Druk 3D w Polsce i na świecie rozwija się nieustannie. Mowa tu nie tylko o wytwarzaniu z materiałów termoplastycznych, ale też z żywic, metalu czy nawet z betonu. Jednak kluczowym aspektem tej dziedziny jest stałe poszukiwanie odpowiedzi na pytanie, w jaki, najbardziej efektywny sposób, wykorzystać tą technologię w praktyce. Możliwości jest wiele, natomiast o wielu się nie mówi - pozostają objęte tajemnicą i swoistym know how firmy, która wykorzystuje druk do realizacji własnych celów biznesowych.
W przemyśle druk 3D stanowić może ważne ogniwo w utrzymaniu ciągłości produkcyjnej. Ponadto, może być sposobem, na wytworzenie narzędzi, które przyspieszą, ułatwią i pomogą w produkcji oraz obróbce półproduktów i produktów. Jednak by wykorzystanie druku 3D było coraz popularniejsze, a także częściej i szerzej wykorzystywane, niezbędny jest rozwój materiałów i obsługujących ich urządzeń.
Wykorzystanie druku 3D w firmie oraz zakup urządzenia musi być poparte potrzebą optymalizacji pewnych działań - czy to prototypowania, czy tworzenia form do odlewów, produkcji jednostkowych części czy nietypowych geometrycznie elementów.
Stałe poszerzanie asortymentu przez producentów, zarówno drukarek 3D jak i materiałów, traktować należy jako stworzenie nowych możliwości i dostosowanie technologii do coraz szerszej grupy odbiorców. W końcu powstają materiały bardziej wytrzymałe, odporne na uszkodzenia, a co za tym idzie, konieczna jest optymalizacja urządzeń, które je obsłużą.
Perspektywy rozwoju rynku druku 3D na najbliższe lata
O odpowiedź na kluczowe zagadnienia w zakresie rozwoju druku 3D w Polsce, a także drukarek 3D poprosiliśmy Specjalistów ATMAT.
Jak wskazuje Paweł Dziura, Koordynator projektów, rozwój rynku druku 3D można podzielić na dwie główne kategorie:
- dopracowywanie istniejących i dostępnych handlowo technologii,
- rozwijanie, dopracowywanie oraz wprowadzanie na rynek zupełnie nowych technologii.
Dopracowywanie istniejących i dostępnych handlowo technologii dla grupy drukarek FDM wiąże się przede wszystkim z nieustannym poprawianiem parametrów drukarek takich jak prędkość druku, przyśpieszenia, dokładność odwzorowania modelu. Będzie możliwe dzięki przełamywaniu barier, które aktualnie utrudniają ten rozwój (np. problemy ze sztywnością głowicy przy dużych przyspieszeniach, problemy z przetopem materiału przy dużych prędkościach druku etc.). Przełamywanie tych barier będzie możliwe dzięki ciągłej konkurencji firm zaangażowanych w produkcję drukarek 3D oraz konkurencji na rynku dostawców materiałów do druku 3D. Materiały polimerowe, z których produkuje się filamenty są wzbogacane znaczną ilością dodatków, dzięki którym osiągają parametry pożądane dla technologii druku 3D i to właśnie ulepszanie tych materiałów może mieć kluczowy wpływ na możliwości rozwoju dla całego rynku.
-mówi Paweł Dziura, Koordynator projektów ATMAT
Dodaje również, że rynek druku 3D może się powiększać oraz ulepszać ze względu na dostępność coraz szerszej palety materiałów do druku, w tym przede wszystkim materiałów kompozytowych na bazie polimerów.
Dla drukarek pracujących w technologiach SLA bądź SLS perspektywy rozwoju są głównie w ulepszaniu stosowanych materiałów w taki sposób aby uzyskane elementy cechowały się lepszą wytrzymałością mechaniczną, aby straty materiału podczas druku były mniejsze oraz aby koszt druku był niższy, dzięki czemu zapotrzebowanie na drukarki oraz wydruki wzrośnie.
Równolegle do rozwoju powyższych technologii odbywa się rozwój rynku druku 3D w całkiem nowych kierunkach. Przede wszystkim coraz szerzej na świecie rozwijana jest technologia 3DCP (3D Concrete / Construction Printing) czyli ogólno pojęty druk z mas betonowych. O ile sama technologia jest rozwijana przez coraz większą liczbę firm na całym świecie, o tyle niewiele z nich rozpoczęło komercyjne wdrażanie jej - większość z nich pozostaje w sferze badawczej. W tej kategori występuje znacznie więcej barier, z którymi wraz z postępem badań oraz nauki przyjdzie się zmierzyć. Również ta branża musi się rozwinąć aby zainteresować sobą szersze grono odbiorców.
W przypadku technologii 3DCP bardzo ważnym aspektem rozwoju są aktualne regulacje i prawa budowlane. Obecnie nie normują one w żaden sposób budynków powstałych w technologii druku 3D. Barierą czy też przeszkodą w tej branży jest również wysoko pojęta logistyka maszyn oraz wydruków. Kolejnym wyzwaniem jest całkowicie inna specyfika materiału, który przede wszystkim jest bardzo ciężki i mniej zwarty niż polimery oraz potrzebuje znaczną ilość czasu do ustabilizowania swojego kształtu (zastygnięcia). Prędkość zastygania może być regulowana / ulepszana przy użyciu dodatków do mieszanki.
Oprócz druku z betonu również interesujący jest rozwój drukarek do druku kompozytów zbrojonych włóknami ciągłymi bądź drukarek do mas ceramicznych.
-mówi Paweł Dziura, Koordynator projektów ATMAT
Czy warto wypatrywać nowych urządzeń na rynku? A może dostępne technologie i materiały są wystarczające by sprostać celom biznesowym różnych branż?
Oczywiście, jak już zostało wspomniane, dynamika zmian to korelacja między nowymi materiałami, a obsługującymi je drukarkami 3D. Jednak w gamie ogólnodostępnych materiałów i urządzeń wciąż drzemie niewykorzystany potencjał.
Podczas wyboru technologii, materiału i docelowego urządzenia do druku 3D warto zwrócić uwagę na:
- przeznaczenie (jakie elementy będą drukowane). W zależności od celu dobrać należy materiał do druku. Z kolei materiał determinuje nam możliwości drukarki. Mowa o: temperaturze, jaką głowica, stół roboczy i komora (jeśli istnieje zamknięta komora) jest w stanie osiągnąć i utrzymać.
- Istotna jest też kompatybilność z powszechnie dostępnymi dyszami, czy też konieczność stosowania środka adhezyjnego, bądź nie. Ważnym czynnikiem wpływającym na wybór drukarki 3D powinna być prędkość druku jaką jest w stanie osiągnąć napęd na każdej z osi.
- Dokładność pozycjonowania (należy wziąć pod uwagę, że dokładność wykonania w zależności od metody będzie inna). Dla przykładu dokładność 0.2 mm w druku w technologii FDM to standardowa dokładność wykonania.
- Istotną rolę odgrywa też sposób eksploatacji urządzenia - czy drukarka będzie używana przez osoby fizyczne (do celów hobbystycznych), czy do produkcji (nieustannie eksploatowana), czy do działu R&D lub wykorzystywana sporadycznie.
-mówi Jarosław Wołek, Inżynier ds. montażu i wdrożenia
Więcej na temat wyboru drukarki 3D opisaliśmy w artykule: Jak wybrać profesjonalną drukarkę 3D do firmy?
Być może druk 3D wciąż nie będzie odpowiednim narzędziem we wszystkich gałęziach przemysłu. Prawdopodobnie coś, co dziś miewa pewne ułomności zostanie wyeliminowane w bliższej lub dalszej przyszłości. Jednak na ten moment druk 3D posiada bardzo wiele zalet, które warto poznać chociażby zlecając wydruk modelu drukarni 3D. Może okazać się, że wytwarzanie addytywne to technologia, która odmieni pewne procesy w Twoim przedsiębiorstwie.
Trzeba też zaznaczyć, że w dużej mierze to właśnie projektanci, technolodzy, designerzy oraz wzornicy przemysłowi mają największy wpływ na występowanie technologii druku 3D. To właśnie oni projektując rozwiązania lub doskonaląc procesy przewidują jego zastosowanie. Często dzięki zastosowaniu druku 3D w danej konstrukcji lub procesie przedsiębiorstwo może znaleźć oszczędność dzięki czemu będzie bardziej konkurencyjne na rynku, co w konsekwencji przełoży się na rozwój firmy.
Autorzy: Paweł Dziura, Jarosław Wołek, Kinga Bugno