Existuje veľa dôkazov o tom, že najmä veľkoformátové tlačiarne sa presúvajú do priemyselných aplikácií, ako sú domáce dekorácie a dokonca aj oblečenie. A 3D tlač dáva zmysel, keď sa na ňu pozeráme ako na ďalšiu priemyselnú aplikáciu.

Každý, kto v posledných rokoch navštívil výstavu tlače, pravdepodobne videl stolnú 3D tlačiareň, ktorá zvyčajne vyrába malé plastové figúrky, a možno ste si položili otázku, ako to môže súvisieť s tlačovým priemyslom. Pravdou je, že medzi 3D tlačou a grafickou tlačou je len malý prienik, ale na druhej strane neexistuje dôvod, prečo by sa mali tlačiarenské spoločnosti obmedzovať na grafické aplikácie. Existuje totiž veľa dôkazov o tom, že najmä veľkoformátové tlačiarne sa presúvajú do priemyselných aplikácií, ako sú domáce dekorácie a dokonca aj oblečenie. A 3D tlač dáva zmysel, ak sa na ňu pozeráme ako na ďalšiu priemyselnú aplikáciu tlače.

Základnou myšlienkou 3D tlače je, že objekty možno navrhnúť a rozdeliť na vrstvy v súbore CAD, takže 3D tlačiareň potom môže fyzicky položiť každú nasledujúcu vrstvu na predchádzajúcu vrstvu a vytvoriť daný objekt. Existuje približne tucet rôznych prístupov, z ktorých každý ponúka vlastnú kombináciu nákladov, kvality a produktivity a každý je vhodný pre vlastnú škálu materiálov, ktoré môžu zahŕňať širokú škálu plastov a kovových zliatin, a dokonca aj elektronické obvody.

Stará technika

Najstaršia technológia vznikla pred viac ako 30 rokmi a pôvodne sa označovala ako „rýchle prototypovanie“, čo presne vystihuje prvý cieľový trh – dizajn výrobkov, kde je často potrebné rýchlo vytvárať prototypy. Približne pred desiatimi rokmi sa mnohí predajcovia pokúsili presadiť túto technológiu na spotrebiteľskom trhu a prišli s prezývkou „3D tlač“ ako jednoduchším spôsobom, ako osloviť širokú verejnosť. Nastal obmedzený boom, ale keď bublina spľasla, mnohí z týchto predajcov skrachovali. Technológia sa však ďalej vyvíjala, až sa stala vhodnou na priemyselné použitie, čo viedlo k najnovšiemu termínu „aditívna výroba“, ktorý odráža rastúci počet komponentov, ktoré sa týmto spôsobom vyrábajú. Názov 3D tlač sa uchytil a mnohí výrobcovia aditívnej výroby stále označujú svoje stroje ako „tlačiarne“, aj keď v grafickom zmysle nedochádza k skutočnej tlači.

Napriek tomu existuje niekoľko procesov 3D tlače, ktoré využívajú technológiu atramentovej tlače, ktorú by poznal každý z grafického sveta. Najbežnejším z nich je striekanie spojiva, pri ktorom tlačiareň položí práškový materiál a potom sa podľa požadovaného tvaru striekne tekutina podobná lepidlu, ktorá zlepí prášok a vytvorí vrstvu objektu. Potom sa nespotrebovaný prášok odstráni kefou, lôžko klesne a proces sa opakuje. Po dokončení tlače sa použije teplo, aby sa spálil zvyšok spojiva a zabezpečilo sa, že materiál sa spojí a vytvorí pevný objekt.
HP na ňom.

Titulok: Nový 3D tlačový systém HP Jet Fusion 5200 (tlačiareň a spracovateľská stanica).

Dobrým príkladom je rad 3D tlačiarní HP JetFusion s najdostupnejšou sériou 300, ktorá má stavebnú komoru 190 x 254 x 248 mm a dokáže vyrábať funkčné diely inžinierskej kvality. Na výber sú monochromatické alebo farebné zariadenia s integrovaným a vysoko automatizovaným systémom dodávania materiálov, takže tlačiarne môžu istý čas pracovať bez dozoru.

Variantom tohto postupu je vysokorýchlostné spekanie (High Speed Sintering, HSS), ktoré používajú spoločnosti Xaar 3D a Voxeljet a ktoré pracuje s materiálmi na báze polymérov. Podobne ako pri tryskaní spojiva ide o to, že sa najprv na lôžko položí materiálový prášok a potom sa tryská tekutina na definovanie vytváraného tvaru. V tomto prípade však kvapalina absorbuje infračervené teplo, takže keď sa na lôžko s práškom aplikuje teplo, roztaví sa len prášok potrebný na vytvorenie požadovaného tvaru.

Jet dopredu

Ďalším prístupom je tryskanie materiálov, ktoré zahŕňa tryskanie kvapaliny s vysokým obsahom prvkov stavebného materiálu. Je to podstatne zložitejšie, pretože existuje oveľa väčší potenciál upchatia tlačovej hlavy, nehovoriac o prívodnom systéme, ktorý vedie kvapalinu z nádrže do komory tlačovej hlavy. Dobrým príkladom je 3D tlačiareň Carmel 1400 vyvinutá spoločnosťou XJet, ktorá je k dispozícii vo verziách na tlač kovov aj keramiky.

Titulok: Ultimaker S3 je cenovo dostupná stolová 3D tlačiareň, ktorá dokáže vyrábať plastové predmety.

Okrem nich existuje aj množstvo stolových modelov, ktoré sú relatívne lacné a dokážu vyrábať malé predmety. Dobrým príkladom je Ultimaker S3, ktorý využíva metódu Fused Filament Fabrication, čo v podstate znamená, že vytvára diely vytláčaním plastového vlákna. Má konštrukčnú plochu 230 x 190 x 200 mm.

Ďalšou alternatívou je americká spoločnosť MarkForged, ktorá vyrába 3D tlačiarne s použitím pomerne štandardnej metódy taveného depozičného modelovania, ale ktorá pre svoje tlačiarne vyvinula aj rad kompozitných materiálov, ako je nylon s uhlíkovými vláknami, ktoré umožňujú vyrábať diely s vynikajúcim pomerom pevnosti, nízkej hmotnosti a relatívne nízkych nákladov.

Prejsť na masívne

Za zmienku stojí aj to, že mnohé spoločnosti zaoberajúce sa veľkoformátovou tlačou už používajú 3D tlačiareň Massivit 1800 na výrobu veľkých výstavných objektov, najmä na reklamné účely a výstavy, ako aj rekvizít pre film a televíziu. Toto zariadenie má stavebnú plochu 145 cm x 111 cm x 180 cm, dostatočne veľkú na výrobu modelov ľudí v životnej veľkosti, pričom sa používa patentovaný gélový materiál, ktorý sa vytvrdzuje pod UV svetlom.

Titulok: Massivit 1800 Pro je 3D tlačiareň pre veľkoformátové displeje, ktorá je vybavená extrudérom s premenlivým rozlíšením.

Používanie 3D tlačiarne si vyžaduje určité zručnosti, ale nie je to nič, čo by robilo problémy každému, kto má skúsenosti s grafickou tlačou. Je tu určitá práca s prípravou, optimalizáciou a overovaním súborov, treba dohliadať na proces tlače a potom je tu dokončovacie práce – to všetko platí aj pre svet grafiky. Najväčším problémom pre väčšinu ľudí je potreba myslieť v troch rozmeroch, ale množstvo ľudí v oblasti balenia a veľkoformátovej tlače pre predajné miesta už pracuje s objektmi v súboroch CAD.

Za posledných približne 20 rokov sme všetci videli, ako digitálna tlač postupne zaberá čoraz väčší kus trhu s komerčnou tlačou. Je nevyhnutné, že 3D tlač bude nasledovať podobný model z rovnakých dôvodov, aby sa znížili náklady a zlepšila logistika dodávateľského reťazca. Už teraz sa vo veľkej miere využíva pri výrobe prototypov a čoraz častejšie sa používa na výrobu nástrojov a lisovacích nástrojov. Malý, ale rastúci počet výrobcov teraz využíva túto technológiu na výrobu súčiastok na konečné použitie, pričom využívajú schopnosť používať mriežkové štruktúry na vytváranie ľahkých súčiastok a optimalizujú geometriu na kombinovanie viacerých súčiastok do jednotlivých položiek pri nižších nákladoch. Toto sa už robí pre krátkodobé aplikácie s vysokou hodnotou, ako sú napríklad časti lietadiel, a postupne sa rozširuje na všetky formy výroby od hračiek až po náhradné diely pre tlačiarne. A kto by sa na tom nechcel podieľať?

Zdroj informácií: Cieľom príručiek Divoký formát je rozšíriť povedomie a pochopenie šialeností, ktoré sa dajú vytvoriť na veľkoformátových digitálnych tlačových zariadeniach, od podláh až po tienidlá na lampy a všetko medzi tým. Tieto príručky vznikli vďaka skupine výrobcov, ktorí spolupracujú so spoločnosťou Digital Dots.

Tento článok podporili spoločnosti HP a Digital Dots.