3D-tiskanje se ne ustavlja
Se vam zdi 3D-tiskanje izdelkov znanstvena fantastika? Pa ni (več). Težko bi v panogi industrije našli bolj dinamično in pestro področje, kjer so spremembe (na bolje) edina stalnica.
Po podatkih podjetja Precedence Research je bila industrija 3D-tiskanja lani »težka« skoraj 20 milijard ameriških dolarjev. Podjetja in uporabniki po svetu vsako leto kupijo več milijonov 3D-tiskalnikov. To področje naj bi v naslednjem desetletju v povprečju vsako leto zraslo skoraj za petino (napoved 18,9 odstotka CAGR), torej se bo leta 2032 v tej panogi obrnilo že okoli 100 milijard dolarjev. S 3D-tiskanjem očitno ni šale, saj ga je industrija vzela za svojega, zato smo vsako leto priče novemu valu inovacij in tehnoloških prebojev. Nič drugače ne bo letos.
Letos poudarek ne bo zgolj na hitrejših in še sposobnejših 3D-tiskalnikih, temveč bodo v ospredju vključevanje naprednih materialov, s posebnim poudarkom na trajnosti, večja personalizacija in vključevanje tehnologij 5G. 3D-tiskanje doživlja svojevrstno tehnološko-materialno gnano renesanso. Rast in razcvet pa nista vidna le v prodajnih številkah 3D-tiskalnikov, veselita predvsem rast obsega in vstop na nova področja uporabe, ki si jih še nedavno nismo predstavljali.
Vzpon srednjega razreda
Tradicionalno je 3D-tiskanje podjetjem ponujalo le dve možnosti: nizkocenovne tiskalnike za enostavna opravila ali vrhunske stroje za »resno« proizvodnjo. Vmes pa je ostal velik segment strank, katerih potrebe niso bile zadovoljene – do zdaj. Vedno več proizvajalcev predstavlja 3D-tiskalnike srednjega razreda, ki so primerni za manjša podjetja in obrtnike. Prav ta srednji razred naprav bo dal veter v jadra razvoju 3D-tiskanja, saj s seboj prinaša tudi spremembo miselnosti. Podjetja se danes ne sprašujejo več, zakaj bi nekaj izdelala s 3D-tiskalnikom, temveč se začenjajo spraševati, kako bi obstoječe izdelke 3D natisnila. Vedno več podjetij se zelo dobro zaveda prednosti 3D-tiskanja, med katerimi izstopata manjša poraba materialov in energije ter možnost izdelave najkompleksnejših izdelkov, zato iščejo načine, kako bi lahko vključila to tehnologijo v svoje proizvodne procese in povečala obseg proizvodnje.
Vedno več proizvajalcev predstavlja 3D-tiskalnike srednjega razreda, ki so primerni za manjša podjetja in obrtnike. Prav ta srednji razred naprav bo dal veter v jadra razvoju 3D-tiskanja.
Pri izbiri 3D-tiskalnika se podjetja najpogosteje soočijo s tremi izzivi oziroma omejitvami: s hitrostjo tiskanja, stroški in z vrsto aplikacije. Prav kombinacija teh treh dejavnikov omejuje in hkrati določa izbiro vrste 3D-tiskalnika. K sreči prav s 3D-tiskalniki srednjega razreda vse več podjetij dosega svoje potrebe/zahteve.
Vse odkar 3D-tiskanje ni več omejeno zgolj na plastične mase, njegova priljubljenost v industriji raste. S 3D-tiskanjem kovin pa je sploh dobilo pospešek, saj je po svetu iz meseca v mesec več podjetij, ki ponujajo izdelavo natisnjenih 3D-izdelkov po naročilu – prek spleta le naložimo načrt, plačamo in počakamo, da nam kurirska služba dostavi natisnjen izdelek.
Napredni materiali bodo v središču pozornosti
Industrija se torej navdušuje nad 3D-tiskanjem kovinskih izdelkov. Selektivno lasersko taljenje (SLM) in neposredno lasersko sintranje kovin (DMLS) sta dva postopka aditivne proizvodnje kovin, ki spadata v družino 3D-tiskanja s taljenjem prahu. Tehnologiji sta si zelo podobni: obe uporabljata laser za skeniranje in selektivno spajanje (ali taljenje) delcev kovinskega prahu, ki jih poveže med seboj in zgradi izdelek po plasteh. Materiali, ki se uporabljajo v obeh postopkih, so kovine v obliki zrnc.
Letos lahko pričakujemo še krepitev razvoja in uporabe naprednih materialov, zlasti ko gre za tehnološki napredek na področju trajnosti. Od biorazgradljivih polimerov do visokozmogljivih zlitin – materiali, ki se bodo uporabljali v dodajalni proizvodnji, postajajo vse bolj raznoliki z jasnim namenom: omogočiti ustvarjanje zapletenih in trajnih struktur. To se ujema z naraščajočim povpraševanjem po prilagojenih izdelkih, specifičnih za uporabo v različnih panogah. Pogosto gre za izdelke, ki jih lahko izdelajo le in zgolj 3D-tiskalniki.
Nova dimenzija množične personalizacije
Množičnost in personalizacija v istem stavku? Tudi to je mogoče v svetu 3D-tiskanja. Množično prilagajanje po meri prav na račun napredka v tehnologijah 3D-tiskanja dosega nove razsežnosti. Proizvajalci vse bolj izkoriščajo sposobnosti aditivne proizvodnje za izdelavo personaliziranih izdelkov v velikem obsegu, s katerimi bodo zadovoljili želje posameznih strank. To bi lahko privedlo do pomenljivega zasuka na številnih področjih, saj bo podjetjem ponudilo konkurenčno prednost pri zagotavljanju personaliziranih rešitev po meri. Sploh ko v igri ne bodo le rešitve za industrijo, temveč se bo napredno 3D-tiskanje dokazovalo na področju potrošniškega blaga. Med primeri, kjer se da personalizacijo izdelkov v navezi s 3D-tiskanjem teh odlično unovčiti, so že vezi za snežne deske, paličice za maskaro, okovja za ortodontske aparate, če jih naštejemo le nekaj.
3D-tiskalniki in 5G?
Kaj neki bi lahko 3D-tiskalniki pridobili s povezljivostjo 5G? Predvsem zanesljivost zalaganja s podatki, ki je večja od omrežja Wi-Fi. Hitrejši prenos podatkov in manjše zakasnitve bodo proizvodnim podjetjem, ki imajo »flote« 3D-tiskalnikov, omogočili spremljanje in nadzor operacij 3D-tiskanja v realnem času, kar bo povečalo učinkovitost in zmanjšalo število napak. Konvergenca omrežij 5G in aditivne proizvodnje bo še posebej ključna za področja industrije, ki zahtevajo hitro izdelavo prototipov in proizvodnjo na zahtevo. Ne bodite presenečeni, če bo tudi v Sloveniji zrasla kakšna »farma« 3D-tiskalnikov z anteno na strehi.
3D-tiskanje je trajnostna proizvodnja
Okoljska zavest očitno postaja ena gonilnih sil sodobne proizvodnje in 3D-tiskanje pri tem vsekakor ni izjema. Nasprotno, tudi 3D-tiskanje daje vse večji poudarek trajnostnim proizvodnim praksam z večjo uporabo okolju prijaznih materialov in energetsko učinkovitih postopkov tiskanja. Proizvajalci, ki bodo sprejeli okolju prijaznejše rešitve za 3D-tiskanje, ne bodo prispevali le k ohranjanju okolja, temveč se bodo uskladili tudi z naraščajočim povpraševanjem po trajnostnih izdelkih.
3D-tiskanje se že dokazuje tudi v svetu mode, torej oblačil in obutve. Enoletna študija stanovskega združenja AMGTA (Additive Manufacturer Green Trade Association) je postregla z zanimivimi ugotovitvami, ki poudarja okoljske koristi aditivne proizvodnje v modni industriji. Podrobna analiza okoljskega vpliva 3D-logotipa, pritrjenega na peto luksuznega športnega copata, od načrtovanja do izdelave, je ugotovila, da je imela 3D-natisnjena komponenta, izdelana z brizganjem materiala, veliko manjši vpliv na okolje kot del, izdelan s tradicionalnimi postopki. Raba 3D-tiskalnikov je v obravnavanem primeru omogočila kar 24,8-odstotno zmanjšanje emisij CO2 in 48-odstotno zmanjšanje porabe materiala v primerjavi s klasično proizvodnjo. Če podobne rezultate dosegajo tudi komponente v industriji, ni težko razumeti, zakaj je 3D-tiskanje v proizvodnji iz leta v leto bolj priljubljeno. Nekaj pa je kristalno jasno: 3D-tiskanje ima zelo svetlo prihodnost.
3D-tiskanje v zdravstvu
3D-tiskanje v zdravstvu se pogosto uporablja za izdelavo zapletenih ogrodij, ki posnemajo strukturo človeških tkiv ali organov. Te podlage zagotavljajo ogrodje, na katerem rastejo in katerega se oprijemajo celice, kar olajša regeneracijo tkiva. 3D-tiskanje je pripomoglo k izjemnemu napredku v zdravstvu, saj omogoča izdelavo prilagojenih rešitev, ki so specifične za pacienta. Za izdelavo prilagojenih vsadkov, protetike in anatomskih modelov uporablja podatke o pacientih, kot so posnetki magnetne resonance in računalniške tomografije. Poleg tega 3D-tisk omogoča izdelavo zapletenih, poroznih medicinskih pripomočkov, ki se brezhibno povežejo s tkivi bolnika. Čeprav 3D-tiskanje ni vedno hitrejše od tradicionalnih proizvodnih tehnik za vse vrste izdelkov, lahko poenostavi proizvodnjo nekaterih medicinskih pripomočkov in sestavnih delov. Vedno več je izdelkov, ki jih je mogoče natisniti/uporabljati v zdravstvenih ustanovah. Prilagajanje vseh vrst protetike po meri pacienta zmanjšuje potrebo po obsežni množični in centralizirani proizvodnji, saj omogoča decentralizirano proizvodnjo, pri kateri je mogoče dele natisniti tam in takrat, ko so potrebni, kar lahko prihrani čas in vire.
In prav na področju medicine 3D-tiskanje dosega bliskovit razvoj. Praksa že pozna 3D-tiskanje organov in tkiv, kot so jetra in ledvice, s čimer želijo raziskovalci na področju zdravstva ustvariti nov pristop k zdravljenju bolezni in poškodb. Poznamo tudi 3D-tiskanje farmacevtskih izdelkov. To se lahko uporablja za ustvarjanje prilagojenih odmerkov in formulacij zdravil. S tem se izboljša upoštevanje navodil bolnikov in zmanjšajo neželeni učinki. Zdravilo za epilepsijo (Spritam) se proizvaja prav s 3D-tiskalniki in je natisnjeno plast za plastjo z uporabo zdravila v prahu. Zaradi tega se to lažje raztaplja kot običajne tablete.