Díky 3D tisku dokážete vyrábět lépe

V řadě oblastí můžeme technologii 3D tisku označit za zralou a schopnou nasazení napříč vývojovou i výrobní organizací jakékoli velikosti. Jak prokázala i studie Profesionální 3D tisk ve střední Evropě (bezplatně dostupná na 3dwiser.com/ pruzkum), v českých firmách se dávno netisknou jen křehké modely a prototypy, ale stále víc také náhradní díly, plně funkční sestavy a finální součástky. Kromě lepší dostupnosti (dříve příliš drahých) technologií se do praxe dostávají také nové a výrazně vylepšené metody 3D tisku. Konečně si tak můžete vybrat na míru podle vlastností výtisku, které potřebujete. Podívejme se na pár z nich.

Laserové navařování kovů z běžného svářecího drátu

Zajímavou nastupující technologií aditivní výroby z široké nabídky kovů je technologie laserového navařování Meltio. Je obsažena v kompaktní tiskové hlavě s šesticí laserů o celkovém výkonu 1,2 kW. Umí zpracovávat kovovou surovinu ve formě běžně dostupného drátu (či dvou), prášku i obou zdrojů současně. Metoda WP-LMD (Wire-Powder Laser Metal Deposition) umožňuje tisknout díly s výbornou mikrostrukturou a 99,998% hustotou udávanou výrobcem. Podle řady praktických zkoušek (provedených nezávisle i v Česku) přitom výtisky vlastnostmi překonávají i odlitky a výkovky.

První možností je umístit technologii do samostatné 3D tiskárny kovů pro menší a středně velké díly navařované z drátu. O laserové navařování však můžete rozšířit i svůj stávající CNC stroj a získat tak možnosti 3D tisku i obrábění v jediném procesním kroku. Pokud se ale nechcete či nemůžete vázat geometrickými a rozměrovými omezeními, stačí Meltio osadit na konec robotického ramene a navařovat velké díly z nejrůznějších kovů – od ocelí přes nikl až po titan a inconel. Materiály lze použít originální i neoriginální, ve formě kovového drátu jsou velmi dobře  dostupné a co hlavně – nemusíte se vůbec trápit s nebezpečnými prášky. Podrobněji na3dwiser.com/meltio.

Prostorová omezení 3D tiskáren snadno překonává laserové navařování kovů s technologií Meltio. Tisková hlava může být umístěna na konci robotického ramene. Není pak problém vytisknout na míru 1,7 m dlouhou lopatku či třeba lodní šroub o průměru 600 mm z nerezové oceli 316LSi.

3D tisk odolných dílů z prášku, jen mnohem dostupnější

Slinování prášků laserem (SLS) mělo po léta pověst velmi nákladné technologie. Už vloni to však změnila dostupná 3D tiskárna Fuse 1 od Formlabs (známých průkopníků stereolitografie), kterou na český trh jako první přinesl 3Dwiser. Celé řešení zaujme už díky spojení se stanicí Fuse Sift pro čištění výtisků a recyklaci prášku. Plně funkční díly lze tisknout už při dodání pouhých 30 % nového prášku v nekonečném počtu cyklů – tedy ze 70 % se tiskne z recyklovaného prášku po předchozích tiscích.

Se dvěma tiskovými komorami může být výroba prakticky nepřetržitá. První vyjmete a odnesete k očištění modelu a recyklaci prášku, v druhé už se mezitím tiskne dál. Jde nejen o překvapivě dostupné, ale také o velmi dobře škálovatelné produkční řešení – jedna čisticí stanice pohodlně obslouží několik 3D tiskáren. Pokud tým potřebuje tisknout víc, už přidává jen další 3D tiskárnu. Kromě Nylonu 11, 12 a 12 GF (se skelným vláknem) však zájemci z nejnáročnějších odvětví, včetně těch z automobilového průmyslu, volali i po materiálu pro vysoce funkční, pevné a tvrdé díly odolávající zároveň vyšším teplotám. Novinkou roku 2022 je tak sesterská 3D tiskárna Formlabs Fuse 1+ 30W s výkonnějším laserem, která si poradí i s náročnějšími materiály s uhlíkovým plnivem. Jako první tyto technologie v Česku nabídl 3Dwiser (více o nich na 3dwiser.com/sls).

Odolné výtisky z práškového Nylonu 11 a 12, včetně variant se skelným, resp. karbonovým vláknem, překvapí nejen mechanickými vlastnostmi, ale i příznivou cenou za díl. Formlabs Fuse 1 letos v létě doplnil výkonnější Fuse 1+ 30W pro náročnější produkční nasazení.

Starý známý 3D tisk z termoplastů „na steroidech“

Ač se proslavil především u stolních 3D tiskáren, v průmyslu zažívá FFF (či FDM) tisk z termoplastů rozmach také díky požadavkům na velké výtisky z odolnějších materiálů a na spolehlivou výrobu s vysokou předvídatelností a opakovatelností. Náročnější materiály s sebou ale nesou také mnohem vyšší požadavky na přesně kontrolované prostředí uvnitř tiskové komory, na vyšší teploty trysek i podložky, mechanické zpracování tiskárny a pokročilé funkce. Není tak divu, že právě v této oblasti – kromě etablovaných gigantů – nacházejí místo nové značky snažící se nabídnout maximum možností při příznivějších pořizovacích i provozních nákladech. Horkou novinkou – uvnitř doslova – jsou u nás třeba rakouské průmyslové tiskárny EVO-tech. V německy mluvících zemích už si stačily vydobýt renomé pro svou precizní, robustní konstrukci a pokročilé funkce určené stále náročnějším požadavkům průmyslové aditivní výroby. Nejvyšší model EL-1040 nabízí velkoformátový tisk s obrovským tiskovým objemem o rozměrech 1,3 × 1,0 × 0,8 metru (1040 litrů). Kapalinové chlazení si poradí s teplotou čtveřice trysek až 420 °C, tiskové podložky až 200 °C i s aktivně vyhřívanou komorou (100 °C). Čtyři částečně nezávislé trysky přitom umožňují tisknout třeba čtyři stejné díly současně (více webu 3dwiser.com/evotech).

Rakouské průmyslové tiskárny EVO-tech si už stačily vydobýt renomé pro svou precizní, robustní konstrukci a pokročilé funkce určené stále náročnějším požadavkům průmyslové aditivní výroby.

3D výtisk ještě není hotovým výrobkem

Všude tam, kde se tiskne ve větším objemu, závisí aditivní výroba na opakovatelném výsledku dokončovacích prací. Vyvstává tak problém, jak všechny výtisky opracovat, když jde o tak časově náročnou práci pro (nedostatkové) pracovníky. I tady naštěstí můžeme přenechat většinu práce strojům. Automatizované provádění dodatečných úprav výtisků přináší obrovské úspory u jinak namáhavé (a drahé) ruční práce, jako je odstraňování dočasných podpěr, zbytků prášků i pryskyřic, úpravy drsnosti povrchů i kombinace těchto postupů. Předpokladem je však inteligentní technologie s vysokou spolehlivostí i předvídatelností výsledku.

Automatizované stanice PostProcess patří mezi ty nejznámější. Vybrat si lze z ponorných, střikových i hybridních řešení pro různé typy a velikosti provozů. Zaujme obrovský záběr materiálů a technologií, se kterými si tato řešení poradí – od FFF/FDM (plasty) přes SLA/DLP, PolyJet a CLIP (pryskyřice) až po SLS, MJF, SLM/DMLS (prášky) a podobné. Detailnější informace o možnostech automatizovaných řešení pro post-processing najdete na 3dwiser.com/postprocessing.

Využijte nových možností opravdu naplno

Veškeré úsilí při zavádění 3D tisku ve firmě by rozhodně nemělo skončit pořízením tiskárny s materiály. Po rozhodnutí pořídit 3D tiskárnu a dostat tuto technologií pod střechu je dobré naučit se tisknout běžné díly, přípravky a nástroje, osahat si materiály a vlastnosti výtisků. Byla by však škoda tím i skončit. Teprve když se naučíte navrhovat přímo pro 3D tisk, s čímž vám dnes ochotně pomůže zkušený dodavatel profesionální či průmyslové 3D tiskárny, začnou se naplno projevovat všechny přednosti vybrané technologie. Právě zde se pak ukazují největší úspory aditivní výroby, právě tudy vede cesta k nejrychlejší návratnosti investice do 3D tisku.