Przyszłość przemysłu pod znakiem 3D

Dyrektor Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP, dr inż. Jan Jabłkowski, otwierając wczorajszą konferencję przypomniał, że wyszukiwanie nowości zawsze było domeną PIAP. Obszarów, w których instytut zaczął specjalizować się jako pierwszy na rynku było wiele, a wśród nich na szczególną uwagę zasługuje konstruowanie robotów mobilnych – dziś 90 proc. tego typu robotów używanych przez wojsko, BOR itp. to roboty produkowane przez PIAP. Dziś PIAP jest także w gronie tych, którzy wyznaczają trendy w dynamicznie rozwijającej się nowej technologii – druku 3D w zastosowaniach przemysłowych. – Jesteśmy zawsze tam, gdzie dzieje się coś nowego. Najbliższe lata będą stały pod znakiem rozwoju takich dziedzin, jak druk 3D i rosnących możliwości jego zastosowań. Obecnie wciąż jesteśmy w fazie inwestowania w tę technologię, ale druk 3D można już stosować w przemyśle, stąd pomysł powołania do życia ośrodka PIAP design – mówił Jan Jabłkowski.  

PIAP design, który jest niezależną częścią Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP, to miejsce, w którym są kompleksowo realizowane nawet nietypowe zlecenia druku 3D dla przemysłu i innych branż – począwszy od wykonania komputerowego projektu, przez dobranie materiałów i odpowiedniej technologii wytworzenia, po przeprowadzenie niezbędnych testów, a następnie wykonanie finalnego produktu. 

Początki druku 3D sięgają połowy lat 80., ale to dopiero ostatnie lata stoją pod znakiem szybkiego jej rozwoju. Rynek oferuje różne możliwości wytwarzania przyrostowego. Maciej Cader, ekspert PIAP design prowadzący konferencję, zwrócił uwagę na fakt, że na rynku funkcjonują dwa typy drukarek: te tworzone przez znawców i jednocześnie pasjonatów tej technologii oraz te oferowane przez profesjonalnych producentów. W pierwszym przypadku istnieje większe ryzyko, że uzyskane z takich drukarek produkty mogą wykazywać pewne defekty, co oznacza, że nie może być mowy o wykorzystywaniu takich drukarek w przemyśle. Druga grupa spełnia wymagania zastosowań przemysłowych, ale oznacza większe koszty. – Profesjonalny druk 3D zawsze będzie bardziej skomplikowany i droższy, nawet kilkunastokrotnie – wyjaśniał Maciej Cader.

Na druk 3D składa się kilka faz – od przygotowania modelu i estymację, przez przygotowanie procesu, po sam jego przebieg i obróbkę wykończeniową. Wiele mających znaczenie dla przemysłu zależności powstaje na etapie eksportu modelu CAD do pliku STL, toteż przygotowanie geometrii i procesu mają ogromne znaczenie w przypadku wytwarzania przyrostowego na potrzeby zastosowań przemysłowych. Bardzo dużą rolę w tym przypadku odgrywa również obróbka wykończeniowa.

Jak podkreślał prowadzący konferencję, druk 3D łamie pewne standardy i jest katalizatorem innowacji, a granice rozwoju wyznacza wiedza i wyobraźnia inżynierów. Są jednak także pewne obiektywne ograniczenia – przykładowo technologia SLA pozwala uzyskać piękne wydruki, ale ich wadą jest ciężar i kruchość. W przypadku niektórych technologii trzeba też liczyć się z wyższymi kosztami niż przy stosowaniu innych. Są takie, w których cena kilograma materiału wsadowego zaczyna się już od 30 zł i nie przekracza 1500 zł, są jednak i takie, w których ten koszt jest znacznie wyższy. Tak naprawdę trudno jest znaleźć technologię zupełnie pozbawioną wad, toteż różne z nich są stosowane w różnych branżach i w różnych produktach, w zależności od tego, na co musi być położony największy nacisk. Wciąż też trwają prace nad nowymi materiałami pozwalającymi na druk 3D. Jak zauważył jeden z gości konferencji, miesięcznie na rynku potrafi pojawić się nawet 10 nowych materiałów – część z nich po testach jest dopuszczana do produkcji, część jest po nich odrzucana. 

Przykładem, jak szerokie zastosowanie mogą znaleźć niektóre rozwiązania, są dystrybuowane w Polsce przez firmę PROSOLUTIONS Majewscy Sp. J. technologie FDM i PolyJet firmy Stratasys Ltd., stosowane w lotnictwie, architekturze, motoryzacji, produktach konsumenckich, zbrojeniu, edukacji, stomatologii i medycynie. – To, na czym skupia się firma Stratasys, to między innymi różnorodność – jesteśmy w stanie odpowiedzieć na większość potrzeb płynących z rynku – mówił na konferencji Krzysztof Brodzik z firmy PROSOLUTIONS Majewscy Sp. J. Technologię FDM wykorzystuje m.in. NASA do produkcji części do pojazdów i podzespołów kosmicznych. Z kolei technologia PolyJet, ze względu na możliwość bardzo dokładnego odwzorowywania szczegółów, jest wykorzystywana w architekturze, usprawniając proces projektowania i wizualizacji obiektów architektonicznych.

Wiele emocji budziła na konferencji kwestia najbliższej przyszłości wytwarzania przyrostowego. Zdaniem jednych w najbliższych latach czeka nas boom, zdaniem innych – m.in. ze względu na koszty – będzie to raczej systematyczny, ale niezbyt szybki rozwój. Profesor Grzegorz Budzik z Politechniki Rzeszowskiej wśród głównych kierunków rozwoju metod wytwarzania przyrostowego wymienił rozwój nowych materiałów, podwyższanie parametrów wytrzymałościowych oraz podwyższanie dokładności wykonania. Pole do popisu jest nadal duże – przykładowo dokładność wykonania do 1/10 milimetra to w przypadku budowy maszyn parametry często dyskwalifikujące wyrób. 

Więcej informacji o PIAP Design na stronie: www.design.piap.pl

Zdjęcia: Paulina Wojda, PIAP

źródło: AutomatykaOnline.pl