Vyberáme z trendov 3D tlače pre rok 2023
Napriek ekonomickej neistote neustále rastie dopyt po 3D tlači a 3D skenovaní – vo výskume, vývoji a výrobe, od priemyslu až po lekárstvo. Vďaka novým materiálom a metódam už 3D tlač dávno nie je len doplnkom tradičnej výroby vhodným len na krehké prototypy a pomôcky do výroby. Dnes sa bežne používa aj na koncové diely z plastov, kompozitov alebo kovov. Aditívna výroba umožňuje dostať lepšie prispôsobené výrobky skôr na trh.
Umelá inteligencia vstupuje do 3D tlače
V roku 2022 sme žasli nad realistickými obrazmi a na prvý pohľad rozumne znejúcimi textami, ktoré z krátkeho slovného zadania pripravujú webové aplikácie. Zo zvedavého záujmu (zďaleka nie len odbornej) verejnosti sa dnes rozvíjajú aplikácie strojového učenia, neurónových sietí, umelej inteligencie. Prvé lastovičky sa však objavujú aj v 3D modelovaní. Trojrozmerný model totiž potrebujete, aby ste 3D tlačiarni vôbec zdelili, čo chcete tlačiť. Zatiaľ si ju môžete sami vymodelovať, Zatiaľ si ho môžete vymodelovať sami, naskenovať existujúci model alebo si stiahnuť hotový model. Prvé praktické ukážky však aj tu naznačujú, že vám taký model v budúcnosti navrhne umelá inteligencia podľa vášho slovného zadania.
Nie, ešte nie sme tak ďaleko, aby súčiastku alebo hotový výrobok aplikácia navrhla automaticky namiesto skúseného konštruktéra a priamo ho odoslala do 3D tlačiarne. Už teraz však používame veľmi šikovné počítačové simulácie a optimalizácie. Rovnaký diel potom váži napríklad o polovicu menej vďaka efektívnejšiemu tvaru. Alebo pri rovnakej hmotnosti unesie dvakrát viac. Aké ekonomické dopady to má, je ľahké domyslieť. Tvar takéhoto návrhu často pripomína skôr niečo, čo vyrástlo v prírode, než čo navrhol konštruktér. A občas taký diel ani nejde vyrobiť inak než práve 3D tlačou.
Armáda potvrdzuje veľký záujem o 3D tlač
Podľa odhadov by celosvetové využitie 3D tlače k vojenským účelom malo mať do roku 2027 hodnotu 1,7 miliardy dolárov. Konkrétnu výzvu na využitie nových technológií, vrátane 3D tlače, vydalo NATO v lete 2022. Zvýšený záujem o aditívnu výrobu prajavuje aj slovenská armáda a náš obranný priemysel.
Logistika dokáže vyhrať (aj prehrať) vojnu, ako ukazuje aj súčasný agresívny konflikt na európskej pôde. Možnosť vyrobiť si potrebnú súčiastku či nástroj až na mieste, kedy a kde je práve potrebné, bez zložitého skladovania a prepravy, je obrovskou výhodou práve 3D tlač. Najďalej sú v tomto ohľade v USA, kde už si napríklad námorníctvo tlačí diely z kovov priamo na výsadkových lodiach– kdesi uprostred oceánu, uprostred operačného nasadenia. Ale nemusíme chodiť ďaleko, naši českí kolegovia sami pripravili napríklad 3D tlačené pomôcky z kompozitov na odstraňovanie mín a nástražných systémov pre pyrotechnikov Špeciálnych síl Armády Českej republiky z Prostějova.
3D tlač roky pomáha lekárom. Nové materiály ho zapoja ešte viac
Všetko začalo 3D výtlačkami na plánovanie komplikovaných operačných zákrokov. Od tej doby sa využitie 3D tlače v lekárstve veľmi rozšírilo, stáva sa jeho bežnou súčasťou. Napríklad Detská nemocnica SJD v Barcelone patrí medzi priekopníkov v práci s 3D technnológiami. Využívajú ich na výrobu anatomicky presných modelov, biomodelov nádorov a nadväzujúcich implantátov. V súčasnosti plánujú viac ako 200 operácií ročne s pomocou 3D tlače.
Šikovní lekári z pražského IKEMu práve získali novú 3D tlačiareň z práškových materiálov. Vďaka nej si môžu ľahšie zhotoviť názorné anatomické modely pre zložité chirurgické zákroky v brušnej dutine. Také pomôcky uľahčujú plánovanie operácie, prispievajú k jej hladkému priebehu av dôsledku prináša priaznivejší výsledok pre pacientov.
3D tlačia sa aj lekárske nástroje a pomôcky, ktoré je možné sterilizovať. Zásadnú zmenu priniesli biokompatibilné materiály, ktoré môžu bezpečne a dlhodobo prísť do kontaktu s ľudským telom, vrátane sliznice. Využívajú sa napríklad v dentálnej oblasti, od strojčeka až po zubné protézy zhotovené rýchlo a presne na mieru. Práve v zubných laboratóriách nájdeme 3D tlačiarne stále častejšie aj na Slovensku.
3D tlač sa v krízi osvedčila
Posledné roky prinášajú nečakané výzvy – po pandémii sme plynule prešli do krízy bezpečnostnej, energetickej aj ekonomickej. Priemysel a výroba sa s týmito okolnosťami musia popasovať, už nikdy nebudú fungovať ako predtým. Rozpadajúce sa dodávateľské reťazce, nedostatok dielov, zmeny výroby zo dňa na deň, oveľa väčší tlak na univerzálne výrobné nástroje – aj to boli dôvody, prečo sa 3D tlač začala vo firmách viac presadzovať.
Mnohým firmám sa vďaka nemu podarilo znížiť závislosť na externých dodávateľoch a vyrábajú si funkčné diely aj prípravky do výroby sami. Skrátili neplánované odstávky výrobou vlastných náhradných dielov. Ekonomicky výhodné sa ukazujú aj menšie série výrobkov prispôsobených na mieru – pri dieloch, kde klesne ich potreba z tisícov na stovky, alebo desiatky, dokáže 3D tlač zaistiť vhodnú náhradu. Kvalitné stolné 3D tlačiarne dnes fungujú bez neustáleho ľudského dozoru, odpadá aj potreba zdĺhavej prípravy technickej dokumentácie – tlačíte ihneď po domodelovaní výrobku. V praxi sa osvedčila aj veľká univerzálnosť 3D tlačiarní. Mnohých prekvapuje aj rýchla návratnosť investície do ich obstarania. Aj na Slovensku sa väčšinou pohybuje niekoľko mesiacov.
Využitie aditívnej výroby porastie
Pokiaľ je technológia ekonomicky zaujímavá, potom sa rýchlo vyvíja a záujem o ňu stúpa aj v dobách krízy. Pre 3D tlač to viditeľne platí, ako potvrdil aj jesenný veľtrh Formnext v nemeckom Frankfurte, rekordný vo svojom rozsahu. Aditívna výroba na 3D tlačiarňach v posledných rokoch rastie – a tento trend si udrží aj v roku 2023. Možno pomalšie, než by mnohí netrpezliví investori chceli, zato vytrvalo.
Zaujímavé technológie pre aditivnu výrobu, vrátane ukážok využití v našom priemysle, ktoré ste si na jednom mieste mohli prehliadnuť na jeseň na MSV v Brne
Prípadové štúdie, rady a tipy
