Istnieje wiele dowodów na to, że w szczególności drukarki wielkoformatowe przenoszą się do zastosowań przemysłowych, takich jak wystrój wnętrz, a nawet odzież. Druk 3D ma sens, gdy jest postrzegany jako kolejne przemysłowe zastosowanie druku.

Każdy, kto odwiedził targi poligraficzne w ostatnich latach, prawdopodobnie widział stacjonarną drukarkę 3D, zazwyczaj produkującą małe plastikowe figurki, i być może zastanawiał się, jak może to mieć związek z branżą poligraficzną. Prawdę mówiąc, nie ma wiele wspólnego między drukiem 3D a drukiem graficznym, ale nie ma też powodu, dla którego firmy poligraficzne miałyby ograniczać się do zastosowań graficznych. Rzeczywiście, istnieje wiele dowodów na to, że w szczególności drukarki wielkoformatowe przenoszą się do zastosowań przemysłowych, takich jak wystrój wnętrz, a nawet odzież. Druk 3D ma sens, gdy jest postrzegany jako kolejne przemysłowe zastosowanie druku.

Podstawową ideą druku 3D jest to, że obiekty mogą być projektowane i dzielone na warstwy w pliku CAD, dzięki czemu drukarka 3D może następnie fizycznie układać każdą kolejną warstwę na poprzedniej, tworząc dany obiekt. Istnieje około tuzina różnych podejść, z których każde oferuje własną mieszankę kosztów, jakości i wydajności, a każde nadaje się do własnego zakresu materiałów, które mogą obejmować szeroką gamę tworzyw sztucznych i stopów metali, a nawet obwodów elektronicznych.

Stara technologia

Najwcześniejsza technologia sięga ponad 30 lat wstecz i pierwotnie była określana jako „szybkie prototypowanie”, co dobrze podsumowuje pierwszy rynek docelowy, projektowanie produktów, gdzie często konieczne jest szybkie generowanie prototypów. Około dziesięć lat temu wielu dostawców próbowało wprowadzić tę technologię na rynek konsumencki i wymyśliło nazwę „druk 3D” jako łatwiejszy sposób na dotarcie do ogółu społeczeństwa. Nastąpił ograniczony boom, ale gdy bańka pękła, wielu z tych dostawców zbankrutowało. Technologia ta ewoluowała jednak do punktu, w którym obecnie nadaje się do zastosowań przemysłowych, co doprowadziło do powstania najnowszego terminu „produkcja addytywna”, odzwierciedlającego rosnącą liczbę komponentów wytwarzanych w ten sposób. Nazwa druku 3D utrwaliła się, a wielu producentów urządzeń addytywnych nadal określa swoje maszyny mianem „drukarek”, nawet jeśli w sensie graficznym nie odbywa się faktyczne drukowanie.

Niemniej jednak, istnieje kilka procesów druku 3D wykorzystujących technologię druku atramentowego, które byłyby rozpoznawalne dla każdego ze świata grafiki. Najpopularniejszym z nich jest strumieniowanie spoiwa, w którym drukarka kładzie sproszkowany materiał, a następnie klejopodobny płyn wiążący jest wtryskiwany zgodnie z wymaganym kształtem, sklejając proszek razem, tworząc warstwę obiektu. Następnie niewykorzystany proszek jest szczotkowany, a łoże opada i proces jest powtarzany. Po zakończeniu drukowania stosuje się ciepło w celu wypalenia pozostałego spoiwa i zapewnienia, że materiał zostanie połączony w celu utworzenia stałego obiektu.
HP na nim.

Podpis: Nowy system druku 3D HP Jet Fusion 5200 (Drukarka i stacja przetwarzania).

Dobrym tego przykładem jest gama drukarek 3D HP JetFusion, z których najbardziej dostępna jest seria 300, która ma komorę roboczą o wymiarach 190 x 254 x 248 mm i może wytwarzać funkcjonalne części klasy inżynieryjnej. Do wyboru są urządzenia monochromatyczne lub kolorowe, ze zintegrowanym i wysoce zautomatyzowanym systemem dostarczania materiałów, dzięki czemu drukarki mogą pracować bez nadzoru przez pewien czas.

Odmianą tej metody jest szybkie spiekanie (High Speed Sintering, HSS), stosowane zarówno przez Xaar 3D, jak i Voxeljet w przypadku materiałów na bazie polimerów. Podobnie jak w przypadku rozpylania spoiwa, polega to na pierwszym ułożeniu proszku materiału na łożu, a następnie rozpyleniu płynu w celu zdefiniowania budowanego kształtu. Jednak w tym przypadku płyn pochłania ciepło podczerwone, dzięki czemu gdy ciepło jest przykładane do złoża proszku, topi tylko proszek niezbędny do uformowania pożądanego kształtu.

Jet ahead

Jeszcze innym podejściem jest strumieniowanie materiałów, które obejmuje strumieniowanie płynu, który jest wysoce obciążony elementami materiału konstrukcyjnego. Jest to znacznie trudniejsze ze względu na znacznie większy potencjał zatykania głowicy drukującej, nie wspominając już o systemie zasilania, który przenosi płyn ze zbiornika do komory płynu głowicy drukującej. Dobrym tego przykładem jest drukarka 3D Carmel 1400 opracowana przez XJet, która jest dostępna zarówno w wersji do druku z metalu, jak i ceramiki.

Caption: Ultimaker S3 to przystępna cenowo biurkowa drukarka 3D zdolna do tworzenia obiektów z tworzyw sztucznych.

Oprócz nich istnieje również wiele modeli stacjonarnych, które są stosunkowo tanie w zakupie i są w stanie produkować małe przedmioty. Dobrym przykładem może być Ultimaker S3, który wykorzystuje metodę Fused Filament Fabrication, co zasadniczo oznacza, że buduje części poprzez wytłaczanie plastikowego filamentu. Jego obszar roboczy wynosi 230 x 190 x 200 mm.

Jeszcze inną alternatywą jest MarkForged, amerykańska firma, która produkuje drukarki 3D przy użyciu dość standardowego podejścia do modelowania osadzania topionego, ale która opracowała również szereg materiałów kompozytowych, takich jak nylon połączony z włóknem węglowym, dla swoich drukarek, które pozwalają im produkować części, które mają doskonałą równowagę między wytrzymałością, lekkością i stosunkowo niskimi kosztami.

Idź na całość

Warto również zauważyć, że wiele firm zajmujących się drukiem wielkoformatowym już wykorzystuje drukarkę Massivit 1800 3D do produkcji dużych obiektów wystawowych, głównie na potrzeby reklamy i wystaw, a także rekwizytów do filmów i telewizji. Urządzenie to ma obszar roboczy o wymiarach 145 cm x 111 cm x 180 cm, wystarczająco duży, aby produkować modele ludzi naturalnej wielkości, przy użyciu zastrzeżonego materiału żelowego, który utwardza się w świetle UV.

Caption: Massivit 1800 Pro to drukarka 3D do wyświetlaczy wielkoformatowych wyposażona w ekstruder o zmiennej rozdzielczości.

Korzystanie z drukarki 3D wymaga pewnych umiejętności, ale nie jest to nic, co sprawiłoby kłopot komukolwiek, kto ma doświadczenie w drukowaniu grafiki. Przygotowanie, optymalizacja i weryfikacja plików wymaga trochę pracy, proces drukowania musi być nadzorowany, a potem jest wykończenie – wszystko to dotyczy również świata grafiki. Największym problemem dla większości ludzi jest konieczność myślenia w trzech wymiarach, ale wiele osób zajmujących się opakowaniami i drukiem wielkoformatowym dla punktów sprzedaży już pracuje z obiektami w plikach CAD.

W ciągu ostatnich 20 lat wszyscy widzieliśmy, jak druk cyfrowy stopniowo przejmował coraz większą część rynku druku komercyjnego. Nieuniknione jest, że druk 3D będzie podążał za podobnym wzorcem z tych samych powodów, aby obniżyć koszty i poprawić logistykę łańcucha dostaw. Jest on już szeroko stosowany w prototypowaniu i staje się coraz bardziej powszechny w produkcji narzędzi i matryc. Niewielka, ale rosnąca liczba producentów wykorzystuje obecnie tę technologię do wytwarzania części do zastosowań końcowych, wykorzystując możliwość stosowania struktur kratowych do tworzenia lekkich części i optymalizując geometrię w celu łączenia wielu części w pojedyncze elementy po niższych kosztach. Ma to już miejsce w przypadku krótkoseryjnych zastosowań o wysokiej wartości, takich jak części lotnicze, i stopniowo rozszerza się na każdą formę produkcji, od zabawek po części zamienne do drukarek. A kto nie chciałby mieć w tym udziału?

Informacje źródłowe: Przewodniki Wild Format mają na celu poszerzenie świadomości i zrozumienia szaleństwa, które można stworzyć na wielkoformatowych urządzeniach do druku cyfrowego, od podłóg po abażury i wszystko pomiędzy. Przewodniki te są możliwe dzięki grupie producentów współpracujących z Digital Dots.

Ten artykuł jest wspierany przez HP i Digital Dots.