Perspektywy rozwoju technologii addytywnych

Dodano: 14 kwi 2022

Perspektywy rozwoju technologii addytywnych

Rozwój druku 3D coraz mniej przypomina wyścig na „rewolucyjne” premiery, a coraz bardziej zwykłe dojrzewanie technologii produkcyjnej. Najważniejsze pytania nie dotyczą już tego, czy da się coś wydrukować, lecz czy proces jest powtarzalny, ekonomiczny i możliwy do wdrożenia w realnej produkcji.

To właśnie w tym kierunku przesuwa się dziś branża: mniej pokazowych zastosowań, więcej automatyzacji, kontroli procesu, pracy na danych i łączenia druku 3D z innymi metodami wytwarzania.

Od prototypowania do rzeczywistej produkcji

Prototypowanie pozostaje jednym z podstawowych zastosowań druku 3D, ale coraz większe znaczenie mają również części użytkowe, oprzyrządowanie i krótkie serie.

Nie oznacza to, że druk 3D zastąpi produkcję wtryskową czy CNC. Bardziej prawdopodobny jest dalszy podział ról: technologie addytywne będą wybierane tam, gdzie dają przewagę geometrii, elastyczności lub przygotowania produkcji, a klasyczne procesy tam, gdzie lepiej odpowiadają materiałowi, dokładności i skali.

Więcej automatyzacji, mniej ręcznej obsługi

Jednym z najważniejszych kierunków rozwoju jest automatyzacja całego procesu, a nie tylko samego drukowania.

Dotyczy to między innymi:

• przygotowania modeli,
• rozmieszczania części w zadaniu produkcyjnym,
• kontroli parametrów procesu,
• monitorowania jakości,
• postprocessingu,
• zarządzania plikami i dokumentacją produkcyjną.

Im mniej ręcznych decyzji trzeba podejmować przy każdym powtarzanym zleceniu, tym łatwiej wykorzystać druk 3D w regularnej produkcji.

Materiały będą coraz ważniejsze od samych drukarek

Rozwój urządzeń nadal ma znaczenie, ale z punktu widzenia użytkownika końcowego ważniejsze stają się właściwości materiałów i możliwość ich wiarygodnego zastosowania.

W praktyce liczy się nie tylko wytrzymałość deklarowana dla tworzywa, ale także stabilność procesu, powtarzalność części, odporność termiczna, chemiczna i dokumentacja materiałowa.

Dlatego rozwój technologii addytywnych będzie coraz mocniej związany z materiałami technicznymi, kompozytami i lepszym dopasowaniem procesu do konkretnego zastosowania.

Cyfrowy magazyn zamiast magazynu części

Jednym z kierunków, który ma praktyczne znaczenie dla firm, jest przechowywanie części w postaci zweryfikowanych modeli cyfrowych.

Nie każdą część trzeba wtedy produkować z wyprzedzeniem. W określonych zastosowaniach można przechowywać dokumentację i wykonywać element dopiero wtedy, gdy jest potrzebny.

Taki model sprawdza się przede wszystkim przy częściach rzadko używanych, trudno dostępnych i potrzebnych w niewielkich ilościach.

Projektowanie pod druk 3D zamiast przenoszenia starych geometrii

Kolejnym etapem rozwoju będzie częstsze projektowanie części od początku z myślą o technologii addytywnej.

Największe korzyści pojawiają się wtedy, gdy projekt wykorzystuje możliwości procesu, na przykład poprzez:

• łączenie kilku elementów w jeden,
• ograniczanie liczby operacji montażowych,
• tworzenie wewnętrznych kanałów,
• zmianę kształtu pod konkretny sposób obciążenia,
• upraszczanie późniejszej obsługi lub montażu.

Samo przeniesienie części zaprojektowanej pod CNC lub wtrysk do drukarki 3D nie zawsze wykorzystuje potencjał procesu.

Personalizacja tam, gdzie ma uzasadnienie

Druk 3D ułatwia wykonywanie wariantów bez budowania osobnej formy dla każdej wersji produktu.

Ma to znaczenie w projektach, w których różnice między egzemplarzami są funkcjonalnie potrzebne: inne wymiary, inne mocowanie, dopasowanie do konkretnej instalacji czy niewielkie zmiany konstrukcyjne.

Nie oznacza to jednak, że personalizacja sama w sobie zawsze uzasadnia produkcję addytywną. Nadal trzeba porównać koszt, czas i wymagania części.

Zrównoważona produkcja wymaga liczenia całego procesu

Druk 3D bywa przedstawiany jako automatycznie bardziej ekologiczna metoda wytwarzania. To zbyt duże uproszczenie.

Wpływ środowiskowy zależy między innymi od zużycia energii, materiału, podpór, obróbki końcowej, transportu i liczby wykonywanych części.

Korzyść może pojawić się wtedy, gdy produkcja na żądanie ogranicza zapasy, transport lub ilość niewykorzystanych części. Ocena powinna jednak dotyczyć całego procesu, a nie samego faktu użycia drukarki 3D.

Dokąd zmierza druk 3D?

Najbardziej prawdopodobny kierunek rozwoju nie polega na zastąpieniu wszystkich innych metod produkcji.

Technologie addytywne będą coraz częściej wykorzystywane tam, gdzie mają konkretne uzasadnienie: przy złożonej geometrii, krótkich seriach, częstych zmianach projektu, produkcji na żądanie i oprzyrządowaniu.

Równocześnie rosnąć będzie znaczenie kontroli jakości, kwalifikacji materiałów, automatyzacji i integracji z innymi procesami.

To właśnie dojrzewanie procesu, a nie kolejne hasło o „rewolucji”, będzie miało największy wpływ na praktyczne wykorzystanie druku 3D w firmach.