Recept na efektívnu 3D tlač aj pre stredne veľkú sériovú výrobu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 12. 7. 2018
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Chcieť si vytlačiť niečo iné ako text na tlačiarni bola pred pár rokmi doslova utópia. Dnes si však tlačíme už aj predmety, keďže 3D tlačiarne sa čoraz intenzívnejšie hlásia k slovu. Asi najrozvinutejšia je v tomto smere tlač z plastov, keďže sa ľahko tavia a pomocou robotickej ruky presne nanášajú. 3D tlač sa tak stala doménou rýchleho prototypovania. Svetový gigant HP ju však ešte dokázal posunúť vpred. Ako? To nám už vysvetlili odborníci z Datalan Quality Instruments.
3D tlač bola dlhé roky vnímaná najmä ako prostriedok na výrobu prototypov. Vďaka zlepšeniu materiálových vlastností vytlačených výrobkov a zvýšeniu produktivity samotných 3D tlačiarní, sa táto technológia dobre ujala aj pre malú a strednú sériovú výrobu v rôznych odvetviach priemyslu.
„Na rozdiel od konvenčného vstrekovania plastov do foriem, pri 3D tlači nemusíte platiť a čakať na výrobu formy, ale po skončení dizajnu okamžite tlačíte a výrobky máte k dispozícii ihneď a mnohokrát aj lacnejšie,“ vysvetľuje pán Martin Balog, CEO, Datalan Quality Instruments.
K najmodernejším 3D tlačiarňam v tejto oblasti patria aj tie z dielne známeho gigantu HP, napríklad model Jet Fusion 4200. Na Slovensku sa tejto tlači venujú odborníci z Datalan Quality Instruments. Základom je to, že tlačiareň vytvára produkty prostredníctvom tepelného tavenia plastového prášku, nasypaného do mobilných tlačových kontajnerov. Výhodou celého riešenia je pritom to, že ide o efektívny uzavretý systém, ktorý sa skladá z spracovacej stanice a samotnej 3D tlačiarne.
„Pokiaľ použijeme viacej tlačových kontajnerov, môžeme jeden pripravovať, druhý tlačiť a tretí môže chladnúť. Na tlačiarni sme schopní tlačiť výrobky od niekoľkých milimetrov až po 38 centimetrov so základnou presnosťou okolo 0,2 milimetra.“
V spracovacej stanici sa teda pripraví potrebné množstvo plastového prášku a umiestni sa do tlačového zásobníka v podobe kvádra s maximálnym objemom 40 litrov. Odtiaľ putuje do 3D tlačiarne, ktorá je schopná celý objem vytlačiť približne za 10 hodín. V rámci tlačového kvádra si tak môže používateľ zadať výrobu ľubovoľného množstva produktov, ktoré sa do neho vojdú.
Princíp tlačenia vývojári z HP preniesli z klasickej 2D atramentovej tlače aj do sveta 3D. Na jemný plastový prášok, ktorý sa postupne robotickým ramenom rozťahuje po celej ploche v jednotlivých vrstvách, sa totiž nanášajú dva typy kvapalných činidiel. A tie sú podobné práve atramentu.
„Čierne činidlo neslúži ako lepidlo, ale zabezpečuje prijatie potrebnej tepelnej energie na zabezpečenie roztavenia prášku a spojenia do finálneho produktu. Priehľadné, obrysové činidlo zabezpečuje zvýšenie detailov na okrajoch a zabraňuje presakovaniu čierneho činidla do okolitého prášku.“
Prášok sa do finálneho produktu spája pri teplotách vyše 180 stupňov, a preto sa po dokončení tlače musí materiál nechať vychladnúť. Pasívne chladenie tlačového kontajnera môže trvať aj niekoľko desiatok hodín. No ak je vložený do spracovacej stanice, čas chladenia sa výrazne skráti.
„V prípade aktívneho chladenia priamo v spracovacej stanici sa čas chladnutia zredukuje na rovnaký čas ako prebiehala tlač.“
Po dokončení chladnutia sa v spracovacej stanici vytiahnu z tlačového kontajnera výrobky a zvyšný nepoužitý prášok sa odsaje. Opätovne sa použije na ďalšie tlačenie, v pomere 20 percent nového a 80 percent recyklovaného. Takto sa v HP tlačiarni výrazne znížia náklady na 3D tlač. No a samotné výrobky sa potom pieskovaním a ďalšími procesmi finalizujú na odovzdanie.
„Vytlačené produkty je možné podrobiť ďalšiemu post-procesingu, čiže farbiť, otryskávať, pokovovať, lakovať, moriť a iným spôsobom upravovať,“ uzatvára pán Martin Balog, CEO, Datalan Quality Instruments.
3D tlačový systém HP Jet Fusion 4200 môže teda zvýšiť produktivitu nielen pri tlači prototypov, ale aj pri nasadení do menšej či strednej sériovej výroby. Podporuje to aj fakt, že čas tlačenia jednej vrstvy je na rozdiel od iných technológií konštantný a nezávisí od množstva tlačených produktov. Vývojári pritom do budúcna plánujú pridávať nové činidlá pre ďalšie ovplyvňovanie vlastností materiálu. Rozhodne teda platí, že 3D tlač čaká ešte veľká budúcnosť.
