Przemysł w 3D

Z "drukarką trójwymiarową" po raz pierwszy zetknąłem się w 2010 roku w siedzibie Festo - firma już wtedy korzystała z niej zarówno w działalności R&D, jak też do wytwarzania pojedynczych części dla klientów. Chociaż możliwość tworzenia dowolnych detali z tworzyw lub metali to z pewnością urzeczywistnienie marzeń wielu inżynierów, produkcja taka ma też wady. Są nimi wysokie koszty związane z koniecznością zapewniania próżni podczas pracy lasera oraz czas wytwarzania wynoszący przynajmniej kilka godzin i to dla niewielkich elementów.

Omawianym tematem przemysł zajął się jednak na poważnie, gdyż możliwe stało się wytwarzanie tego, co dawniej powstać nie mogło. Przykładem jest blok silnika lub innej maszyny, który zawiera wewnętrzny, skomplikowany system połączeń, jest opleciony spiralnym przewodem chłodzącym, a do tego wykonany jako jeden, tytanowy element. Procesy przyrostowe otwierają również fantastyczne możliwości w zakresie prototypowania elementów przed ich wdrożeniem do produkcji w przemyśle, lotnictwie czy elektronice.

Drukowanie podzespołów nie musi być drogie - taka idea stała za rozwojem urządzeń w ramach projektu RepRap. Rozpoczął się on kilka lat temu i miał na celu opracowanie drukarek, które można samemu złożyć i... wytworzyć. Produkcja elementów odbywa się metodą osadzania topionego materiału, co wprawdzie zmniejsza dokładność oraz ogranicza pulę stosowanych substancji, ale też obniża koszty zakupu urządzenia poniżej progu 500 dolarów. Dzięki temu drukarkami zainteresowało się wielu entuzjastów, coraz częstszymi ich odbiorcami są też firmy przemysłowe. Tym ostatnim dają one możliwość tworzenia unikatowych elementów z tworzyw sztucznych - np. obudów małogabarytowych, elementów mechanicznych, złączy czy innych wyrobów.

Temat podchwycili też lokalnie działający dostawcy - tylko w tym roku drukarki 3D pojawiły się w ofercie kilku obecnych u nas dystrybutorów katalogowych. O nowej metodzie produkcji zrobiło się głośno nawet w mediach ogólnokrajowych, gdy kontrakt na dostarczenie dla Della pięciu tysięcy drukarek otrzymała polska firma Zotrax. Nie jest to jedyny podmiot zajmujący się u nas tą tematyką, a ponieważ drukarki można też wytwarzać na licencji open source, bariera wejścia na rynek kolejnych producentów jest niska.

Propagatorom wykorzystania urządzeń 3D zarzuca się brak tzw. killer application, a więc zastosowania na tyle przełomowego, że zagwarantowałoby ono ekspresowe spopularyzowanie się tej metody druku. Czy tak rzeczywiście jest? Miernikiem użyteczności każdej technologii jest to, jakie korzyści daje ona użytkownikom w stosunku do kosztów, jakie muszą za to ponieść. Tutaj drukowanie 3D - niezależnie czy mówimy o tym laserowym, czy tym ekonomicznym - jest czymś zupełnie nowym i pozwala na szybkie wytwarzanie unikatowych produktów. Są one wprawdzie droższe jednostkowo, ale w sumie może się to opłacić, gdyż zmniejsza koszty całego procesu produkcyjnego, polepsza parametry docelowego systemu lub w ogóle umożliwia jego stworzenie. Stąd też idei drukowania przyrostowego nie ma co rozpatrywać jak drukowania książek na drukarce atramentowej, gdyż nie w tym kryje się jego sens.

Rozwój omawianych technik jest interesujący również z punktu widzenia naszego kraju, gdzie wielu producentów bazuje na nisko- i średnioseryjnej produkcji specjalistycznych urządzeń i maszyn. W takim obszarze tworzenie detali z tworzyw i metalu może być ekonomicznie zasadną metodą produkcyjną, a nie tylko prototypowaniem. Z tej perspektywy w erę drukowania 3D już dawno wkroczyliśmy - teraz trzeba tylko z niego korzystać.

Zbigniew Piątek