3D-tiskanje in polena

Kakšna polena neki? No, ne dobesedno »polena pod noge«, temveč izzivi, ki jih bo na poti do uveljavitve v proizvodnji morala premagati tehnologija 3D-tiskanja. Industrija 3D-tiskanja se danes sooča s štirimi glavnimi izzivi: z napravami, materiali, s ponovljivostjo in z naknadno obdelavo natisnjenih izdelkov. Podjetja morajo preučiti, katera je najboljša tehnologija za posamezno aplikacijo 3D-tiskanja. Univerzalne rešitve ni, zato je veliko preizkušanja in ugibanja. Po podatkih analitikov pri Statisti so najbolj priljubljene tehnologije 3D-tiskanja modeliranje s taljenim nanosom (FDM), proizvodnja s taljenimi vlakni (FF) in selektivno lasersko sintranje (SLS), vendar imajo tudi stereolitografija (SLA) in druge rešitve, kakršna je PµSL za mikro 3D-tiskanje, velike prednosti, če podjetje za 3D-tiskane izdelke išče točno določene lastnosti.

Dokler je bilo 3D-tiskanje v domeni prototipiranja in uporabljeno predvsem za prikaz, kako naj bi bil posamezni (pol)izdelek videti, se v fizične lastnosti izdelka nihče ni pretirano poglabljal. Ob uporabi 3D-tiskanja kot proizvodne tehnologije pa na plan kar naenkrat priplavajo bistveno strožje zahteve. Podjetja morajo imeti opremo za 3D-tiskanje, ki podpira zahtevano natančnost, ločljivost in točnost. Poleg tega morajo razmišljati tudi o hitrosti 3D-tiskanja in količinah, pri katerih postanejo drugi proizvodni postopki stroškovno učinkovitejši. Ne, 3D-tiskanje ni univerzalna rešitev, čeprav bi nas prodajalci opreme vsekakor želeli prepričati, da to drži. Vsekakor pa je za nekatere segmente in obsege proizvodnje res nepremagljiva ter nedotakljiva.

Čeprav se zdi, da so materiali za 3D-tiskanje vsako leto boljši in je izbira večja, je večina 3D-tiskalnikov zasnovana za obdelavo polimerov, kovin, kompozitov, keramike ali stekla. Obstaja tudi oprema, ki lahko obdeluje več materialov, kot so polimeri in keramika, vendar so ti stroji pregrešno dragi in namenjeni predvsem zahtevnejšim nalogam. Izbira materialov je zahtevna tudi zato, ker vsi materiali, ki se sicer uporabljajo v proizvodnji, niso na voljo za 3D-tiskanje. Delno zato, ker nekaterih kovin in polimerov ni mogoče dovolj temperaturno nadzorovati za aditivno proizvodnjo. Podjetja zato sprejemajo kompromise, kar se jim lahko vrne kot bumerang. Uporaba različnih materialov med izdelavo prototipov in proizvodnjo je zato zelo tvegana.

Velik izziv za 3D-tiskanje v proizvodnji je tudi ponovljivost. Že lokacija dela na tiskalniški površini lahko vpliva na višino, širino, globino in težo končnega izdelka. Po študiji družbe Deloitte o zagotavljanju kakovosti 3D-tiskanja so proizvodna podjetja zaskrbljena, ker 3D-tiskanje ne more zagotoviti dosledne kakovosti na katerikoli lokaciji in v katerihkoli pogojih. Razmerje med ponovljivostjo in natančnostjo je še posebej skrb vzbujajoče. A tudi tu prihaja do prebojev – 3D-tiskanje z visoko ločljivostjo v primeru tehnologije PµSL že dosega tolerance znotraj +/– 25 µm.

Na koncu pa sledi še dodatno delo – večino delov, natisnjenih s 3D-tiskanjem, je treba očistiti ali naknadno obdelati, da se z njih odstrani podporni material. Površine je treba še zgladiti, če je zahtevana površinska obdelava, pri čemer v poštev pridejo brizganje, brušenje, kemično namakanje in izpiranje ter ročna dodelava, kar se vse zajeda v prihranke, ustvarjene s 3D-tiskanjem. Pa vendar se račun vse več podjetjem še vedno izide.