Additive manufacturing – 3D tisk v průmyslu

Tags: 3D tisk | Aditivní výroba | Industrial Technology Systems | ITS

Díky mno­hým en­tu­zi­astům, kteří sami na­ku­po­va­li kom­po­nen­ty pro 3D tis­kár­ny a doma je sklá­da­li, aby si vy­tisk­li různé 3D pa­náč­ky, vě­šá­ky, skle­ni­ce nebo lam­pič­ky, za­ča­li se 3D tis­kem za­bý­vat i gi­gan­ti ve světě IT a za­ča­li hle­dat cestu, jak mož­nos­ti, které na­bí­zí 3D tisk, začít im­ple­men­to­vat v prů­mys­lu. Na vý­sled­ky ne­by­lo po­tře­ba dlou­ho čekat – pří­no­sy 3D tisku v prů­mys­lu jsou ne­u­vě­ři­tel­né, pokud se k němu při­stu­pu­je správ­ně.

Jak 3D tisk může po­mo­ci prů­mys­lu

Vý­rob­ní po­stu­py, které při­ná­ší 3D tisk, umožňují kon­struk­té­rům na­vr­ho­vat vý­rob­ky úplně jinak, pro­to­že nejsou nijak ome­ze­ni vý­rob­ní­mi po­stu­py kla­sic­ké tech­no­lo­gie.

• Kom­plex­nost ge­o­me­t­rie pro 3D tisk ne­před­sta­vu­je vůbec žádný pro­blém – prak­tic­ky co­ko­liv na­mo­de­lu­je­me ve 3D, je možné vy­tisk­nout jed­nou z dnes exis­tu­jí­cích tech­no­lo­gií 3D tisku.
• Do­da­cí lhůta pro kom­po­nen­ty vy­ro­be­né tech­no­lo­gií 3D tisku je ma­xi­mál­ně zkrá­ce­na – dnes na­mo­de­lu­ji, přes noc vy­tisk­nu.
• Ná­hrad­ní díly už ne­mu­sí­me vy­rá­bět na sklad, vůbec není pro­blém vy­ro­bit ná­hrad­ní díl pro vý­ro­bek, který byl vy­ro­ben i před de­sít­ka­mi let – na­mo­de­lu­ji ve 3D CADu a vy­tisk­nu zítra. A ne­mu­sím ho tisk­nout u sebe, ale mohou ho vy­tisk­nout na dru­hém konci světa – tam, kde mám zá­kaz­ní­ka, který díl po­tře­bu­je.

Mohli bychom tak po­kra­čo­vat a uvá­dět i další vý­ho­dy, ale po­dí­vej­me se na pro­cen­ta, která při­ná­ší 3D tisk:

Když je tomu tak, otáz­kou je, proč všich­ni ma­so­vě ne­za­ča­li po­u­ží­vat 3D tisk...

Bez­po­čet tech­no­lo­gií a vý­rob­ců

když je 3D tisk re­la­tiv­ně mladá dis­ci­plí­na, ob­je­vi­lo se na trhu mnoho no­vých tech­no­lo­gií a prak­tic­ky se každý den ob­je­ví nový „START-UP“, který při­ne­se nové re­vo­luč­ní pro­ve­de­ní 3D tis­kár­ny. Ceny jsou také různé. 3D tis­kár­nu mů­že­te po­ří­dit v in­ter­ne­to­vém ob­cho­du za pár tisíc korun a na druhé stra­ně, za tis­kár­nu s úplně stej­nou tech­no­lo­gií mu­sí­te u re­no­mo­va­né­ho vý­rob­ce za­pla­tit i ně­ko­lik set tisíc až miliónů korun, pokud se jedná o prů­mys­lo­vou tis­kár­nu. Čert aby se v tom vy­znal. Mnozí i na­ra­zi­li – na­kou­pi­li tis­kár­nu s dobrou myš­len­kou, že své firmě ušet­ří spous­tu peněz, a všech­no skon­či­lo zkla­má­ním – tech­no­lo­gie, kte­rou po­ří­di­li, vůbec nesplňuje pod­mín­ky toho, na co ji chtě­li po­u­žít.

Nejčastější chyby, které se stávají:

Chyba 1: Vybrána špatná technologie

To je nej­čas­těj­ší zdroj pro­blé­mů a u mno­hých to zna­me­na­lo, že cesta k po­u­ži­tí nové tech­no­lo­gie skon­či­la dřív, než vůbec za­ča­la. I když na­kou­pit 3D tis­kár­nu vy­pa­dá jed­no­du­še, tato tech­no­lo­gie je kom­plex­ní a vy­ví­jí se ve­li­ce rych­le. Přes­to­že se tre­fí­te dobře a kou­pí­te správ­nou tech­no­lo­gii dnes, už za pár mě­sí­ců může být tato tech­no­lo­gie za­sta­ra­lá. Je­di­ná cesta, jak se tomu vy­hnout, je, že vy­be­re­te správ­né­ho part­ne­ra, se kte­rým pro­be­re­te své cíle a ujis­tí­te se, že vaše cíle budou do­sa­že­ny. Ra­dě­ji za­plať­te za otes­to­vá­ní na­bí­ze­né tech­no­lo­gie, než abys­te vě­ři­li ná­vo­dům z pro­spek­tů. Dnes už exis­tu­je spous­tu „CLOUD“ do­da­va­te­lů, kteří vám vy­tisk­nou na ob­jed­náv­ku váš vý­ro­bek.

Chyba 2: Vybrán špatný software

Vět­ši­na z nás má v hla­vách za­bu­do­vá­no, že už během kon­struk­ce na­vr­hu­je­me tak, jako bychom vy­rá­bě­li kla­sic­ký­mi me­to­da­mi. To je cesta, která ur­či­tě ne­po­ve­de k po­u­ži­tí výhod, které na­bí­zí 3D tisk. Už v kon­struk­ci mu­sí­me mít ná­stro­je, které nám umož­ní, abychom náš vý­ro­bek op­ti­ma­li­zo­va­li tak, že po­u­ži­je­me 3D tisk ke zlep­še­ní vlast­nos­tí na­še­ho vý­rob­ku a sní­že­ní ná­kla­dů na vý­ro­bu. Proto musí mít 3D CAD soft­ware in­te­gro­va­né ná­stro­je pro TO­PO­LO­GIC­KOU OP­TI­MA­LI­ZA­CI. Po­mo­cí 3D tisku mů­že­me plně uplat­nit tech­no­lo­gii re­verz­ní­ho in­že­nýr­ství, kde po­mo­cí dnes ve­li­ce vy­vi­nu­tých 3D ske­ne­rů exis­tu­jí­cí vý­ro­bek nebo pro­stor, do kte­ré­ho máme umís­tit náš vý­ro­bek, di­gi­ta­li­zu­je­me a na­čte­me do CAD sys­té­mu. Ale tady na­stá­vá pro­blém. Má­lo­kte­rý CAD sys­tém umí přímo pra­co­vat s takto di­gi­ta­li­zo­va­ný­mi daty. Po­tře­bu­je­me na to spe­ci­ál­ní tech­no­lo­gii CON­VER­GENT MO­DEL­LING.
Kromě všech výhod, které 3D tisk na­bí­zí, exis­tu­jí i li­mi­ty této tech­no­lo­gie a soft­ware, který po­u­ží­vá­me, musí mít mož­nost ově­řit, zdali je náš 3D CAD návrh vhod­ný pro 3D tisk.

Chyba 3: Tolerance

Mu­sí­me si být vě­do­mi, že 3D tisk pra­cu­je na jiném prin­ci­pu než kla­sic­ká tech­no­lo­gie, že ne­mů­že­me oče­ká­vat, že vý­ro­bek, který vy­tisk­ne­me, bude splňovat ta­ko­vé to­le­ran­ce, na jaké jsme zvyklí v kla­sic­ké tech­no­lo­gii. I když re­no­mo­va­ní vý­rob­ci 3D tis­ká­ren už dnes do­sa­hu­jí vel­kých mož­nos­tí, bylo by lepší ob­jed­nat si svůj vý­ro­bek ON-LINE a ově­řit, zdali vy­bra­ná tech­no­lo­gie splňuje vaše po­ža­dav­ky. Kromě toho ve­li­ce často je do tech­no­lo­gie 3D tisku za­po­je­no i teplo, a tudíž při něm do­chá­zí k tep­lot­ním de­for­ma­cím a smrš­tě­ním. Bude da­le­ko lev­něj­ší si­mu­lo­vat po­mo­cí soft­wa­ru, jak se vý­ro­bek bude cho­vat během tisku, než správ­né pa­ra­me­t­ry de­fi­no­vat me­to­dou pokus–omyl.

Chyba 4: Post processing

Od za­čát­ku po­u­ží­va­ní CNC stro­jů jsme už všich­ni zvyklí na pojem POST PRO­CES­SING a víme, že je to po­stup, ve kte­rém po­hy­by ná­stro­je ge­ne­ro­va­né v CAM soft­wa­ru trans­for­mu­je­me na pří­ka­zy, kte­rým ro­zu­mí ří­dí­cí jed­not­ka CNC stro­je. Ob­vykle v CNC tech­no­lo­gie POST PRO­CES­SING ne­před­sta­vu­je žádný pro­blém – je to soft­ware, který star­tu­je­me, když skon­čí­me pří­pra­vu pro­gra­mu v CAM soft­wa­ru a ge­ne­ro­va­ný kód pře­su­ne­me do ří­dí­cí jed­not­ky stro­je. Tím jsme tento pro­ces pro­ved­li bez pro­blé­mů.
Vý­rob­ci 3D tis­ká­ren si ten pojem vy­půj­či­li, ale má úplně jiný vý­znam, a co je ještě horší, není vůbec tak bez­pro­blé­mo­vý jako u CNC tech­no­lo­gie. Všich­ni vý­rob­ci 3D tis­ká­ren ve­se­le uvádí, jak rych­le je­jich tis­kár­na vy­tisk­ne váš díl, ale ne­u­vá­dí, že poté bu­de­te muset me­cha­nic­ky, nebo che­mic­ky od­stra­nit pod­po­ry, nebo bu­de­te muset po dobu 12 a více hodin vy­tisk­nu­tý díl chla­dit. U ně­kte­rých tech­no­lo­gií bu­de­te muset od­st­raňovat prach spe­ci­ál­ním za­ří­ze­ním. Veš­ke­ré tyto čin­nos­ti, které mu­sí­te pro­vést po sa­mot­ném 3D tisku, se na­zý­va­jí POST PRO­CES­SING, a u má­lo­kte­ré­ho vý­rob­ce na­jde­te údaje vzta­hu­jí­cí se k POST PRO­CES­SIN­Gu. Pozor na to – ne­za­po­meňte si ově­řit, co všech­no za­hr­nu­je POST PRO­CES­SING u jed­not­li­vých tech­no­lo­gií.

Chyba 5: Kovy, kovy a jenom kovy

kla­sic­ké tech­no­lo­gii jsme zvyklí po­u­ží­vat pře­de­vším kovy. Spe­ci­ál­ně pro různé upín­ky, pří­prav­ky, úchyt­ky a jiné po­můc­ky, které po­tře­bu­je­me ve vý­ro­bě. Proto často, když se ze­ptá­te ve­dou­cí­ho vý­ro­by na mož­nost 3D tisku pří­prav­ků nebo upí­nek, je od­po­věď jed­no­znač­ná – to u nás nejde, my to po­tře­bu­je­me z kovu. Je to prav­da. Vět­ši­na toho se pořád ještě vy­rá­bí kla­sic­kým způ­so­bem z kovu, a proto se mnozí dí­va­jí pře­de­vším na 3D tis­kár­ny, které tisk­nou z kovu. Praxe ale uká­za­la, že právě pro po­tře­by vý­ro­by upí­nek a pří­prav­ků je velmi efek­tiv­ní po­u­žít dnes již ve­li­ce do­stup­né FDM tis­kár­ny. Dnes už máme tolik růz­ných ter­mo­plas­tic­kých ma­te­ri­á­lů pro po­u­ži­tí v 3D tisku, že i ti ne­dů­vě­ři­ví se pře­svěd­či­li, že je někdy vý­ho­dou po­u­žít na­mís­to kovu ter­mo­plas­ty. Pokud oprav­du ne­po­tře­bu­je­te nutně tisk­nout z kovu, tak ne­tr­vej­te na ná­ku­pu tis­kár­ny na tisk kovů. Tahle tech­no­lo­gie ur­či­tě při­chá­zí, ale zatím je velmi drahá na tisk jed­no­du­chých po­mů­cek, které po­tře­bu­je­me pro kaž­do­den­ní vý­rob­ní pro­ces.

Chyba 6: Tiskneme všechno

3D tisk se v praxi po­u­ží­vá již 25 let a re­no­mo­va­né spo­leč­nos­ti už na­hra­di­ly 3D tis­kem spous­tu kla­sic­kých tech­no­lo­gií. In­ves­to­va­ly do toho ale spous­tu peněz a lid­ských zdro­jů, aby našly správ­nou apli­ka­ci 3D tisku. Oče­ká­vat, že dnes někdo na­kou­pí 3D tis­kár­nu a začne bez pro­blé­mů tisk­nout své vý­rob­ky, je mylné. Na dru­hou stra­nu čekat a ne­dě­lat nic zna­me­ná, že se může za chví­li stát, že kon­ku­ren­ce, která za­ča­la po­u­ží­vat tech­no­lo­gii 3D tisku, bude vy­rá­bět da­le­ko rych­le­ji a da­le­ko lev­ně­ji.

Siemens Additive Manufacturing Network

Si­e­mens je bez po­chy­by jed­ním z nej­vět­ších prů­mys­lo­vých hráčů a ino­vá­to­rů. Kromě toho, že do­dá­vá kom­plet­ní soft­ware na pod­po­ru apli­ka­cí 3D tisku, udě­lal ob­rov­ský krok v při­blí­že­ní tech­no­lo­gie 3D tisku všem, kteří to po­tře­bu­jí. Na nej­vět­ší svě­to­vé vý­sta­vě 3D tisku FORM­NEXT, ko­na­né v lis­to­pa­du 2019 ve Frank­fur­tu, SI­E­MENS ozná­mil spuš­tě­ní CLOU­Do­vé plat­for­my:

Siemens Additive Manufacturing (AM) Network

Tato plat­for­ma umožňuje kaž­dé­mu, kdo chce začít s po­u­ží­vá­ním 3D tisku, aby se spo­jil s těmi, kteří mu mohou po­skyt­nout služ­by tý­ka­jí­cí se 3D tisku, a to od služ­by spo­je­né se správ­ným vý­bě­rem tech­no­lo­gie, op­ti­ma­li­za­ce kon­struk­ce spo­je­né s po­u­ži­tím 3D tisku, až po ob­jed­ná­ní pro­to­ty­pu a men­ších nebo vět­ších sérií 3D tiš­tě­ných vý­rob­ků, a to kde­ko­liv na světě. Touto plat­for­mou se od­st­raňují ba­ri­é­ry v ma­sív­něj­ším po­u­ži­tí 3D tisku a vý­znam­ně se sni­žu­jí ri­zi­ka ne­správ­ných in­ves­tic do 3D tisku.
Na plat­for­mě je už při­hlá­še­no hodně re­no­mo­va­ných vý­rob­ců 3D tis­ká­ren a spo­leč­nos­tí, které se za­bý­va­jí sa­mot­ným 3D tis­kem nebo jsou spe­ci­a­li­zo­vá­ny na kon­struk­ci vý­rob­ků ur­če­ných na 3D tisk. Tento krok Si­e­men­su může být vel­kým pří­no­sem v roz­ší­ře­ní tech­no­lo­gie 3D tisku v prů­mys­lu a může před­sta­vo­vat nový trend, který budou sle­do­vat i ostat­ní velcí hráči.

www.itscz.net