3D-utskriftsmöjligheter

Nessan Cleary delar med sig av de aktuella möjligheterna för 3D-utskriftsteknik.

När vi ser tillbaka kan vi se att 3D-utskriftstekniken har mognat ganska snabbt under de senaste tio åren, vilket i sin tur gör det lättare för leverantörer av utskriftstjänster att utvärdera om denna marknad erbjuder en hållbar möjlighet att diversifiera sin verksamhet. Det råder ingen tvekan om att de flesta tryckerier bör ha de kunskaper som krävs för att gå över till 3D-utskrift, men frågan som de flesta skrivare måste ställa sig är, vilken typ av skrivare är de?

Detta beror på att 3D-utskrift har utvecklats från en ny teknik till en komplett marknadssektor för additiv tillverkning. Samtidigt används trycktekniken, och särskilt inom storformatsområdet, nu flitigt inom många industriområden. Så skrivare som i första hand ser sig själva som skrivare kan känna att det finns begränsade möjligheter inom den grafiska konsten för 3D-utskrift.


Men de företag som är mer involverade i industriellt tryck borde tycka att det är ett logiskt tillägg till den tryckteknik de redan använder att ta tag i additiv tillverkningsteknik. När allt kommer omkring har många av de leverantörer som tillverkar pressar, bläck, mjukvara och andra komponenter som används inom den grafiska grafiska industrin redan hoppat på bandvagnen för additiv tillverkning.

HP har till exempel utvecklat en rad 3D-skrivare baserade på samma termiska skrivhuvudsteknik som används i sina grafiska skrivare. Dessutom använder HP sina egna 3D-skrivare för att tillverka delar till sina latexskrivare. Ricoh säljer ett antal 3D-skrivare och erbjuder en kontorsutskriftstjänst. Mimaki erbjuder redan en 3D-skrivare som huvudsakligen används för att producera modeller och prototyper, och företaget undersöker också hur man använder 3D-utskrift för att utveckla matautomater.

Potentiella applikationer

För bara några år sedan hade den främsta marknadsmöjligheten varit att tillverka prototyper, tillsammans med att tillverka specialiserade fixturer, beslag och jiggar, och det finns fortfarande gott om efterfrågan på dessa saker. Det fanns en viss möjlighet att producera korta upplagor av slutanvändningsdelar, men som med digitaltryckets tidiga dagar saknar korta upplagor volymen för att utmana konventionell tillverkning på prissättning. Men som vi har sett med digitaltryck har maskinerna blivit snabbare och effektivare och så har körlängderna krupit upp till den punkt där additiv tillverkning alltmer ses som ett kostnadseffektivt alternativ, särskilt för reservdelar och komponenter som endast behöver bytas ut i ett litet antal.

Samtidigt har utbudet av material som kan 3D-printas ökat avsevärt, vilket lett till lägre priser och mer funktionalitet. Detta inkluderar många olika typer av plaster, både styva och flexibla, och tillgängliga i tekniska kvaliteter med olika egenskaper såsom hög hållfasthet i förhållande till vikt eller motståndskraft mot värme eller vissa kemikalier. Andra material inkluderar gummi och till och med träbaserade filament. Under de senaste åren har vi också sett en öppning av metalltryckmarknaden, till stor del driven av ökad användning av bläckstråleteknik för bindemedelssprutning. Det är här byggmaterialet, som tillförs i pulverform, sprids på en bädd och bindemedelsvätskan sprutas sedan ut exakt där det behövs för att få en del av detta pulver att klumpa ihop sig till ett fast skikt. Denna process upprepas sedan ett lager i taget för att bygga upp objektet. Denna teknik kan användas med ett antal olika material såväl som metall.


En relativt enkel applikation är att tillverka formar, där 3D-utskrift är mycket snabbare och mer kostnadseffektivt än de flesta konventionella metoder. Det här är ett attraktivt område att arbeta i, dels för att det verkligen erbjuder en bättre lösning men också för att de slutliga delarna som tillverkas är identiska med de som tillverkas på konventionellt sätt och därför krävs ingen ytterligare certifiering för dessa delar. Det finns olika typer av formar, där sandgjutning visar sig vara särskilt populär. Fujifilm Dimatix har precis introducerat ett nytt skrivhuvud speciellt inriktat på att trycka formar för sandgjutning såväl som metallbindemedelssprutning. Starfire SG1024 L3F har designats för att klara av den aggressiva bindemedelsvätskan som vanligtvis används i dessa applikationer.

En annan växande marknad är med plagg, där 3D-skrivare har använts för att skapa skräddarsydda knappar. Stratasys har demonstrerat en 3D-skrivare som är specifikt inriktad på textilmarknaden, J850 Techstyle, som kan skriva ut präglade mönster direkt på textil. Detta kan användas för logotyper och kan innehålla text och grafik i flera färger. Techstyle är en Polyjet-skrivare som sprutar ut ett hartsmaterial som sedan polymeriseras genom exponering för ultraviolett ljus. Den kan skriva ut på plagg, som bomull eller jeanskläder, och accessoarer som handväskor.

Det finns gott om exempel på 3D-skrivare som används för att tillverka reservdelar. Chiltern Railways har 3D-printade reservdelar på säten till sina persontåg. Delarna, inklusive armstöd och grepphandtag, tillverkades på en Stratasys Fortus 450mc FDM-skrivare med Ultem 9085-harts, som var certifierad enligt järnvägsindustrins brand-, rök- och toxicitetsstandarder.

I ett annat exempel, det tyska varumärket Sienna Garden, som säljer en rad trädgårdsmöbler, 3D-printar reservdelar på begäran. Reservdelarna det handlar om är mest saker som plastfotkåpor eller skarvar som går sönder eller bara slits ut. Dessa delar är små och relativt billiga att skriva ut i små kvantiteter och att skriva ut dem på begäran sparar lagerhanteringskostnaderna för att lagra dem i ett lager. Samma argument - att minska kostnaderna för lagerhantering - drev övergången av boktryck till digitalt och ligger bakom tillväxten av digitalt tryck för etiketter och förpackningar.

Sett ur den kommersiella tryckmarknadens perspektiv ligger additiv tillverkning fortfarande ungefär 20 år efter marknaden för digitaltryck. Vid den tiden började kommersiella tryckerier precis installera digitala maskiner som Xerox iGen eller Kodak Nexpress, och storformatsskrivare höll precis på att vakna upp till fördelarna med UV-flatbäddar på en marknad som fortfarande dominerades av rullmatade lösningsmedelsmaskiner. Rent praktiskt betyder detta att designers och tillverkare precis börjar överväga 3D-utskrift som ett alternativ för korta produktionsserier. Under det kommande decenniet eller så kommer detta att förändra tillverkningen, eftersom det inte finns något behov av att sätta upp dedikerade produktionslinjer. Det lämnar dörren öppen för byråer som kan tillgodose olika typer av organisationer och applikationer, ungefär som leverantörer av utskriftstjänster gör för närvarande.