Budoucnost 3D tisku je v praktických a specializovaných aplikacích

Profesionální technologie 3D tisku jsou tu s námi déle než třicet let, panuje o nich již poměrně široké povědomí, ale zároveň s nízkým porozuměním vzhledem k jejich skutečným možnostem a přínosům. Takto zahájil svoji řeč na semináři o 3D tisku v prostorách kuřimské společnosti MCAE Systems Daniel Princ, který sem přijel ze společnosti Stratasys představit aktuální novinky od dosavadního světového lídra v aditivní výrobě z plastových materiálů. „Mnoho firem se 3D tiskem zabývá deset i dvacet let a pojí je také obvykle fakt, že patří k lídrům ve svých oborech – zejména v automobilovém a leteckém průmyslu. Tyto podniky velmi dobře chápou to, kde 3D tisk uplatnění má a kde ho nemá – to je důležité říct,“ poznamenal Princ a dodává, že často dochází k situacím, kdy se někdo o možnostech 3D tisku dozví a do tohoto oboru vstoupí tím, že si pořídí levnou 3D tiskárnu. Získává tak sice první, ale zároveň hodně zkreslené zkušenosti o tom, co aditivní výroba umí. Na dotaz k publiku, kdo ze zhruba stočlenného osazenstva používá stolní 3D tiskárnu, zvedají více než dvě třetiny přítomných ruce. „Dle našich zkušeností se levnější desktopové tiskárny hodí na jednoduché prototypování a tvorbu rychlých konceptů,“ hodnotí obchodní manažer Stratasysu pro Evropu zkušenosti této firmy s její vlastní stolní 3D tiskárnou MakerBot, jejíž nejnovější generace jsou stavěny právě jako stroje pro rychlé základní prototypování.

Daniel Princ, jako obchodní ředitel společnosti Stratasys pro oblast EMEA, patří k nejvýše postaveným Čechům ve strukturách světových výrobců 3D tiskáren.

Co hýbe světem 3D tisku?

Současný stav trhu se 3D tiskárnami Daniel Princ přirovnává situaci na počátku 20. století, kdy jen v Německu působilo více než šedesát samostatných výrobců aut. „Podobně tento mladý trh vítá stále nové společnosti – ale tak, jako existuje jejich pomyslný porodní list, existuje taky list pohřební. Spousta výrobců 3D tiskáren nově vzniká a zároveň jich dosud hodně zaniká. Je to trh pořád hodně darwinistický, zajímavý pro investory, kteří se však často spálí, protože za mnohými start-upy není smysluplný obchodní model.“ Kategorie stolních 3D tiskáren, do níž jsou zařazována zařízení s cenou pod 5000 dolarů, po mnoha letech růstu vloni jako celek vykázala poprvé pokles a tento segment se i nadále propadá vlivem nasycení trhu. Proti tomu se dobře daří v kategorii zařízení nad 100 tisíc dolarů, kam spadají produkční stroje pro výrobu koncových dílů. Zatímco se prosazuje decentralizace ve vývoji výrobků, ve výrobě dochází naopak k výrazné centralizaci. V segmentu aditivní výroby vzniklo několik velkých dodavatelů tiskových služeb, které koncentrují zakázky, zvyšující se dostupnost 3D tiskáren však současně umožňuje vyrábět spoustu věcí lokálně, bez potřeby kamkoliv transferovat data a obsažené intelektuální vlastnictví. Dominantní sférou 3D tisku je stále výroba z polymerních materiálů, neroste však již tak rychle, jako dřív. Zato se čím dál větší pozornosti dostává aditivní výrobě z kovů – objem tohoto trhu se za posledních pár let zmnohonásobil. „3D tisk kovových dílů zatím stále není běžnou technologií. V rozšíření jej limituje to, že je nutno využívat drahé speciální práškové materiály a našel si proto dosud uplatnění jen v několika specifických aplikacích, které dávají smysl – například ve výrobě zubních implantátů.“

Řešení pro konkrétní uživatele

Stratasys svoje produktové portfolio člení do čtyř segmentů podle potřeb zákazníků, na které svoje 3D tisková řešení zaměřuje:

• Sdílená kancelář – 3D tiskárny určené zejména pro konstruktéry, kteří potřebují co nejjednodušším způsobem dospět k výrobě prvního prototypu. Po uživateli nejsou žádány žádné speciální dovednosti, zařízení musí být pokud možno samoobslužné.
• Podniková řešení – sofistikované 3D tiskárny, umožňující vyrábět realistické a funkční prototypy se složitějšími vlastnostmi, jako kombinace více barev nebo materiálů. Uživatelem je zde již proškolený odborník na aditivní výrobu, disponující speciálním produkčním vybavením.
• Výrobní řešení – nejvyšší řada průmyslových 3D tiskáren, určená tam, kde vyráběné díly musejí procházet certifikacemi a splňovat nejnáročnější požadavky na rozměrovou přesnost a předvídatelnost chování. Zde exceluje originální výrobní metoda FDM s poměrně jednoduchým principem fungování.
• Zdravotnictví – specifická oblast, kterou Stratasys vnímá jako svůj interní „start-up“, věnovaný výrobě přesvědčivých anatomických modelů s biomechanickými vlastnostmi vyráběných technologií PolyJet – jako je například vytištěná aorta, která se v rukou studenta medicíny na omak chová jako skutečná a taky tak vypadá. Zvlášť biologické tkáně vaskulárního systému ve výuce představují problém, protože je nelze v použitelné formě získávat z těl nebožtíků a zvířecí se pro svoji odlišnost nehodí. Vedle toho je za touto aktivitou snaha omezit používání živých zvířat pro lékařskou výuku, které za oběť padají nejčastěji ovce a prasata.

Nejde o 3D tiskárny, ale o jejich uplatnění

Popsaný záměr v medicíně ilustruje záměr Stratasysu prosazovat jím dodávaná řešení v kontextu zcela konkrétních aplikací, ve kterých dokáže nabídnout vysokou přidanou hodnotu. „Důležité je nemluvit o produktech, to v podstatě nikoho nezajímá. Je potřeba hovořit o jejich použití a o tom, v čem mohou být zákazníkovi prospěšné,“ konstatuje Daniel Pric.

Překvapivý 3D tisk kovů a stereolitografie od Stratasysu

Stratasys byl vždy „tou“ firmou, která na svět přivedla FDM – nejpoužívanější technologii 3D tisku na světě, ke které po sloučení s izraelskou společností Objet přidala ještě portfolio strojů s technologií PolyJet pro 3D tisk z variabilních fotopolymerů. Tato nabídka Stratasysu po více než dvě desetiletí zajišťovala bezpečnou tržní dominanci, kterou však v posledních letech rázně narušuje mladší konkurence, nabízející řešení řádově levnější a někdy také překvapivě inovativní řešení. V reakci na konkurenční tlaky proto nyní ve vývojových laboratořích firmy Stratasys vznikají zcela nové typy 3D tiskáren, které v nejbližších letech doplní zmíněné dvě tradiční metody aditivní výroby. První z nich vychází ze stereolitografie – metody 3D tisku vhodné pro výrobu velmi rozměrných funkčních prototypů, která je doposud doménou úhlavního konkurenta 3D Systems a vedle toho zcela nová metoda 3D tisku hliníkových dílů produkovaných prostřednictvím vlastní technologie LPM a vysokorychlostního sintrování. V obou případech chce Stratasys zabodovat díky možnosti využití mnohem levnějších výchozích materiálů, než jaké jsou dosud ve stereolitografii a 3D tisku z kovů k dispozici.

Tento článek byl publikován v časopisu STROJIRENSTVI.CZ 3/2019.