Možnosti 3D tisku

Nessan Cleary sdílí aktuální příležitosti dostupné pro technologii 3D tisku.

Když se podíváme zpět, můžeme vidět, že technologie 3D tisku za posledních deset let poměrně rychle dospěla, což zase usnadňuje poskytovatelům tiskových služeb vyhodnotit, zda tento trh nabízí životaschopnou příležitost k diverzifikaci jejich podnikání. Není pochyb o tom, že většina tiskařských společností by měla mít dovednosti potřebné k přechodu na 3D tisk, ale otázka, kterou si většina tiskařů bude muset položit, je, jaký druh tiskárny to je?

Je to proto, že 3D tisk se vyvinul z nové technologie na kompletní tržní sektor aditivní výroby. Přitom tisková technologie, a to zejména v oblasti velkoformátu, je dnes hojně využívána v mnoha průmyslových oblastech. Tiskaři, kteří se vnímají především jako tiskaři, mohou mít pocit, že v grafickém umění je omezená příležitost pro 3D tisk.


Ale společnosti, které se více zabývají průmyslovým tiskem, by měly zjistit, že zvládnutí technologie aditivní výroby je logickým doplňkem k technologii tisku, kterou již používají. Koneckonců, mnozí z prodejců, kteří vyrábějí lisy, inkousty, software a další komponenty, které se používají v grafickém polygrafickém průmyslu, již naskočili do pásového vagónu aditivní výroby.

Společnost HP například vyvinula řadu 3D tiskáren založených na stejné technologii termálních tiskových hlav, jakou používají její grafické tiskárny. Kromě toho společnost HP používá vlastní 3D tiskárny k výrobě dílů pro své latexové tiskárny. Ricoh prodává řadu 3D tiskáren a nabízí kancelářské tiskové služby. Mimaki již nabízí 3D tiskárnu, která se používá hlavně k výrobě modelů a prototypů, přičemž společnost také zkoumá využití 3D tisku k vývoji prodejních automatů na jídlo.

Potenciální aplikace

Ještě před několika lety byla hlavní příležitostí na trhu vyrábět prototypy, vedle výroby specializovaných přípravků, armatur a přípravků, a po těchto věcech je stále velká poptávka. Existovala určitá příležitost vyrábět malé série koncových dílů, ale stejně jako v prvních dnech digitálního tisku, malé série postrádají objem, který by zpochybnil konvenční výrobu v oblasti cen. Jak jsme však viděli u digitálního tisku, stroje se zrychlily a zefektivnily, a tak se délky cyklu přikradly až do bodu, kdy je aditivní výroba stále více považována za nákladově efektivní možnost, zejména u náhradních dílů a komponentů, které nutno vyměnit v malých počtech.

Zároveň se značně rozšířila škála materiálů, které lze 3D tisknout, což vede k nižším cenám a větší funkčnosti. To zahrnuje mnoho různých typů plastů, tuhých i pružných, dostupných ve strojírenství s různými vlastnostmi, jako je vysoký poměr pevnosti k hmotnosti nebo odolnost vůči teplu nebo určitým chemikáliím. Mezi další materiály patří pryž a dokonce vlákna na bázi dřeva. V posledních letech jsme také svědky otevírání trhu s tiskem kovů, z velké části taženým větším využíváním inkoustové technologie pro tisk pojiva. To je místo, kde se stavební materiál, který je dodáván v práškové formě, rozprostře na lože a pojivová kapalina je pak vstřikována přesně tam, kde je to potřeba, aby se část tohoto prášku shlukla a vytvořila pevnou vrstvu. Tento proces se pak opakuje jednu vrstvu po druhé, aby se vytvořil objekt. Tuto techniku lze použít s řadou různých materiálů i s kovem.


Jednou relativně jednoduchou aplikací je výroba forem, přičemž 3D tisk je mnohem rychlejší a nákladově efektivnější než většina konvenčních metod. Jedná se o atraktivní oblast pro práci, částečně proto, že skutečně nabízí lepší řešení, ale také proto, že vyrobené finální díly jsou identické s těmi konvenčně, takže pro tyto díly není vyžadována žádná další certifikace. Existují různé typy forem, přičemž obzvláště oblíbené je lití do písku. Společnost Fujifilm Dimatix právě představila novou tiskovou hlavu speciálně zaměřenou na tiskové formy pro lití do písku a tryskání kovových pojiv. Starfire SG1024 L3F byl navržen tak, aby si poradil s agresivním pojivem, které se v těchto aplikacích obvykle používá.

Dalším rostoucím trhem je oděvní průmysl, kde byly k výrobě knoflíků na zakázku použity 3D tiskárny. Stratasys předvedl 3D tiskárnu specificky zaměřenou na textilní trh, J850 Techstyle, která dokáže tisknout reliéfní vzory přímo na textil. To lze použít pro loga a může obsahovat text a grafiku v několika barvách. Techstyle je tiskárna Polyjet, která stříká pryskyřičný materiál, který je poté polymerizován vystavením ultrafialovému světlu. Může tisknout na oděvy, jako je bavlněné nebo džínové oblečení, a doplňky, jako jsou kabelky.

Existuje mnoho příkladů použití 3D tiskáren k výrobě náhradních dílů. Chiltern Railways má 3D vytištěné náhradní díly na sedadlech svých osobních vlaků. Díly, včetně područek a držadel, byly vyrobeny na tiskárně Stratasys Fortus 450mc FDM s použitím pryskyřice Ultem 9085, která byla certifikována podle standardů železničního průmyslu pro požár, kouř a toxicitu.

V dalším příkladu německá značka Sienna Garden, která prodává řadu zahradního nábytku, 3D tiskne náhradní díly na vyžádání. Dotyčné náhradní díly jsou většinou věci jako plastové krytky nohou nebo klouby, které se rozbijí nebo se jen opotřebují. Tyto díly jsou malé a relativně levné pro tisk v malých množstvích a jejich tisk na vyžádání šetří náklady na správu zásob na jejich skladování ve skladu. Stejný argument – snižování nákladů na řízení zásob – vedl k přechodu knihtisku na digitální a stojí za růstem digitálního tisku etiket a obalů.

Z pohledu trhu komerčního tisku je aditivní výroba stále zhruba 20 let pozadu za trhem digitálního tisku. V té době komerční tiskárny teprve začínaly instalovat digitální stroje jako Xerox iGen nebo Kodak Nexpress a velkoformátové tiskárny se teprve probouzely k výhodám UV flatbedů na trhu, kterému stále dominovaly rozpouštědlové stroje s rolemi. V praxi to znamená, že návrháři a výrobci teprve začínají zvažovat 3D tisk jako možnost pro krátké výrobní série. Během příštího desetiletí to změní výrobu, protože není potřeba zřizovat speciální výrobní linky. To ponechává dveře otevřené kancelářím, které se mohou starat o různé typy organizací a aplikací, podobně jako to v současnosti dělají poskytovatelé tiskových služeb.