Ekosystem przemysłowego druku 3D – czym jest?

Druk 3D to realna alternatywa produkcyjna z dużym potencjałem. Boom jaki doświadczył druk 3D pod koniec pierwszego dziesięciolecia XXI wieku, spowodował że w umysłach części pojawił się pomysł na powstanie realnej alternatywy dla technologii redukcyjnej. Można powiedzieć, że technologia 3D pojawiła się w najwłaściwszym czasie, kiedy kryzys z początku XXI wieku zmienił „myślenie” wielu przedsiębiorców. Od tego czasu każdy dodatkowy koszt był analizowany, a firmy coraz częściej starały się minimalizować ryzyko ich powstawania. Drukarki 3D rozpaliły wyobraźnię producentów, którzy wreszcie dostali narzędzie, które obniża koszty materiałowe i generowanie „odpadów”. Realna alternatywa stała się jednym z kluczowych elementów strategii rozwoju wielu firm z sektorów automotive czy product design. Druk 3D zmienił proces prototypowania, który od tego czasu stał się prostszy, szybszy i tańszy. Wraz jednak z odkrywaniem nowych możliwości użytkownik przemysłowy zaczął wymagać czegoś więcej. 

Ekosystem – wyjście ze strefy prototypowania

Ekosystemem to zbiór czynników materialnych i niematerialnych, które współdziałając ze sobą w harmonii, optymalizują działanie całości. W przemysłowym druku 3D ekosystem determinuje optymalne wykorzystanie potencjału. Jego składnikami są nie tylko elementy hardwarowe, ale też wiedza, przygotowanie procesowe, przygotowanie i obróbka post procesowa itd. Im bardziej oddalamy się od „prototypowania” tym zwiększa się znaczenie innych elementów całości procesu. Obecnie największym wyzwanie całej branży jest takie ustabilizowanie ekosystemu, żeby ten mógł zaspokoić potrzeby jak największej liczby przemysłowych użytkowników i jednocześnie zagospodarować możliwe dużo aspektów jego pracy. Poniżej skupię się na określeniu i opisie podstawowych składowych nowoczesnego ekosystemu przemysłowego druku 3D.

Kolektor i mocowanie przekładni kierowniczej wydrukowane na drukarce Omni3D i zainstalowane w samochodzie wyścigowym.

Edukacja materiałowa i sprzętowa jest kluczowa, aby zrobić kolejny krok

U podstaw teorii pracy z profesjonalnymi drukarkami 3D stoi edukacja. Co więcej, nie wystarczy sama wiedza o drukarce, jej konstrukcji, czy oprogramowaniu – wchodząc w świat przemysłowego druku 3D, znaczenia nabiera wiedza o materiale, z którym będziemy pracować. Bez kierunkowych studiów ciężko jest zdobyć kompletną wiedzę, a nawet czasami i one nie wystarczają do osiągnięcia wystarczających kwalifikacji, aby drukować bez przeszkód z wszystkich materiałów. Dlatego właśnie w świecie druku 3D tak ważną funkcję pełnią firmy, które prowadzą usługę druku 3D i doradzają technologicznie. To tam rozwój wiedzy jest najszybszy oraz łatwy do skondensowania w formę akceptowalną dla użytkowników. Pojęcia skurczu, przylegania warstw, warpingu, wypełnienia, wysokości warstwy, oozingu, raftu, seamu i wielu innych też związanych z procesem projektowania, są elementami, które każdy użytkownik powinien przyswoić. Musi poznać ich właściwości i zmienność parametrową, która uzależniona jest od wielkości, geometrii, materiału i innych składowych procesu druku 3D. Im większą wiedzą dysponuje użytkownik druku 3D, tym sprawniej może poruszać się w aspektach technologicznych i tym bardziej optymalizować, czy wręcz maksymalizować wykorzystanie drukarek 3D.

Projektowanie pod druk 3D – inny wymiar, inne spojrzenie 

Kolejnym nieodzownym elementem ekosystemu i kontynuacją edukacji 3D jest inne spojrzenie na właściwe przygotowanie modelu i jego odpowiednie zaprojektowanie. W tej kwestii istnieje pewien dysonans pomiędzy oczekiwaniami i realiami produkcyjnymi. Jak każda technologia druk 3D posiada obecnie pewne ograniczenia, które czasami wpływają na oczekiwane rezultaty. Pogodzenie każdego punktu składowego nie jest możliwe, jednak użytkownik, który dysponuje wiedzą o materiale i urządzeniu, których będzie używał, jest w stanie tak ustawić parametry modelu, aby zoptymalizować go pod każdym względem. Co więcej, druk 3D daje wspaniałą możliwość wykonania elementu zgodnie z wymaganiami – właściwą odpornością, jakością powierzchni i szybkością wytworzenia – wszystko to jest możliwe, zachowując balans pomiędzy oczekiwaniami lub wybierając ten element, który jest kluczowy i znacznie podnosząc jego właściwości w tym właśnie aspekcie. Cechy użytkowe są jednymi z pierwszych i podstawowych kwestii, o które każdy sprzedawca powinien zapytać przyszłego użytkownika. One determinują: wiedzę, którą powinien posiąść, urządzenie, które powinien obsługiwać i sposób użytkowania modelu po jego wydrukowaniu.

Materiał – klucz do sukcesu w świecie druku 3D

W obecnym świecie istnieją setki, jeśli nie tysiące materiałów do druku 3D. Każdy z nich posiada inne właściwości zarówno produkcyjne, jak i determinujące ich ostateczne wykorzystanie. Producenci chwalą się blendami, które wpływają na łatwość drukowania oraz nadają danemu materiałowi określonych, unikatowych parametrów takich jak np. niepalność. Dobór właściwego materiału powinien stanowić podstawę wdrożenia druku 3D – należy jednak pamiętać, że ustalenie nawet idealnego, nie zapewni stabilności i powtarzalności procesu na poziomie 100%. Dlatego tak ważne jest to, że poza dobraniem wszystkich parametrów tworzywa – konieczne jest także ustawienie procedur wewnętrznych, aby dany materiał utrzymał swoje pierwotne właściwości jak najdłużej. Wielokrotnie zdarza się, że użytkownicy nie potrafią powtórzyć udanego już wcześniej procesu – ze względu na złe magazynowanie materiału lub zmianę jego parametrów przez producenta. W tym aspekcie każdy nawet najmniejszy parametr może mieć znaczenie – bo determinuje wtórną analizę – składu, właściwości i możliwości urządzenia. Producenci coraz częściej zwracają także uwagę na regularność materiału, który jest procesowany na ich urządzeniach. Brendowanie, profilowanie materiałów, czy zamykanie systemów jest tylko jednym z aspektów. Inny trend to rozwój rynku urządzeń wyposażonych w komory suszenia (klimatyczne) lub sam rozwój urządzeń zewnętrznych, które spowalniają proces degradacji materiału – zapewniając większe prawdopodobieństwo, że dany wydruk wyjdzie po raz kolejny i kolejny.

Drukarka 3D – dopasowana do danej aplikacji

Drukarka desktopowa zamknięta, otwarta, drukarka profesjonalna, drukarka inżynieryjna, drukarka przemysłowa, każda z nich posiada ograniczenia. Nie ma sprzętu, który zaspokoiłby potrzeby każdego użytkownika i każdej aplikacji. Wybór tego właściwego powinien być determinowany aplikacją i poziomem wiedzy przyszłych użytkowników. Celem budowy przemysłowego systemu druku 3D powinna być zawsze optymalizacja jego działania – pod względem produkcyjnym i kosztowym, jak i ryzyka inwestycyjnego. Trzeba pamiętać też, że w przypadku druku 3D, który nadal jest technologią przyszłości i który rozwija się ciągle i dostosowuje do potrzeb coraz to bardziej wymagających klientów, inwestowanie „na przyszłość” nie powinno być kluczowym elementem – bo jutro będzie coś nowego. Z każdą nową instalacją, każdą nową aplikacją, często wydrukiem i nowym materiałem, użytkownicy przełamują małe bariery, które pchają świat addytywny do przodu, zmieniając go w stosunku do dnia poprzedniego.

Wydrukowane i gotowe do użycia

W świecie użytkowników drukarek 3D ugruntowało się postrzeganie procesu druku, jako czegoś, co odpowiada realiom związanym z samym drukiem i procesem suszenia wydruków. Jest to jednak pojęcie dużo bardziej złożone, które w przemysłowym druku 3D staje się coraz to bardziej istotnym składnikiem. Bardzo często wydrukowany element, musi przejść kolejne procesy, które będą determinować jego finalne wykorzystanie. Od wspomnianego już „odpowiedniego” stygnięcia, poprzez eliminację podpór, czyszczenie wydruku, coating, malowanie, utwardzanie, czy wypalanie. Każdy wspomniany powyżej element jest wypadkową użytego materiału, zaprojektowanego modelu, drukarki oraz rodzaju aplikacji, w której chcemy dany model zastosować. Dokładanie kolejnych post-procesowych elementów znacznie zwiększa możliwości i zakres aplikacji, w których dane elementy mogą być wykorzystane. Przy tym należy też wspomnieć, że jednocześnie poziom wiedzy materiałowej i hardwarowej musi wzrastać, aby móc zoptymalizować całość szerokiego ekosystemu.

Test finalny – kwalifikacja wyrobu

Ekosystem spełnia dodatkową funkcję, która dla wielu producentów przemysłowych jest kluczowym elementem nowoczesnej produkcji. Ekosystem – określa i opisuje proces i na każdym jego etapie optymalizuje produkt. Rezultatem tego jest otrzymanie wydruku/ produktu o parametrach zgodnych z założeniami – czyli daje możliwość ujednolicenia produktu pod względem jakościowym. Dobrze skomponowany ekosystem może dać pewność bezpiecznego użytkowania finalnego wydruku – a co za tym idzie certyfikowania całego procesu wytwórczego.

Prototyp lampy do nowego modelu samochodu sportowego firmy Arrinera S.A. – wydrukowany na drukarce Omni3D.

Zakłócenia pracy ekosystemu – droga do innowacyjności czy porażki?

Jak każda nowoczesna technologia, rozwijająca się każdego dnia, potrzebuje nowego, świeżego spojrzenia na każdy nowy element. W druku 3D docenia się innowatorów i ryzykantów, którzy cały czas przekraczają granicę. W ujęciu przemysłowym jest to element mogący prowadzić do porażki. Zasadnym jest więc pytanie – jak ekosystem powinien funkcjonować w realiach przemysłowych. Pewne jest to, że każde rozszerzenie ekosystemu, każda nowa próba powinna być zapoczątkowaniem procesu, który zawierałby analizę materiału, urządzenia i koniecznych działań post-procesowych, ale też analizę ryzyka, które takie wyjście – poza określony i sprawdzony grunt – może przynieść. W każdym przypadku odpowiedź może być inna, co nie oznacza, że nie można tego zrobić. Trzeba to po prostu robić w ramach ściśle określonego procesu.

Ekosystem przemysłowego druku 3D ma znacznie większy potencjał niż mogłoby się wydawać jeszcze kilka lat temu. Wraz ze wzrostem wiedzy, rozwojem urządzeń i materiałów coraz więcej producentów skłania się do wdrażania druku 3D, który oznacza nie tylko sprzedaż drukarki – ale implementację 3D – czyli Ekosystemu Przemysłowego Druku 3D.

W Omni3D od początku pielęgnujemy kompleksowość usług, stawiając na pierwszym miejscu utrzymanie właściwego sposobu implementacji druku 3D. Wieloletnie doświadczenie uzyskane poprzez współpracę z największymi firmami na całym świecie sprawiło, że proces ten jest dopracowany i gwarantuje bezproblemowe wejście w świat przemysłowego druku 3D. 

Zapewniamy:

• Wielowymiarowy audyt przedwrdożeniowy.
• Dobór właściwej drukarki – do zadanej aplikacji.
• Pomoc w ustaleniu wewnętrznych procesów.
• Dobór właściwych elementów ekostystemu produktowego – od drukarek, przez filamenty, suszarki do filamentów, myjki, czy szafy klimatyczne.
• Support technologiczny.
• Support serwisowy.
• Cykl szkoleń mających na celu ciągłe podnoszenie kwalifikacji użytkowników.

LinkedIn: Tomasz Garniec

m. +48 886 618 588

e-mail: tg@omni3d.com