Důležitá odborná poznámka: Toto je archivní autorský text založený na zdrojích a příkladech dostupných v době publikace. Nejedná se o aktuální technickou specifikaci, bezpečnostní návod, investiční poradenství či potvrzení aktuálních schopností, rychlostí, nákladů či stavu uvedených společností a produktů. Každá současná aplikace aditivní výroby vyžaduje kontrolu aktuální dokumentace výrobce, vlastností materiálů, bezpečnosti práce, práv duševního vlastnictví a platných předpisů.
Služby aditivní výroby a tisku nejsou součástí aktuální veřejné nabídky Savo Kusić. Dnešní výrobní zaměření se skládá z dřevěná okna, dřevěná hliníková okna a zakázkové dveře.
Potřeby, technologie a výroba
Nová technologie výroby předmětů pomocí tiskárny 3D si také vyžádala naši revizi této technologie, jejích vlivů na výrobu a možných nových trendů a způsobů organizace výroby.
Většina textů zabývajících se sférou průmyslu (ale i mnoha dalších oborů) ve skutečnosti začíná závěrem, že „dnešní technika (lékařství, chemie atd.) je tak pokročilá, že …“
Tato fráze, jak se to stalo v minulosti, samozřejmě zůstane po mnoho dalších let a pravděpodobně nás přežije, protože právě v den, kdy čteme tento text, lidská společnost nikdy nebyla tak rozvinutá, ale nebude, jako bude zítra.
A skutečně, potřeby vytvořené člověkem se den ode dne liší a každá potřeba podmiňuje novou, která musí být dokonalejší a lepší než ta předchozí. Pokud byste tyto potřeby umístili do kontextu např. průmyslu výroby počítačů bychom viděli, že počítač, který před pěti a více lety mohl dělat všechny naše práce, nám již nestačí (nové potřeby vyžadují kompletnější software, který dále vyžaduje hardware atd.). Konkrétně tento jev popsal Gordon Moore, jeden ze zakladatelů Intelu, který říká, že výkon počítače se zdvojnásobí každých 18 až 20 ms, a proto byl tento zákon pojmenován jako Moorův zákon. Takže dnes náš mobilní telefon obsahuje více výpočetního výkonu než celá organizace NASA, která je 1969. poslal dva muže na Měsíc nebo např. videohry, které spotřebují více výpočetních zdrojů k simulaci trojrozměrných situací než jeden sálový počítač předchozí dekády (Kaku, 2011).
Zde by měly být okamžitě odděleny dvě věci. Potřeby, které jsou dnes každodenní, tento počítač nemohl naplnit, ale druhá stránka věci, obecně vzato, ten počítač, jak bylo zmíněno, stačil ke startu člověka na Měsíc. Tak se pokrok vědy oprostil od závislosti na rychlosti kupř. procesorů a je zde kladen velký důraz na další odvětví, která možná brzdí pokrok. Stručně řečeno, věda komunikuje obousměrně s počítačem a přizpůsobuje ho sobě.
Potřeby však nejsou jediné, které „tlačí“ lidstvo kupředu. Touhy, které si člověk vytváří, bez ohledu na to, zda to potřebuje nebo ne, otevírají zcela nový prostor pro průmyslová odvětví, která se předhánějí v tom, kdo mu nabídne přesně to, co chce nebo co by si přál, aniž by si to ještě uvědomoval. Nesmíme zapomenout ani na marketing, který celý příběh podporuje tím, že jde ve skutečnosti o naše potřeby a bez čeho se neobejdeme, a nejen o touhy, které pro nás nejsou až tak nutné. Když zahrneme i člověka jako společenskou a kulturní bytost, která se chce odlišit od ostatních a utvořit si vlastní identitu, která bude odrážet jeho vnitřní duchovní stav (což je do jisté míry potřeba i touha zároveň), získáme velmi komplikovaný obrázek o dnešním zákazníkovi, a to z pohledu kupř. společnosti, která chce prodat svůj vůz, přičemž tato společnost musí vynaložit značné prostředky na průzkum a utváření své nabídky, aniž by se dokonce pustila do výroby tohoto vozu.
Jak tedy vyrobit ten produkt, aby to bylo něco, co někdo chce? O jaký výzkum se jedná a jak jej nejlépe provést, aby byl odrazem skutečného přání zákazníka a něčeho, co si někdo koupí, aniž by to sedělo na skladě a ztrácelo hodnotu? Jedním z nejlepších způsobů výroby produktu je, že zákazník řekne, co od produktu očekává, a my si pak můžeme být jisti, že mu ho prodáme. Samozřejmě druhou stranou problému je, jak toho všeho dosáhnout s co nejmenším počtem zdrojů a přitom respektovat každého zákazníka individuálně.
Hromadné přizpůsobení
První, kdo nabízí odpověď na tuto otázku, jsou zastánci nového přístupu ve výrobě. Přístup, který se objevil před nějakými dvaceti lety, nabízí způsob uvažování a filozofii organizace výroby, která respektuje všechny tyto požadavky a zároveň nalézá řešení, jak je uspokojit k vzájemnému prospěchu. Vyrábějte tedy to, co každý zákazník chce a může zaplatit a vydělávat. Tento přístup se nazývá mass customization. Mince vznikla z anglických slov mass (masa, masivní, mnohost) a customization (úprava), což by v překladu znamenalo masové přizpůsobení ve smyslu možnosti individualizace produktů v hromadné výrobě (podle Suziće, 2014).
Výroba dnes
Existuje mnoho přístupů k výrobě, ale ten, který nabral největší dynamiku a je dnes nejrozšířenější, je přizpůsobení. Když mluvíme o customizaci, vždy souvisí s dobou, ve které žijeme, a předpoklady týkající se customizace jsou především to, že předepisuje nejlepší druh výroby a jak přistupovat k návrhu a výrobě produktu. Customizace nepředepisuje, jaký druh výroby je nejlepší a jak vytvořit produkt. Přizpůsobení je přístup a způsob myšlení a nejlepší metody a nejlepší výrobní postupy jsou pouze důsledkem tohoto přístupu a obecně rozhodnutí aplikovat tento typ myšlení ve výrobě (tvorbě).
Všechny úspěšné společnosti tento přístup následovaly a vybudovaly úspěšné systémy, pomocí kterých se jim podařilo zorganizovat výrobu tak, aby co nejlépe reagovala na trh. Přizpůsobení bylo zmíněno, aby naznačilo potřebu organizovat systém ve směru snižování vstupních velikostí ve výrobě ve vztahu k výstupním velikostem, a proto hrálo velmi důležitou roli jako přístup.
To zavedlo velké změny ve způsobu, jakým jsou produkty vytvářeny, ale v jádru se stále nezměnil způsob výroby. Nabízí se pouze lepší organizace.
Sčítání a odečítání materiálu
Předchozí výroba je založena na principu odečítání materiálu. V praxi to znamená, že se odebere kus s většími rozměry než jsou rozměry finálního výrobku a z kusu se odebírá materiál, dokud se kus nedovede do konečných rozměrů. Tento typ výroby je i dnes dominantní ve zpracovatelském průmyslu. Samozřejmě existují výjimky, jako jsou produkty získané procesy odlévání, vyfukování, embosování a podobně, ale tyto metody nedávají dostatečnou “následnou” volnost při tvarování výrobku, ale jsou omezeny předchozí přípravou (šablony, materiálové struktury atd.).
Výrobní metoda, kterou nabízí 3D tisk je přesným opakem zmíněné metody a nabízí výrobu přidáváním materiálů. Tento způsob výroby je založen na principu přidávání materiálů, dokud není získán konečný rozměr.
3D tisk
Ještě před několika lety se tento přístup jevil jako sci-fi, ale bylo to inženýrství, které přispělo k zahájení tohoto typu výroby. Při trojrozměrném tisku se objekt vytváří postupným nanášením vrstev materiálu. Umožňuje výrobu dílů a sestav z několika různých materiálů s různými mechanickými a fyzikálními vlastnostmi (Wikipedia, 2015).
Pokud se ponoříme do podstaty 3D tisku, mohl existovat již od dob „tekutých materiálů“, ale inženýrství přispělo k tomu, že kombinace CNC [1] stroje a obyčejného extruderu (který dokáže vytlačit nějaký materiál) dává možnost vytvořit objekt, který je zobrazen ve třech rozměrech, 1.
Obrázek 1 - Kombinace CNC stroje a plastového extrudéru (řezání kartonu na cnc,2015) (Co je nového ve světě3D tisk? ,2015) (3D tisk,2015)
Samozřejmě postupem času byly vyvinuty sofistikovanější metody tohoto typu a techniky spojování nanášených vrstev, kde se neustále dosahuje lepší povrchové úpravy, zavádějí se nové materiály a zdokonaluje se konstrukce samotných tiskáren. Za zmínku stojí i tehdy představená tiskárna společnosti Carbon3D, jejíž konstruktéři se inspirovali filmem „Terminátor 2“, kde se tvaruje předmět, který je extrahován z tekuté pryskyřice (obrázek 2). Jak řekl jeden z tvůrců této tiskárny Joseph DeSimone, 3D tiskárny jsou ve skutečnosti 2D tiskárny, které opakují proces znovu a znovu, a ten proces tehdy trval dlouho. Tato tiskárna „prostě“ vytáhne celý předmět z tekutiny, předtvarovaný pomocí světla, a podle zdroje v daném okamžiku poskytuje 25 až 100krát rychlejší tisk (Carbon3D, 2015).
Obrázek 2 - Princip činnosti 3D tiskárny Carbon 3D. (Uhlík3D, 2015)
3D tisk a výroba
Už je vidět, jak se aplikuje3D tiskárny se rozšířily do všech oblastí průmyslu, takže dnes již existují potištěné díly karoserií, skořepiny automobilů, příbory, šatní skříně a dokonce i domy a budovy atd. Například Boeing dnes tiskne více než20 000díly pro vaše letadlo (DICKEY,2015).
S tím, jak se tato technologie stává levnější a dostupnější, odborníci v této oblasti předpokládají, že se tento typ výroby přesune z průmyslu k zákazníkům. S tiskárnami 3D budou lidé moci vytvářet své vlastní modely, upravovat ty stávající a přizpůsobovat produkty svým potřebám. Na internetu již najdete spoustu bezplatných modelů, které lze stáhnout a přímo vytisknout.
Nicméně, když se podíváme na banální příklad, mnoho lidí má dnes doma „obyčejné“ 2D tiskárny, ale stále existují kopírky, a dokonce i ti, kteří mají tiskárny, tisknou v kopírkách. Podobné to bude s tiskárnami 3D. Existuje pro to několik důvodů, některé z nich jsou:
- ekonomické důvody, protože hromadná výroba je stále levnější než individuální;
- lepší povrch, pro který většina jednotlivců nebude mít jako profesionálové podmínky;
- znalost materiálových charakteristik, konstrukčního a zpracovatelského softwaru;
- tvůrčí schopnosti jednotlivce;
- fyzická omezení tiskárny.
Pokud jde o uspokojování potřeb zákazníků,3D-tisk nabízí neskonale větší možnosti přizpůsobení produktu přání zákazníka, než dokázal nabídnout tradiční výroba založená na úběru materiálu. Z pohledu výrobce ale umožňuje výrobu bez přebytečných (odpadových) materiálů, snížení počtu strojů, nižší náklady na skladování atd. Zůstává také prostor pro výše zmíněnou customizaci, kdy lze předem vyrobit produktové platformy, na které lze tisknout požadované tvary a dodat je zákazníkům, s rychlostí dodání a podobně. Také se otevře možnost zanechat nedokončený výrobek, kam bude dodán zákazníkovi jako takový a zákazník si bude moci produkt také vytisknout svou tiskárnou.
Níže je uvedeno několik získaných příkladů3D v tisku
Dodatek1 - Čínská společnost WinSun, specializující se na stavbu domů s3D technologie, “vytiskla” svou první vícepatrovou budovu
Obrázek 3 – Tištěná budova – http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
Obrázek 4 - Interiér tištěné budovy -http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
Dodatek2- Společnost Local Motors vyrobila auto, na kterém jsou potištěny konstrukční prvky a části karoserie3D tiskárnu a poté jsou do vozu instalovány další komponenty
Obrázek 5 - Auto, jehož díly jsou vytištěny -http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
Dodatek3-3D puška a pistole
Obrázek 6 -3d puška - http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html
Obrázek 7 - http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185
Dodatek4 - 3D rameno pro osoby se zdravotním postižením
Obrázek 8 -3D rameno -http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
Poznámka k aplikaci: Historické příklady, předpovědi, srovnání rychlosti a prohlášení společnosti nenahrazují skutečné technické a obchodní srovnání. Bezpečnost procesu závisí na stroji, materiálu, ventilaci, teplotě, zpracování, účelu dílu a odborném posouzení konkrétního případu.
Zdroje
3D tisk. (2015, 4 14). Převzato z Wikipedie, bezplatné encyklopedie: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
Uhlík3D. (2015, 04 5). Převzato z Carbon3D | Technologie CLIP – Průlomová technologie zaměřená na laditelný fotochemický proces pro bezvrstvý 3D tisk:: http://carbon3d.com/
DICKEY, M. R. (2015, 4 15). Doufám, že důvěřujete tiskárnám 3D – Boeing je používá k „tisku“ dílů pro svá letadla. Převzato z Business Insider: http://www.businessinsider.com/
Kaku, D. M. (2011). Fyzika budoucnosti.
Řezání kartonu na cnc. (2015, 4 14). Převzato z elitesecurity.org – webová fóra: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
Suzić, N. (. (n.d.). Novi Sad.
Co je nového ve světě 3D tisku? . (2015, 4 14). Převzato z Brit + co: http://www.brit.co/3d-june/
Wikipedie. (2015, 04 12). 3D razítko. Převzato z Wikipedie: http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0
[1] CNC (eng. computer numerical control) je stroj využívající ke svému pohybu předem zadané souřadnice, které se zadávají v závislosti na požadovaných pozicích v pozorovaném souřadnicovém systému.