Važna naučna napomena: Ovo je arhivski autorski tekst zasnovan na izvorima i primjerima dostupnim u trenutku objavljivanja. To nije trenutna tehnička specifikacija, sigurnosna instrukcija, investicijski savjet ili potvrda trenutnih mogućnosti, brzina, troškova ili statusa navedenih kompanija i proizvoda. Svaka primjena aditivne proizvodnje danas zahtijeva provjeru trenutne dokumentacije proizvođača, svojstava materijala, zaštite na radu, prava intelektualne svojine i važećih propisa.
Usluge aditivne proizvodnje i štampe nisu dio trenutne javne ponude Save Kusića. Današnji fokus proizvodnje sastoji se od drveni prozori, drveni-aluminijski prozori i vrata po narudžbi.
Potrebe, tehnologija i proizvodnja
Nova tehnologija izrade predmeta pomoću štampača 3D zahtijevala je i naše preispitivanje ove tehnologije, njenih efekata na proizvodnju i mogućih novih trendova i načina organizacije proizvodnje.
Većina tekstova koji se bave sferom industrije (kao i mnogim drugim oblastima) zapravo počinje zaključkom da je “danas tehnologija (medicina, hemija, itd.) toliko napredna da…”
Ova krilatica, kakva se dešavala u prošlosti, naravno, ostaće još mnogo godina i verovatno će nas nadživeti, jer ovakvo što jeste, na dan kada čitamo ovaj tekst, ljudsko društvo nikada nije bilo razvijenije, ali neće biti, kao što će biti sutra.
I zaista, potrebe koje čovjek stvara se razlikuju iz dana u dan i svaka potreba uslovljava novu, koja mora biti savršenija i bolja od prethodne. Ako biste te potrebe smjestili u kontekst npr. industrije kompjuterske proizvodnje, vidjeli bismo da nam više nije dovoljan kompjuter koji je prije pet i više godina mogao da radi sve naše poslove (nove potrebe zahtijevaju kompletniji softver, što dodatno zahtijeva hardver itd.). Konkretno, ovaj fenomen je opisao Gordon Moore, jedan od osnivača Intela, koji kaže da se snaga računara udvostručuje svakih 18 do 20 msec, zbog čega je ovaj zakon nazvan Mooreov zakon. Dakle, danas naš mobilni telefon sadrži više računarske snage od cijele NASA-ine organizacije koja je 1969. poslao dva čovjeka na mjesec ili npr. video igrice koje troše više računarskih resursa za simulaciju trodimenzionalnih situacija nego što je to imao jedan mainframe računar iz prethodne decenije (Kaku, 2011).
Ovdje dvije stvari treba odmah razdvojiti. Potrebe koje su danas svakodnevne, taj kompjuter nije mogao da ispuni, ali druga strana priče, kada se posmatra uopšteno, taj kompjuter je, kao što je pomenuto, bio dovoljan da lansira čoveka na Mesec. Tako se napredak nauke oslobodio zavisnosti od brzine npr. procesore, a veliki je naglasak na drugim granama, što možda ometa napredak. Ukratko, nauka komunicira dvosmerno sa računarom i prilagođava ga sebi.
Međutim, potrebe nisu jedine koje “guraju” čovječanstvo naprijed. Želje koje čovjek stvara, bez obzira da li su mu potrebne ili ne, otvaraju potpuno novi prostor za industrije da se utrkuju da mu ponude upravo ono što on želi ili ono što želi, a da toga još nisu svjesni. Ne smijemo zaboraviti ni marketing koji cijelu priču potkrepljuje činjenicom da su to zapravo naše potrebe i bez čega ne možemo, a ne samo želje koje nam nisu toliko potrebne. Kada uključimo i čovjeka kao društveno i kulturno biće, koje želi da se razlikuje od drugih i da formira svoj identitet koji će odražavati njegovo unutrašnje duhovno stanje (što je u određenoj mjeri i potreba i želja), dobijamo vrlo složenu sliku današnjeg kupca, sa stanovišta npr. kompanije koja želi da proda svoj automobil, pri čemu ta kompanija mora da potroši značajna sredstva, da istražuje i oblikuje svoju ponudu, a da se čak i ne upušta u proizvodnju tog automobila.
Kako onda proizvesti taj proizvod, da on bude nešto što neko želi? Kakvo je to istraživanje i koji je najbolji način da se sprovede, da ono bude odraz stvarne želje kupca i nečega što će neko kupiti, a da to ne stoji na lageru i ne gubi na vrednosti? Jedan od najboljih načina da se napravi proizvod je da kupac kaže šta očekuje od proizvoda, a onda možemo biti sigurni da ćemo mu ga prodati. Naravno, druga strana problema je kako sve to postići sa što manje sredstava, uz poštovanje svakog kupca pojedinačno.
Masovno prilagođavanje
Prvi koji su dali odgovor na ovo pitanje bili su zagovornici novog pristupa proizvodnji. Pristup koji se pojavio prije dvadesetak godina nudi način razmišljanja i filozofiju organizacije proizvodnje kako bi se svi ovi zahtjevi ispoštovali, uz pronalaženje rješenja za njihovo zadovoljenje na obostranu korist. Dakle, proizvodite ono što svaki kupac želi i može platiti i ostvariti profit. Ovaj pristup se zove masovna prilagodba. Kovanica je nastala od engleskih riječi mass (masa, masiv, mnoštvo) i customization, što bi u prijevodu značilo masovno prilagođavanje u smislu mogućnosti individualizacije proizvoda u masovnoj proizvodnji (prema Suziću, 2014).
Proizvodnja danas
Postoji mnogo pristupa proizvodnji, ali onaj koji je dobio najveći zamah i danas se najviše primjenjuje je prilagođavanje. Kada govorimo o prilagodbi, ona je uvijek vezana za vrijeme u kojem živimo, a pretpostavke vezane za prilagodbu su uglavnom da propisuje najbolju vrstu proizvodnje i kako pristupiti dizajnu i proizvodnji proizvoda. Prilagodba ne propisuje koja je vrsta proizvodnje najbolja i kako kreirati proizvod. Prilagodba je pristup i način razmišljanja, a najbolji načini i najbolje prakse proizvodnje samo su posljedica ovakvog pristupa i općenito odluke da se ova vrsta razmišljanja primjenjuje u proizvodnji (kreaciji).
Sve uspješne kompanije slijedile su ovaj pristup i izgradile uspješne sisteme pomoću kojih su uspjele organizirati svoju proizvodnju tako da najbolje odgovaraju tržištu. Prilagođavanje je pomenuto kako bi se ukazalo na potrebu organizovanja sistema u pravcu smanjenja inputa u proizvodnji, u odnosu na veličine izlaza, te je stoga odigrala veoma važnu ulogu kao pristup.
Ovo je uvelo velike promjene u načinu stvaranja proizvoda, ali se ipak, u suštini, način proizvodnje nije promijenio. Nudi se samo bolja organizacija.
Dodavanje i oduzimanje materijala
Prethodna proizvodnja se zasniva na principu oduzimanja materijala. U praksi to znači da se uzima komad većih dimenzija od dimenzija konačnog proizvoda i materijal se skida sa komada, sve dok se komad ne dovede do konačnih dimenzija. Ova vrsta proizvodnje i danas je dominantna u prerađivačkoj industriji. Naravno, postoje izuzeci, kao što su proizvodi dobijeni procesima livenja, puhanja, utiskivanja itd., ali ove metode ne daju dovoljnu „naknadnu“ slobodu u oblikovanju proizvoda, već su ograničene prethodnom pripremom (šablone, strukture materijala, itd.).
Način proizvodnje koji nudi 3D štampa je upravo suprotan od pomenute metode i nudi proizvodnju dodavanjem materijala. Ovaj način proizvodnje zasniva se na principu dodavanja materijala do dobijanja konačne dimenzije.
3D print
Do prije nekoliko godina ovakav pristup je izgledao kao naučna fantastika, ali je inženjerstvo doprinijelo pokretanju ove vrste proizvodnje. U trodimenzionalnoj štampi, objekat se stvara sukcesivnom nanošenjem slojeva materijala. Omogućava proizvodnju dijelova i sklopova od više različitih materijala, različitih mehaničkih i fizičkih svojstava (Wikipedia, 2015).
Ako se udubimo u suštinu3D presa, mogla je postojati još od vremena “tečnih materijala”, ali je inženjering doprinio kombinaciji CNC [1] mašina i običan ekstruder (koji može gurnuti neki materijal) dobija mogućnost kreiranja objekta u tri dimenzije, što je prikazano na slici1.
Slika 1 - Kombinacija CNC mašine i plastičnog ekstrudera (rezanje kartona na cnc,2015) (Šta je novo u svijetu3D Štampanje? ,2015) (3D štampa,2015)
Naravno, vremenom su se razvijale sofisticiranije metode ovog tipa i tehnike spajanja nanesenih slojeva, gdje se stalno dobija bolja završna obrada, uvode novi materijali i poboljšava konstrukcija samih štampača. Treba spomenuti i tada predstavljeni Carbon štampač3D, čiji su konstruktori inspirisani filmom „Terminator2“, gdje se oblikuje predmet koji je izvučen iz tečne smole (sl2). Kako je rekao jedan od kreatora ovog štampača, Joseph DeSimone,3D štampači su u stvari2D štampači koji ponavljaju proces iznova i iznova, a taj proces je tada trajao dugo. Ovaj štampač “jednostavno” izvlači ceo predmet iz fluida, prethodno oblikovan uz pomoć svetlosti, i prema izvoru u tom trenutku, obezbeđuje od25to100puta brže štampanje (Carbon3D,2015).
Slika 2 - Princip rada 3D Carbon 3D štampača. (Ugljik3D, 2015)
3D štampa i proizvodnja
Već se vidi kako se primjenjuje3D štampači su se proširili na sve oblasti industrije, tako da sada već postoje štampani delovi karoserije, školjke automobila, pribor za jelo, garderoba, pa čak i kuće i zgrade itd. Na primer, Boeing danas štampa više od20 000dijelovi za vaš avion (DICKEY,2015).
Kako ova tehnologija postaje jeftinija i pristupačnija, stručnjaci iz ove oblasti predviđaju da će se ova vrsta proizvodnje iz industrije preseliti na kupce. Sa 3D štampačima ljudi će moći da kreiraju sopstvene modele, modifikuju postojeće i prilagođavaju proizvode svojim potrebama. Na Internetu već možete pronaći mnogo besplatnih modela koji se mogu direktno preuzeti i odštampati.
Međutim, ako pogledamo banalan primjer, mnogi ljudi danas u svojim domovima imaju “obične” 2D štampače, ali i dalje ima kopir mašina, pa čak i onih koji imaju štampače štampaju u fotokopir aparatima. Slično će biti i sa 3D štampačima. Postoji nekoliko razloga za to, a neki od njih su:
- ekonomski razlozi, jer je masovna proizvodnja i dalje jeftinija od pojedinačne;
- bolji završetak, za koji većina pojedinaca neće imati uslove kao profesionalci;
- poznavanje karakteristika materijala, softvera za konstrukciju i obradu;
- kreativne sposobnosti pojedinca;
- fizička ograničenja štampača.
Što se tiče zadovoljavanja potreba kupaca, 3D štampa nudi beskonačno veće mogućnosti prilagođavanja proizvoda željama kupca, nego što je bila u mogućnosti da ponudi tradicionalnu proizvodnju zasnovanu na oduzimanju materijala. Ali sa stanovišta proizvođača, omogućava proizvodnju bez viška (otpadnog) materijala, smanjenje broja mašina, niže troškove skladištenja itd. Takođe, ostaje prostor za gore pomenutu prilagodbu, gde se unapred mogu izraditi platforme proizvoda na kojima se mogu štampati željeni oblici i dodatno zadovoljiti kupce, brzinom isporuke i slično. Takođe, otvoriće se mogućnost ostavljanja nedovršenog proizvoda, gde će on kao takav biti isporučen kupcu, a kupac će takođe moći da odštampa proizvod svojim štampačem.
U nastavku je nekoliko primjera dobivenih 3D štampanjem
Prilog 1 - Kineska kompanija WinSun, specijalizovana za izgradnju kuća korišćenjem 3D tehnologije, “štampala” je svoju prvu višespratnicu
Slika 3 – Štampana zgrada - http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
Slika 4 - Unutrašnjost štampanog objekta -http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
Dodatak2- Kompanija Local Motors proizvela je automobil na kojem su štampani strukturni elementi i dijelovi karoserije3D štampač, a zatim se u automobil ugrađuju dodatne komponente
Slika 5 - Automobil čiji su delovi štampani -http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
Dodatak3-3D puška i pištolj
Slika 6 -3d puška - http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html
Slika 7 - http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185
Dodatak4 - 3D ruka za osobe sa invaliditetom
Slika 8 -3D ruka -http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
Napomena o primjeni: Istorijski primjeri, prognoze, poređenja brzine i izjave kompanije nisu zamjena za stvarno tehničko i komercijalno poređenje. Sigurnost procesa zavisi od mašine, materijala, ventilacije, temperature, obrade, namene dela i stručne procene konkretnog slučaja.
Izvori
3D štampanje. (2015, 4 14). Preuzeto sa Wikipedije, slobodne enciklopedije: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
Ugljik3D. (2015, 04 5). Preuzeto iz Carbon3D | CLIP tehnologija - Revolucionarna tehnologija usredsređena na podesivi fotohemijski proces za štampanje bez slojeva 3D: http://carbon3d.com/
DICKEY, M. R. (2015, 4 15). Nadam se da vjerujete 3D štampači — Boeing ih koristi za ‘štampanje’ dijelova za svoje avione. Preuzeto sa Business Insider-a: http://www.businessinsider.com/
Kaku, D. M. (2011). Fizika budućnosti.
Rezanje kartona na cnc-u. (2015, 4 14). Preuzeto sa elitesecurity.org - web forumi: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
Suzić, N. (. (n.d.). Novi Sad.
Šta je novo u svijetu 3D štampanja? . (2015, 4 14). Preuzeto sa Brit + co: http://www.brit.co/3d-june/
Wikipedia. (2015, 04 12). 3D print. Preuzeto sa Wikipedije: http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0
[1] CNC (eng. kompjuterska numerička kontrola) je mašina koja za svoje kretanje koristi unapred unete koordinate, koje se unose u zavisnosti od željenih pozicija u posmatranom koordinatnom sistemu.