző tulajdonságokkal rendelkező műszaki minőségben állnak rendelkezésre, például nagy szilárdság/tömeg arány, illetve hővel vagy bizonyos vegyi anyagokkal szembeni ellenállás. Más anyagok közé tartoznak a gumi és még a fa alapú szálak is. Az elmúlt években a fémnyomtatási piac megnyitása is megfigyelhető volt, ami nagyrészt a tintasugaras technológia kötőanyag-kibocsátásra történő nagyobb mértékű alkalmazásának köszönhető. Ilyenkor a por alakban szállított építőanyagot egy ágyon szétterítik, majd a kötőanyagot pontosan a kívánt helyre fecskendezik, hogy a por egy része szilárd réteggé csomósodjon. Ezt a folyamatot ezután rétegenként megismétlik, hogy felépítsék a tárgyat. Ez a technika a fém mellett számos más anyaggal is alkalmazható.

Az egyik viszonylag egyszerű alkalmazás az öntőformák gyártása, ahol a 3D nyomtatás sokkal gyorsabb és költséghatékonyabb, mint a legtöbb hagyományos módszer. Ez egy vonzó terület, részben azért, mert valóban jobb megoldást kínál, de azért is, mert az előállított végleges alkatrészek megegyeznek a hagyományos módon előállítottakkal, és így nincs szükség további tanúsításra. Különböző típusú öntőformák léteznek, a homoköntés különösen népszerűnek bizonyul. A Fujifilm Dimatix nemrég mutatott be egy új nyomtatófejet, amely kifejezetten a homoköntéshez, valamint a fémkötőanyag-sugárzáshoz szükséges formák nyomtatására irányul. A Starfire SG1024 L3F-et úgy tervezték, hogy megbirkózzon az ilyen alkalmazásokban jellemzően használt agresszív kötőfolyadékkal.

Egy másik növekvő piac a ruházati cikkeké, ahol a 3D nyomtatókat már használják a testre szabott gombok készítésére. A Stratasys bemutatott egy kifejezetten a textilpiacot célzó 3D nyomtatót, a J850 Techstyle-t, amely dombornyomott mintákat képes közvetlenül textilre nyomtatni. Ez logókhoz használható, és több színben tartalmazhat szöveget és grafikát. A Techstyle egy Polyjet nyomtató, amely egy gyantaanyagot fúj ki, amelyet aztán ultraibolya fény hatására polimerizálnak. Ruhadarabokra, például pamut- vagy farmerruhákra, valamint kiegészítőkre, például kézitáskákra nyomtathat.

Rengeteg példa van arra, hogy a 3D nyomtatókat pótalkatrészek gyártására használják. A Chiltern Railways 3D-nyomtatással készített pótalkatrészeket a személyszállító vonatok üléseire. Az alkatrészeket, köztük a kartámaszokat és a kapaszkodókat egy Stratasys Fortus 450mc FDM nyomtatóval állították elő, Ultem 9085 gyantával, amely a vasúti ipar tűz-, füst- és toxicitási szabványainak megfelelően tanúsított.

Egy másik példa: a Sienna Garden német márka, amely kerti bútorokat forgalmaz, igény szerint 3D-nyomtatja a pótalkatrészeket. A szóban forgó pótalkatrészek többnyire olyan dolgok, mint a műanyag lábfej vagy az ízületek, amelyek eltörnek vagy egyszerűen elhasználódnak. Ezeket az alkatrészeket kicsi és viszonylag olcsó kis mennyiségben kinyomtatni, és az igény szerinti nyomtatással megspórolható a raktárban való tárolásukkal járó készletgazdálkodási költség. Ugyanez az érv – a készletgazdálkodás költségeinek csökkentése – vezérelte a könyvnyomtatás digitális nyomtatásra való átállását, és ez áll a címkék és csomagolások digitális nyomtatásának növekedése mögött is.

A kereskedelmi nyomtatási piac szemszögéből nézve az additív gyártás még mindig nagyjából 20 évvel van lemaradva a digitális nyomtatási piachoz képest. Abban az időben a kereskedelmi nyomdák még csak most kezdték el telepíteni az olyan digitális gépeket, mint a Xerox iGen vagy a Kodak Nexpress, a nagy formátumú nyomdák pedig még csak most ébredtek rá az UV-síkágyak előnyeire egy olyan piacon, amelyet még mindig a tekercses oldószeres gépek uraltak. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a tervezők és a gyártók még csak most kezdik fontolóra venni a 3D nyomtatást, mint lehetőséget a rövid sorozatgyártás számára. A következő évtizedben ez át fogja alakítani a gyártást, mivel nincs szükség külön gyártósorok felállítására. Ez nyitva hagyja az ajtót az irodák előtt, amelyek különböző típusú szervezetek és alkalmazások számára tudnak szolgáltatást nyújtani, hasonlóan a jelenlegi nyomtatási szolgáltatókhoz.