3D tlač prináša do výroby obalov úplne nové možnosti

Moderné technológie aditívnej výroby už aj na Slovensku našli významné uplatnenie v celom priemysle. Zatiaľ čo v oblasti strojárstva alebo dizajnu si odborná verejnosť vie dobre predstaviť využitie 3D tlače, v oblasti balenia a obalovej techniky je situácia často odlišná. Pozrime sa aspoň v krátkosti na oblasti, v ktorých môže efektívnejšia výroba obalov priniesť výrobky na trh skôr a lacnejšie.

U zákazníkov na Slovensku sa 3D tlačiarne najprv používali vo firmách na vývoj prototypov a optimalizáciu výroby. Dnes už nie je výnimkou, ak sa plne funkčné a náhradné diely tlačia priamo v závode – a to až vtedy, keď sú potrebné. Tým sa zabráni neželaným a nákladným prestojom. Často sa hneď potom nájde ďalšie vítané využitie 3D tlače: pre montážne prípravky a upínače, nástroje operátorov a diely vyrobené na mieru. Napríklad na zvýšenie priechodnosti baliacich liniek v potravinárskom priemysle. Vedia o tom svoje aj lokálne pivovary. Nehovoriac o 3D tlačených prvkoch, ktoré zvyšujú bezpečnosť operátorov na pracovisku.

Významnú úlohu zohrávajú najmä čoraz dostupnejšie 3D tlačiarne na termoplasty a kompozity. Koniec koncov, kompozity so zabudovanou výstužou môžu svojou mechanickou odolnosťou nahradiť mnohé kovové obrobky – pri nižšej hmotnosti a cene. Z 3D dát si ich môže vytlačiť sám konštruktér doslova vo vedľajšej miestnosti, bez toho, aby musel čakať týždne a mesiace, kým bude k dispozícii obrábacie centrum. Ešte zaujímavejšie je, že profesionálne stolové 3D tlačiarne vrátia spoločnosti investíciu v priebehu niekoľkých týždňov alebo mesiacov – často už pri prvej sérii výtlačkov na mieru.

Vytlačte si plne funkčné obaly

Možnosti 3D tlače priamo lákajú na rýchle zhotovenie prototypu výrobku (pred jeho fyzickou montážou) na overenie rozmerov a funkčnosti obalu – napríklad keď potrebujeme použiť štandardizovaný kartón a pod. Najmä pri projektoch, pri ktorých musí príprava obalov prebiehať súbežne z dôvodu krátkych termínov.

3D tlač modelov foriem na výrobu obalov ide ešte o krok ďalej. Napríklad je oveľa lacnejšie overiť tvar a ďalšie potrebné vlastnosti na 3D tlačenej predlohe, ako znovu frézovať kovovú formu, ak nájdete chybu. Okrem toho si dizajnéri pochvaľujú rýchlejšie, postupné inovácie vo viacerých krokoch. Dôkazy si robia sami, kedykoľvek ich potrebujú.

Prepravné boxy na cenné technologické zariadenia pre Airbus sa vyrábajú na veľkoformátových 3D tlačiarňach BigRep. Sú vytlačené z pružného materiálu TPU a ľahkej vnútornej voštiny. (Obrázok: BigRep)

Organizéry (prekladače) pre výrobky v štandardných prepravkách boli vytlačené na konkrétny obrobok zákazníka. Ich výroba pomocou 3D tlače bola dokonca lacnejšia ako štandardizované veľkoobchodné zásobníky a vložky, pričom ich funkčnosť je výrazne lepšia. (Foto: Admasys International)

Svetoznáma kozmetická značka L’Oréal používa stolové termoplastové 3D tlačiarne Ultimaker na vytváranie prototypov obalov pre rôzne produkty.

(Foto: Ultimaker)

V jednom z európskych pivovarov spoločnosti Heineken najprv vyskúšali 3D tlač, aby zvýšili prevádzkyschopnosť a efektívnosť svojich výrobných liniek na výrobu nápojov. Už pri prvých aplikáciách zaznamenali zníženie nákladov a skrátenie dodacích lehôt potrebných dielov – o 70 až 90 % pre oba parametre. Na obrázku je operatívne vytlačený náhradný diel pre linku bez potreby predchádzajúceho skladovania. (foto: Ultimaker)

3D vytlačený prototyp kufríku na ručné náradie s príslušenstvom umožnil konšuktérom doladiť všetky potrebné detaily návrhu (foto: Admasys International)

Výroba vákuových blistrov pre spotrebné výrobky je čoraz obľúbenejšia. Okrem všestranných termoplastov tu zbiera kladné body aj stereolitografická 3D tlač zo živíc – okrem iného prináša hladšie výtlačky s ostrejšími detailmi. Zmeniť tvar vlastnými silami je možné doslova z hodiny na hodinu.

Špecifickou oblasťou je 3D tlač hotových obalov na mieru pre zložitejšie zostavy. Ak potrebujete poslať špeciálnu optickú hlavu na druhú stranu zemegule, môžete začať vyrezávať penové diely… alebo použiť existujúci 3D model výrobku a získať požadovaný tvar dielov priamo z priestorového snímania objemu v aplikácii CAD. Môžete ich rýchlo vytlačiť napríklad s vnútornou voštinou alebo z pružných materiálov, ako je TPU/TPE, aby sa zabezpečila odolnosť proti nárazom počas prepravy. Existuje tu obrovská škála možností.

Ako prekvapivo výhodné sa u našich zákazníkov ukázali tiež 3D tlačené moduly pre štandardizované kontajnery a prepravky. Tieto organizéry následne umožňujú skladovanie sériových výrobkov bez rizika nežiaduceho pohybu a poškodenia počas presunu medzi jednotlivými fázami výroby, skladovania a prepravy medzi závodmi.

Cenovo dostupnejšia výroba obalov vďaka 3D tlači

V oblasti obalovej techniky 3D tlač tiež dokonale dopĺňa existujúce výrobné metódy. Nemá ich za cieľ za každú cenu nahradiť, ale prináša nové možnosti a umožňuje vyrábať predtým nevyrobiteľné. Nedostatočné povedomie o skutočných možnostiach a výhodách aditívnej výroby doteraz bránilo väčšiemu rozšíreniu 3D tlače – v takom rozsahu, ako to poznáme napríklad v západnej Európe. V okamihu, keď sú odborníci pripravení identifikovať ideálne projekty na nasadenie a/alebo rozšírenie 3D tlače, ktorí dokážu vypočítať aj očakávanú návratnosť investícií, možno výhody aditívnej výroby využívať vo väčšej miere.

Tomáš Vít, managing consultant, Admasys International

TIP: Prečo vôbec investovať do 3D tlače a kde sa to objektívne oplatí? ► Pozrite si 8 dôvodov a príkladov zo slovenskej a zahraničnej praxe.

Prípadové štúdie, rady a tipy