3D tlač zaznamenáva svoj boom. Prečo? Wikipedia udáva nasledovnú charakteristiku 3D tlače – „3D tlač je aditívny spôsob výroby, kedy postupným nanášaním a spájaním materiálu vo vrstvách vzniká požadovaný objekt a zároveň pri ňom nevzniká nijaký, alebo len minimálny odpad. V súčasnosti je využitie 3D tlače rozdelené do niekoľkých oblastí a to hlavne na základe použitej technológie.“ Pre viac informácii k danej téme sme oslovili Petra Štěpánka, ktorý sa nezaoberá len samotnou výrobou, ale aj technológiou a procesmi.
Petr, môžeš sa nám v skratke predstaviť? Kto si, čomu sa venuješ a ako dlho?
Áno, aktívne sa venujem 3D tlači a aditívnym technológiám v podstate už od roku 2013. Pôsobil som ako vývojový konštruktér vo výrobnej firme, kde 3D tlač umožňovala zefektívňovať výrobu hlavne na obrábacích a lisovacích strojoch použitím prípravkov. Od roku 2017 som sa začal 3D tlači venovať naplno už ako podnikateľ, pretože jej využitie a potenciál je naozaj veľký. Vytvorili sme značku stepanek3D, ktorú zastrešujeme pod firmou Future Media Production, s.r.o. Realizujeme tu vývoj a výrobu personalizovaných dielov na mieru, ale aj malosériovú výrobu 3D tlačou pre rôzne výrobné odvetvia.
Ako vnímáš situáciu okolo 3D tlače na trhu Ty? Prípadne môžeme porovnať vývoj a dopyt vo svete a na Slovensku.
Ako vo väčšine oblastí, aj trh 3D tlače je na Slovensku niekoľko rokov dozadu v porovnaní s vyspelejšími krajinami. Čo sa však presadilo v zahraničí sa s vysokou pravdepodobnosťou čoskoro dostane aj k nám.
Situáciu s 3D tlačou na Slovensku by som z môjho pohľadu rozdelil na 2 oblasti: miera výroby a technický know-how. Najprv je potrebné ľudí vzdelávať, aby pochopili, aké má 3D tlač vlastne využitie a v čom nahrádza alebo dopĺňa existujúce technológie. Z vlastnej skúsenosti vnímam, že znalosti s 3D tlačou vo firmách vo všeobecnosti chýbajú, resp. nie sú na dostatočnej úrovni, aby firmy vedeli naplno využiť jej výrobný potenciál.
Máme tu rôzne varianty technológie 3D tlače – plastovú a kovovú (z práškového kovu). Aké sú ich vlastnosti a rozdiely? V ktorom odbore sa najviac používajú a ako sa rozhodnúť pre tú správnu formu tlače a materiálu?
V súčasnosti existuje už 7 základných technológií aditívnej výroby. Kvôli cenovej dostupnosti a nenáročnosti je samozrejme najrozšírenejšia technológia FFF/FDM, kde sa taví plastová struna. Stroje a materiály si môže dovoliť prakticky každý kutil. Jej využitie je hlavne pre náhradné diely, obrábacie časti prípravkov, originálne dekoračné predmety, personalizované výrobky na mieru a pod. Materiál sa volí podľa použitia, nárokov na mechanické a tepelné zaťaženie. Nastavenia tlače sa opäť volia podľa toho, akú kvalitu produktu chceme dosiahnuť.
Kovová tlač SLM/DMLS je technologicky zatiaľ veľmi náročný proces, keďže vstupný materiál je veľmi jemný kovový prach, vyžaduje sa bezpečná manipulácia a výroba v inertnej atmosfére, aby sa predišlo oxidácií prachu. Veľké teplotné rozdiely v rôznych miestach dielu spôsobujú pnutie a deformácie, na to je potrebné myslieť už pri navrhovaní správneho dizajnu.
Výroba 1 dielu môže trvať aj niekoľko dní, avšak už teraz je možné vyrábať diely s prakticky nulovou pórovitosťou, čo ešte pred pár rokmi nebolo možné. Vzhľadom na túto náročnosť a vysokú cenu výroby, je použitie dielov zatiaľ obmedzené na diely s vysokou pridanou hodnotou, napríklad pre letecký a automobilový priemysel, kde sa vyrábajú diely, ktoré sú inak ako 3D tlačou nevyrobiteľné a sú omnoho ľahšie ako ich bratia vyrobený konvenčnými technológiami. Technológia kovovej 3D tlače však za posledné 2-3 roky zažíva obrovský boom a technologicky výrazne napreduje.
Rozhodnúť sa pre správnu aditívnu technológiu je hlavne otázkou použitia dielu, jeho požadovanej kvality, mechanických vlastností, presností, materiálu a ceny výroby. Aj preto je dôležité pred rozhodovaním mať dostatok informácií a prehľad o dostupných technológiách.
Petr Ty vieš poradiť firmám nielen pri samotnej výrobe s 3D tlačou, ale aj pri výbere strojov a technológie úplne od nuly. Ako to prebieha? Prípadne čo všetko dokážeš zabezpečiť?
Pri 3D tlači vzniká viac ako 90% problémov pri výrobe z dôvodu nevhodného dizajnu a nevhodným nastavením výrobných parametrov. Veľa ľudí najprv hľadá odpovede na internete, kde je síce obrovské množstvo čiastkových informácií, avšak je to často aj zavádzajúce. Tomu je možné predísť práve odborným prístupom, resp. zaškolením. V konečnom dôsledku tým firmy ušetria množstvo času a prostriedkov, v čom vidím veľkú pridanú hodnotu.
Firmám pohámam už pri prvotnom rozhodnutí, či je pre nich 3D tlač vhodná a návratná. Je potrebné identifikovať konkrétne oblasti použitia v danej firme a vypočítať aké úspory by bolo možné za určitý čas priniesť. V neposlednom rade školím zamestnancov a manažment, aby zvládli túto technológiu rýchlejšie a dokázali si uvedomiť jej skutočný potenciál aj z vyššej perspektívy a dlhodobého hľadiska.
Máš aj prehľad o firmách, ktoré sa zaoberajú 3D tlačou? Je ich podľa Teba veľa alebo málo na Slovensku?
Aktívne pôsobím v tejto oblasti a aj preto navštevujem firmy, ktoré sa zaoberajú 3D tlačou a hľadáme spoločné cesty a partnerstvá. Spoločne s niekoľkými firmami zakladáme Klaster aditívnej výroby na Slovensku, ktorý bude združovať firmy a prinášať pre členov rôzne benefity, vrátane know-how, kontaktov a podobne. Firiem zaoberajúcich sa výhradne aditívnymi technológiami je v súčasnosti stále málo, avšak rastúci dopyt po produktoch a službách tento trh stále rozširuje.
Jedna vec je výroba a potrebné stroje a druhá aj samotná tvorba návrhu v grafickej podobe. Je to jednoduché? Ako to prebieha v praxi?
Presne tak, aj preto sa 3D tlač niekedy nazýva aj “digitálna výroba”. Tvorba návrhu prebieha podobne ako pri iných výrobkoch pre konvenčné obrábanie, teda v CAD systémoch. Pre konvenčné obrábanie je však ešte stále väčšinou dostačujúci výstup technický výkres.
V prípade 3D tlače je to výhradne 3D model, ktorému pred spustením na stroji ešte priradíme výrobné parametre v dodatočnom softvéri tzv. “sliceri”. Výhodou je, že ešte pred samotným spustením výroby vieme určiť presný výrobný čas a spotrebované množstvo materiálu.
3D tlač je novinka – je tu dostatok ľudí na trhu, ktorí vedia s touto formou plnohodnotne pracovať? Sú aj školenia?
Z môjho pohľadu odborníci určite chýbajú, podobne ako aj v iných technických profesiách. Ak sa vo firmách 3D tlač využíva, väčšinou len ako doplnková technológia, pričom zamestnanci s ňou pracujú len niekoľko hodín týždenne. Je to málo času, aby získali dostatočné skúsenosti a vedeli využiť plný potenciál tejto technológie.
Celkový záber aditívnych technológií je však pomerne široký, ako som spomínal, existuje až 7 hlavných technológií, ktoré patria pod aditívne technológie. Každá jedna z nich má iné prístupy k dizajnovaniu a výrobe, čo ešte viac zvyšuje náročnosť na kvalifikáciu zamestnancov, ktorí chcú 3D tlač ovládať komplexne.
Verím, že v tejto dobe dlhodobo budú mať náskok len tí, čo sa budú vzdelávať. Školenia poskytujem či už individuálne alebo skupinovo podľa potreby na mieru. Školím zvládnutie modelovania, dizajnovanie pre 3D tlač, nastavovanie a prácu so strojmi, ale aj prehľad technológií a pod.
Aké sú ďalšie výhody 3D tlače?
Obrovská výhoda 3D tlače je vo výrobe veľmi zložitých tvarov, ktoré inými technológiami nie je ekonomické vyrábať alebo to nie je vôbec možné. Začína sa čoraz viac presadzovať tzv. topologická optimalizácia, ktorá v kombinácií s aditívnou výrobou má obrovskú pridanú hodnotu pri úspore materiálu dielov. Súčasné príklady z praxe dokázali znížiť hmotnosť dielu o 40 až 60% a to pri zachovaní rovnakých mechanických vlastností.
V posledných rokoch sa 3D tlač začína využívať stále vo väčšej miere ako alternatíva k sériovej výrobe konvenčnými technológiami. To znamená, že je možné vyrábať diely vo veľkých množstvách za nízku cenu v dostatočnej kvalite. Umožnili to niektoré z nových technológií ako napr. HP Jet Fusion, Carbon CLIP, Desktop Metal Production System a ďalšie.
Keď sa tieto technológie rozšíria, budeme očakávať transformáciu výroby ako takej.
Ďakujeme za rozhovor
