Nessan Cleary dzieli się aktualnymi możliwościami dostępnymi dla technologii druku 3D.
Patrząc wstecz, widzimy, że technologia druku 3D dojrzała dość szybko w ciągu ostatnich dziesięciu lat, co z kolei ułatwia dostawcom usług druku ocenę, czy rynek ten oferuje realną możliwość dywersyfikacji ich działalności. Nie ma wątpliwości, że większość firm poligraficznych powinna posiadać umiejętności niezbędne do przejścia na druk 3D, ale pytanie, które większość drukarzy będzie musiała sobie zadać, brzmi: jakim rodzajem drukarki są?
Wynika to z faktu, że druk 3D ewoluował od nowatorskiej technologii do kompletnego sektora rynku produkcji addytywnej. Jednocześnie technologia druku, zwłaszcza w obszarze wielkoformatowym, jest obecnie szeroko stosowana w wielu obszarach przemysłowych. Drukarze, którzy postrzegają siebie przede wszystkim jako drukarzy, mogą więc uważać, że możliwości druku 3D w branży graficznej są ograniczone.
Jednak firmy, które są bardziej zaangażowane w druk przemysłowy, powinny przekonać się, że zapoznanie się z technologią produkcji addytywnej jest logicznym dodatkiem do technologii druku, z której już korzystają. W końcu wielu dostawców, którzy produkują prasy, tusze, oprogramowanie i inne komponenty używane w branży druku graficznego, już wskoczyło na modę na produkcję addytywną.
Przykładowo, firma HP opracowała szereg drukarek 3D opartych na tej samej technologii termicznej głowicy drukującej, która wykorzystywana jest w jej drukarkach graficznych. Co więcej, HP wykorzystuje własne drukarki 3D do produkcji części do swoich drukarek lateksowych. Ricoh sprzedaje szereg drukarek 3D i oferuje usługę druku biurowego. Mimaki oferuje już drukarkę 3D, która jest używana głównie do produkcji modeli i prototypów, a firma bada również wykorzystanie druku 3D do opracowywania automatów z żywnością.
Potencjalne zastosowania
Jeszcze kilka lat temu główną szansą rynkową było tworzenie prototypów, a także produkcja specjalistycznych uchwytów, okuć i przyrządów, na które nadal istnieje duże zapotrzebowanie. Istniała pewna możliwość produkcji krótkich serii części do użytku końcowego, ale podobnie jak w przypadku wczesnych dni druku cyfrowego, krótkie serie nie mają objętości, aby rzucić wyzwanie konwencjonalnej produkcji pod względem cen. Jednak, jak widzieliśmy w przypadku druku cyfrowego, maszyny stały się szybsze i bardziej wydajne, a więc długości serii wzrosły do punktu, w którym produkcja addytywna jest coraz częściej postrzegana jako opłacalna opcja, szczególnie w przypadku części zamiennych i komponentów, które muszą być wymieniane tylko w niewielkiej liczbie.
Jednocześnie znacznie zwiększył się zakres materiałów, które można drukować w 3D, co prowadzi do niższych cen i większej funkcjonalności. Obejmuje to wiele różnych rodzajów tworzyw sztucznych, zarówno sztywnych, jak i elastycznych, dostępnych w gatunkach inżynieryjnych o różnych właściwościach, takich jak wysoki stosunek wytrzymałości do masy lub odporność na ciepło lub niektóre chemikalia. Inne materiały obejmują gumę, a nawet włókna drzewne. W ostatnich latach byliśmy również świadkami otwarcia rynku druku z metalu, w dużej mierze napędzanego przez szersze wykorzystanie technologii atramentowej do rozpylania spoiwa. Polega to na tym, że materiał budulcowy, który jest dostarczany w postaci proszku, jest rozprowadzany na łożu, a płyn wiążący jest następnie wtryskiwany dokładnie tam, gdzie jest to wymagane, aby spowodować zbrylenie się części proszku w celu utworzenia stałej warstwy. Proces ten jest następnie powtarzany po jednej warstwie na raz, aby zbudować obiekt. Technika ta może być stosowana z wieloma różnymi materiałami, a także z metalem.
Jednym ze stosunkowo prostych zastosowań jest produkcja form, przy czym druk 3D jest znacznie szybszy i bardziej opłacalny niż większość konwencjonalnych metod. Jest to atrakcyjny obszar do pracy, częściowo dlatego, że rzeczywiście oferuje lepsze rozwiązanie, ale także dlatego, że końcowe wyprodukowane części są identyczne z tymi wykonanymi konwencjonalnie, więc nie jest wymagana dodatkowa certyfikacja dla tych części. Istnieją różne rodzaje form, przy czym szczególnie popularne jest odlewanie piaskowe. Fujifilm Dimatix właśnie wprowadziła nową głowicę drukującą przeznaczoną specjalnie do drukowania form do odlewania piaskowego, a także do wtryskiwania spoiw metalowych. Głowica Starfire SG1024 L3F została zaprojektowana tak, aby poradzić sobie z agresywnym spoiwem, które jest zwykle używane w tych zastosowaniach.
Innym rozwijającym się rynkiem jest rynek odzieży, gdzie drukarki 3D są wykorzystywane do tworzenia guzików na zamówienie. Stratasys zademonstrował drukarkę 3D przeznaczoną specjalnie na rynek tekstylny, J850 Techstyle, która może drukować wytłaczane wzory bezpośrednio na tkaninie. Może to być wykorzystywane do tworzenia logo i może zawierać tekst i grafikę w wielu kolorach. Techstyle to drukarka Polyjet, która drukuje materiał żywiczny, który jest następnie polimeryzowany pod wpływem światła ultrafioletowego. Może drukować na odzieży, takiej jak odzież bawełniana lub dżinsowa, a także na akcesoriach, takich jak torebki.
Istnieje wiele przykładów wykorzystania drukarek 3D do produkcji części zamiennych. Firma Chiltern Railways wydrukowała w 3D części zamienne do siedzeń w swoich pociągach pasażerskich. Części, w tym podłokietniki i uchwyty, zostały wyprodukowane na drukarce Stratasys Fortus 450mc FDM, przy użyciu żywicy Ultem 9085, która została certyfikowana zgodnie z normami przeciwpożarowymi, dymowymi i toksycznymi dla przemysłu kolejowego.
W innym przykładzie, niemiecka marka Sienna Garden, która sprzedaje szereg mebli ogrodowych, drukuje części zamienne 3D na żądanie. Części zamienne, o których mowa, to głównie rzeczy takie jak plastikowe nakładki na stopy lub przeguby, które pękają lub po prostu się zużywają. Części te są małe i stosunkowo niedrogie do wydrukowania w niewielkich ilościach, a drukowanie ich na żądanie pozwala zaoszczędzić na kosztach zarządzania zapasami związanymi z przechowywaniem ich w magazynie. Ten sam argument – obniżenie kosztów zarządzania zapasami – doprowadził do przejścia druku książek na druk cyfrowy i stoi za rozwojem druku cyfrowego etykiet i opakowań.
Patrząc z perspektywy rynku druku komercyjnego, produkcja addytywna jest nadal około 20 lat za rynkiem druku cyfrowego. W tym czasie drukarnie komercyjne dopiero zaczynały instalować maszyny cyfrowe, takie jak Xerox iGen lub Kodak Nexpress, a drukarnie wielkoformatowe dopiero budziły się do zalet płaskich stołów UV na rynku, który był nadal zdominowany przez maszyny solwentowe z roli. W praktyce oznacza to, że projektanci i producenci dopiero zaczynają rozważać druk 3D jako opcję dla krótkich serii produkcyjnych. W ciągu następnej dekady przekształci to produkcję, ponieważ nie ma potrzeby tworzenia dedykowanych linii produkcyjnych. Pozostawia to otwarte drzwi dla biur, które mogą obsługiwać różne rodzaje organizacji i zastosowań, podobnie jak robią to obecnie dostawcy usług druku.