SolidWorks 2021
Google překladač: English Deutsch

Jak 3D tisk chytil příležitost za pačesy

Autor článku: Ondřej Štefek   

Tags: 3D tisk | 3D tiskárny | 3Dees | CIIRC | COVID-19 | ČVUT | Hewlett Packard | HP Multi Jet Fusion

Tiskárna HP MLJ Fusion 5200, zdroj: HPDlou­ho­do­bý vý­pa­dek vý­ro­by asij­ských do­da­va­te­lů stá­le ov­liv­ňu­je mno­hé vý­rob­ce kon­co­vých za­ří­ze­ní v Čes­ku. 3D tisk mů­že být ře­še­ním té­to kri­ze. S no­vý­mi tech­no­lo­gi­e­mi, ja­ko je na­př. 3D tis­kár­na HP Multi Jet Fus­ion, vstu­pu­je do sé­ri­o­vé vý­ro­by fi­nál­ních plas­to­vých dí­lů. Stá­le če­ká na šir­ší vy­u­ži­tí v mno­ha prů­mys­lo­vých obo­rech, ja­ko je na­př. sta­veb­nict­ví, oba­ly ne­bo po­tra­vi­nář­ství. Nej­ví­ce se 3D tisk za­tím etab­lo­val v au­to­mo­bi­lo­vém prů­mys­lu.

Česko je určitě specifické výraznou propagační a edukační rolí Josefa Průši a jeho stolních zařízení. Laická i odborná znalost o 3D tisku je tak poměrně vysoká. Málo se však ví, že Česko má aktuálně největší počet instalací produkčních 3D tiskáren v regionu střední a východní Evropy. Aditivní technologie se v posledních dvou letech výrazně posunuly od malých stolních 3D tiskáren k velkým průmyslovým zařízením, která chrlí denně tisíce dílů a dokážou tak konkurovat zavedené výrobě plastových dílů naučenými a ověřenými postupy konvenční výroby. Mnozí z pracovníků tak nechtějí opustit výrobu vstřikolisy nebo obráběním, protože jim funguje desítky let nebo nemají chuť či sílu přesvědčovat nadřízené něco měnit a investovat do něčeho jiného. To se nicméně postupně mění. A hodně tomu napomáhá současná ekonomická krize vyvolaná Covidem-19. 3D tiskárny se staly součástí trendu digitalizace informačních, řídících a výrobních procesů v českých firmách.

Vysoce produktivní 3D tiskárny HP Jet Fusion jsou již dva roky instalované ve Škoda Auto a podílejí se na rychlém vývoji nových vozů. Vedle letectví a medicíny představuje právě automobilový průmysl klíčovou základnu dalšího rozvoje 3D tisku, ať už se jedná o výrobu složitých dílů nebo rychlé úpravy komponentů pro nastupující éru elektromobilů. Jen v Česku se v minulém roce vyrobilo skoro 1,5 mil. motorových vozidel a výpadky v dodávkách plastových dílů mohou vést až k odstávkám v montážních závodech. Jak může 3D tisk obstát vůči osvědčeným výrobním metodám?

3D tisk versus vstřikolisy

Vstřikolisová výroba nemá konkurenci z hlediska objemu výroby a jednotkových nákladů. Výroba formy je nicméně finančně a především časově náročná a dnešní doba vyžaduje rychlé změny, sofistikovaný design a snížení personálních nákladů při montáži dílů. Před čtyřmi lety uvedla firma Hewlett Packard na trh 3D tiskárny, které jsou schopny do 24 hodin od zahájení tisku dodat stovky až tisíce tvarově neomezených finálních komponentů. V České republice je již nyní instalováno 9 zařízení HP pro sériovou výrobu plastových dílů. Karanténní opatření urychlila řadu pozitivních změn a nejde jen o zavádění různých on-line aplikací, komunikačních platforem a softwarových řešení pro vzdálenou správu zařízení. Někteří manažeři rychle pochopili, jak lze pomocí aditivních technologií reagovat na měnící se podmínky podnikání, nové požadavky na produkty a nenadálé výpadky v dodávkách. Zjišťují, že některé dodavatelské řetězce mohou efektivně nahradit jedním digitálním skladem a průmyslovou 3D tiskárnou. Krize jako je tato se může kdykoliv opakovat. Po každé krizi je třeba rychle vstoupit na oživující se trh a zaskočit konkurenci. Každá nucená odstávka výroby povede k dalšímu snižování pracovních sil na výrobních linkách, a proto je třeba hledat nejnovější technologie, které omezí manuální výrobní procesy a zefektivní výrobu.


Příklady organického designu rukojeti, zdroj: HP

3Dees Industries, která 3D tiskárny HP v ČR zastupuje, právě v těchto dnech eviduje zvýšený zájem českým firem si otestovat kvalitu a mechanickou odolnost výtisků a především vyhodnotit náklady na zavedení sériové výroby pomocí 3D tisku. Ondřej Štefek, jednatel společnosti, říká, že občas bojuje s nedůvěrou, čeští manažeři mají prý pocit, že 3D tisk je technologie spíše na hraní nebo na prototypování, a výsledek je pak hodně překvapí. Zároveň dodává, že nemálo podnikatelů vnímá zavedení 3D tisku do své výroby jako nezbytnost, mají-li obstát v konkurenčním boji.

Průmyslové 3D tiskárny jsou dnes součástí ekosystému digitální výroby, který z jednoho on-line rozhraní sleduje příjem a nacenění zakázek, přípravu zakázek do výroby, harmonogram výroby, obsluhu zařízení, třídění a kontrolu kvality, finální úpravy vytištěných dílů a jejich následnou distribuci. To vše výrazně šetří náklady na produkci a logistiku a umožňuje pružně reagovat na výkyvy nebo naopak skokový nárůst poptávek po plastových dílech. Čeští odběratelé nemusí být závislí na nestabilní situaci u zámořských dodavatelů a v době nastupující ekonomické krize dokážou rychle upravit svůj výrobní program.

Kterak 3D tisku přinesla vavříny nedávná pandemie Covid-19

Český technologický tým spojil všechny, kdo rozumí 3D tisku, pro rychlou pomoc zdravotníkům. Mladý výzkumník Alex Lazarov z ČVUT ani zástupci firmy 3Dees určitě nemohli vědět, že přijde koronavirová epidemie, ale v okamžiku, kdy se řešil nedostatek respirátorů, dokázali rychle jednat. Za pouhý týden dokázal Alex Lazarov spolu se svými kolegy navrhnout masku, kterou lze vytisknout na 3D tiskárně, k ochraně těch, kteří s nástupem pandemie každodenně riskují své životy v zájmu záchrany ostatních.

Díky tomu, že o pár týdnů dříve firma 3Dees Industries instalovala na Českém vysokém učení technickém (ČVUT), přesněji v Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC) v Praze, tiskárnu HP Multi Jet Fusion, zorganizovala se rychlá výroba respirátorů pro nemocniční personál pomocí 3D tisku. Výroba se rozšířila na všechny 3D tiskárny HP MJF v republice.


Zdroj: CIIRC ČVUT

Snaha vytvořit jednoduchou, opakovaně použitelnou masku, kterou lze rychle vytisknout na tiskárně HP Multi Jet Fusion a která by zajišťovala 100% ochranu před virem, se podařila. Výsledkem byl respirátor CIIRC RP95-3D, vypadající trochu jako plynová maska z první světové války. Za pouhý týden prošla maska důkladnými zkouškami a byla schválena jako osobní ochranná pomůcka s výměnným filtrem třídy P3 v souladu s normou EN 140:1999, která poskytuje nejvyšší míru ochrany na úrovni respirátorů FFP3.

V mezidobí tým dával dohromady další firmy v České republice, které vlastní 3D tiskárny HP, včetně automobilky ŠKODA a místního výrobního závodu německého konglomerátu Siemens, s nimiž oběma CIIRC dlouhodobě spolupracuje. Vzhledem k tomu, že firma 3Dees Industries dodala a servisuje všechny průmyslové tiskárny HP v republice, dala se koalice rychle dohromady. Za necelé dva týdny vyrobilo sedm tiskáren v republice 600 kusů pro ministerstvo zdravotnictví. Celkem bylo dodáno přes 3000 kusů. Dnes převzaly sériovou výrobu vstřikolisy.

Poptávka roste doma i v zahraničí

Společnost HP, z jejíž stáje pochází 3D tiskárna HP Multijet Fusion, pomohla s propagací nové masky i za hranicemi České republiky. Tisková data k 3D tisku si zatím z její stránky stáhlo více než 80 organizací z více než třiceti zemí, které rovněž disponují tiskárnami Multi Jet Fusion, a budou tak moci masky podle originálního návrhu českého týmu vyrábět.

ČVUT sdílí software k návrhu pro nekomerční účely zdarma. Podle dr. Dočkala z CIIRC patří mezi organizace, které o něj vyjádřily zájem, například americká Mayo Clinic a námořnictvo USA – ohniska onemocnění COVID-19 na nasazených lodích se již dostala do novinových titulků. Zásadní je, že masku je možné přizpůsobit i pro upevnění jiných typů šroubovacích filtrů, které se na celém světě liší.

Poptávka ale přichází nejen ze zahraničí. Na tým z CIIRC se obracejí i běžní občané, kteří by chtěli respirátory používat pro domácí péči o staré rodiče s onemocněním COVID-19, a také se ozývají rodiče dětí, procházejících onkologickou léčbou, které mají oslabenou imunitu.

Štefek se domnívá, že 3D tisk bude mít zásadní význam při přípravě na krize trvale a mluví o virtuálním skladu, který umožní rychle zahájit výrobu v případě nenadálé potřeby. V následujících měsících, kdy krize pomine, by se vlády měly zamyslet nad tím, jakou strategickou infrastrukturu je třeba mít lokálně k dispozici.


Mohlo by vás zajímat: