Važna znanstvena napomena: Ovo je arhivski autorov tekst temeljen na izvorima i primjerima dostupnim u trenutku objavljivanja. To nije aktualna tehnička specifikacija, sigurnosna uputa, investicijski savjet ili potvrda trenutnih mogućnosti, brzina, troškova ili statusa navedenih tvrtki i proizvoda. Svaka primjena aditivne proizvodnje danas zahtijeva provjeru trenutne dokumentacije proizvođača, svojstava materijala, zaštite na radu, prava intelektualnog vlasništva i primjenjivih propisa.
Usluge aditivne proizvodnje i tiska nisu dio trenutne javne ponude Save Kusića. Današnji fokus proizvodnje sastoji se od drvenih prozora, drvo-aluminijskih prozora i vrata po narudžbi.
Potrebe, tehnologija i proizvodnja
Nova tehnologija izrade predmeta pomoću 3D printera, također je zahtijevala naš osvrt na ovu tehnologiju, njezin utjecaj na proizvodnju te moguće nove trendove i načine organiziranja proizvodnje.
Većina tekstova koji se bave sferom industrije (kao i mnogim drugim područjima) zapravo počinju zaključkom da je “današnja tehnologija (medicina, kemija itd.) toliko napredovala da…”
Ova krilatica, kao što se to događalo u prošlosti, ostat će naravno još mnogo godina i vjerojatno će nas nadživjeti, jer ovakvo kakvo je, baš na dan kada čitamo ovaj tekst, ljudsko društvo nikada nije bilo razvijenije, ali nikada neće ni biti, kao što će biti ni sutra.
I doista, potrebe koje stvara čovjek razlikuju se iz dana u dan i svaka potreba uvjetuje novu, koja mora biti savršenija i bolja od prethodne. Ako biste te potrebe smjestili u kontekst npr. industrije proizvodnje računala, vidjeli bismo da nam više nije dovoljno računalo koje je prije pet i više godina moglo obavljati sve naše poslove (nove potrebe zahtijevaju potpuniji softver, što dodatno zahtijeva hardver itd.). Naime, ovaj fenomen opisao je Gordon Moore, jedan od osnivača Intela, koji kaže da se snaga računala udvostručuje svake 18 do 20 msekunde, zbog čega je ovaj zakon dobio naziv Mooreov zakon. Dakle, danas naš mobilni telefon ima više računalne snage od cijele NASA organizacije koja je 1969. poslao dva čovjeka na mjesec ili na pr. videoigre koje troše više računalnih resursa za simuliranje trodimenzionalnih situacija nego što je to imalo jedno glavno računalo u prethodnom desetljeću (Kaku, 2011).
Ovdje treba odmah razdvojiti dvije stvari. Potrebe koje su danas svakodnevne to računalo nije moglo zadovoljiti, ali druga strana priče, gledano općenito, to računalo je, kako je rečeno, bilo dovoljno da lansira čovjeka na Mjesec. Tako je napredak znanosti postao slobodan od ovisnosti o brzini na pr. prerađivači i veliki je naglasak na drugim granama, koje možda koče napredak. Ukratko, znanost dvosmjerno komunicira s računalom i prilagođava ga sebi.
No, nisu potrebe jedine koje čovječanstvo “guraju” naprijed. Želje koje čovjek stvara, bez obzira treba li mu to ili ne, otvaraju sasvim novi prostor za industrije da se utrkuju koja će mu ponuditi upravo ono što on želi ili što bi želio, a da toga još nije svjestan. Ne smijemo zaboraviti ni marketing koji cijelu priču potkrepljuje činjenicom da su to zapravo naše potrebe i ono bez čega ne možemo, a ne samo želje koje nam nisu toliko potrebne. Kada u to uključimo i čovjeka kao društveno i kulturno biće, koje želi biti drugačije od drugih i formirati vlastiti identitet koji će odražavati njegovo unutarnje duhovno stanje (što je u određenoj mjeri i potreba i želja), dobivamo vrlo kompliciranu sliku današnjeg kupca, sa stajališta npr. tvrtke koja želi prodati svoj automobil, pri čemu ta tvrtka mora potrošiti znatna sredstva, istražiti i oblikovati svoju ponudu, a da uopće ne ulazi u proizvodnju tog automobila.
Kako onda proizvesti taj proizvod, da bude nešto što netko želi? Kakvo je to istraživanje i kako ga je najbolje provesti, a da ono bude odraz stvarne želje kupca i nešto što će netko kupiti, a da ne stoji na skladištu i ne gubi na vrijednosti? Jedan od najboljih načina da napravimo proizvod je da kupac kaže što 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, poštujući svakog kupca pojedinačno.
Masovna prilagodba
Prvi koji su dali odgovor na ovo pitanje su zagovornici novog pristupa u proizvodnji. Pristup koji se pojavio prije dvadesetak godina nudi način razmišljanja i filozofiju organiziranja proizvodnje da se poštuju svi ti zahtjevi, a pronalaze rješenja za njihovo zadovoljenje na obostranu korist. Dakle, proizvodite ono što svaki kupac želi i može platiti te ostvariti profit. Ovaj se pristup naziva masovna prilagodba_. Kovanica je nastala od engleskih riječi mass (masa, masivan, mnoštvo) i customization, što bi u prijevodu značilo masovna prilagodba u smislu mogućnosti individualizacije proizvoda u masovnoj proizvodnji (prema Suzić, 2014).
Proizvodnja danas
Postoje mnogi pristupi proizvodnji, ali onaj koji je uzeo najviše maha i danas se najviše primjenjuje je prilagodba. Kada govorimo o prilagodbi, ona je uvijek vezana uz vrijeme u kojem živimo, a pretpostavke vezane uz prilagodbu uglavnom su da ona propisuje najbolju vrstu proizvodnje i kako pristupiti dizajnu i proizvodnji proizvoda. Customization ne propisuje kakva je proizvodnja 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 o primjeni ovakvog načina razmišljanja u proizvodnji (kreaciji).
Sve uspješne tvrtke slijedile su ovaj pristup i izgradile uspješne sustave s kojima su uspjele organizirati svoju proizvodnju tako da najbolje odgovore tržištu. Prilagodba je spomenuta kako bi se ukazalo na potrebu organiziranja sustava u smjeru smanjenja ulaznih veličina u proizvodnji, u odnosu na izlazne veličine, te je stoga imala vrlo važnu ulogu kao pristup.
Ovo je uvelo velike promjene u način nastajanja proizvoda, ali još uvijek se u srži način proizvodnje nije promijenio. Nudi se samo bolja organizacija.
Zbrajanje i oduzimanje materijala
Prethodna proizvodnja se temelji na principu oduzimanja materijala. U praksi to znači da se uzme komad većih dimenzija od dimenzija finalnog proizvoda i skida materijal s komada, dok se komad ne dovede do konačnih dimenzija. Ova vrsta proizvodnje i danas je dominantna u prerađivačkoj industriji. Naravno, postoje iznimke, kao što su proizvodi dobiveni postupcima lijevanja, puhanja, iskucavanja i sl., ali te metode ne daju dovoljnu „naknadnu“ slobodu u oblikovanju proizvoda, već su ograničene prethodnom pripremom (šablone, strukture materijala i sl.).
Način proizvodnje koji nudi 3D printing upravo je suprotan navedenom načinu i nudi izradu dodavanjem materijala. Ovaj način izrade temelji se na principu dodavanja materijala do dobivanja konačne dimenzije.
3D print
Do prije nekoliko godina ovakav pristup djelovao je kao znanstvena fantastika, ali upravo je inženjerstvo pridonijelo pokretanju ovakve proizvodnje. U trodimenzionalnom tisku objekt nastaje uzastopnim nanošenjem slojeva materijala. Omogućuje izradu dijelova i sklopova od više različitih materijala, s različitim mehaničkim i fizičkim svojstvima (Wikipedia, 2015).
Uđemo li u bit 3D printanja, moglo je postojati još od vremena “tekućih materijala”, no inženjering je doprinio tome da kombinacija CNC [1] stroja i običnog ekstrudera (koji može gurati neki materijal) daje mogućnost stvaranja objekta u tri dimenzije, što je prikazano na slici 1.
Image 1 - Kombinacija CNC stroja i plastičnog ekstrudera (Cnc rezanje kartona, 2015) (Što je novo u svijetu 3D printanja? , 2015) (3D printanja, 2015)
Naravno, s vremenom su se razvile sve sofisticiranije metode ove vrste i tehnike spajanja nanesenih slojeva, gdje se stalno dobiva bolja završna obrada, uvode novi materijali i unapređuje konstrukcija samih printera. Treba spomenuti i tada predstavljeni printer Carbon3D, čiji su dizajneri bili inspirirani filmom “Terminator 2”, gdje se oblikuje predmet koji se izvlači iz tekuće smole (slika 2). Kako je rekao jedan od tvoraca ovog printera, Joseph DeSimone, 3D printeri su zapravo 2D printeri koji ponavljaju proces iznova i iznova, a taj proces je tada trajao dugo. Ovaj printer “jednostavno” izvlači cijeli objekt iz tekućine, prethodno oblikovan uz pomoć svjetla, i prema izvoru u to vrijeme omogućuje 25 do 100 puta brži ispis (Carbon3D, 2015).
Slika 2 - Princip rada 3D pisača tvrtke Carbon 3D. (Carbon3D, 2015)
3D ispis i proizvodnja
Već se vidi kako se primjena 3D printera širi na sva područja industrije, pa tako već postoje isprintani dijelovi karoserije, školjke automobila, pribor za jelo, garderoba, pa čak i kuće i zgrade itd. Primjerice Boeing danas tiska više od 20 000 dijelova za svoje zrakoplovi (DICKEY, 2015).
Kako ova tehnologija postaje sve jeftinija i dostupnija, stručnjaci u ovom području predviđaju da će se ova vrsta proizvodnje iz industrije preseliti prema kupcima. Uz 3D pisače, ljudi će moći kreirati vlastite modele, modificirati postojeće i prilagoditi proizvode svojim potrebama. Na internetu već možete pronaći mnogo besplatnih modela koji se mogu preuzeti i izravno ispisati.
Ipak, ako pogledamo banalan primjer, mnogi ljudi danas u svojim domovima imaju “obične” 2D printere, no još uvijek postoje fotokopirni strojevi, pa čak i oni koji imaju printere tiskaju u kopirnim strojevima. Slično će biti i s 3D printerima. Postoji nekoliko razloga za to, a neki od njih su:
- ekonomski razlozi, jer je masovna proizvodnja još uvijek jeftinija od individualne;
- bolji završetak, za što većina pojedinaca neće imati uvjete kao profesionalci;
- poznavanje karakteristika materijala, softvera za konstrukciju i obradu;
- kreativne sposobnosti pojedinca;
- fizička ograničenja pisača.
Što se tiče zadovoljenja potreba kupaca, 3D printing nudi beskrajno veće mogućnosti prilagodbe proizvoda željama kupca, nego što je to mogla ponuditi tradicionalna proizvodnja bazirana na oduzimanju materijala. Ali sa aspekta proizvođača, omogućuje proizvodnju bez viška (otpadnih) materijala, smanjenje broja strojeva, niže troškove skladištenja itd. Također, ostaje prostor za gore navedenu prilagodbu, gdje se unaprijed mogu proizvesti proizvodne platforme na koje se mogu tiskati željeni oblici i dodatno izaći u susret kupcima, brzinom isporuke i slično. Također, otvorit će se mogućnost ostavljanja nedovršenog proizvoda, gdje će se kao takav isporučiti kupcu, a kupac će također moći isprintati proizvod na svom printeru.
Ispod je nekoliko primjera dobivenih 3D printanjem
Prilog 1 - Kineska tvrtka WinSun, specijalizirana za gradnju kuća korištenjem 3D tehnologije, “ispisala” je svoju prvu visoku zgradu
Slika 3 – Tiskana zgrada - http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
Slika 4 - Interijer tiskane zgrade - http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
Privitak 2 - Tvrtka Local Motors proizvela je automobil u kojem su strukturni elementi i dijelovi karoserije ispisani na 3D printeru, a zatim su dodatne komponente
Slika 5 - Automobil čiji su dijelovi tiskani - http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
Privitak 3 - 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
Privitak 4 - 3D ruka za osobe s invaliditetom
Slika 8 - 3D ruka - http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
Napomena o aplikaciji: Povijesni primjeri, prognoze, usporedbe brzina i izjave tvrtki nisu zamjena za stvarnu tehničku i komercijalnu usporedbu. Sigurnost procesa ovisi o stroju, materijalu, ventilaciji, temperaturi, obradi, namjeni dijela i stručnoj procjeni konkretnog slučaja.
Izvori
3D ispis. (2015, 4 14). Preuzeto s Wikipedije, slobodne enciklopedije: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
Ugljik3D. (2015, 04 5). Preuzeto s Carbon3D | CLIP tehnologija - Revolucionarna tehnologija usmjerena na podesivi fotokemijski proces za beslojni 3D ispis:: http://carbon3d.com/
DICKEY, M. R. (2015, 4 15). Nadam se da vjerujete 3D pisačima — Boeing ih koristi za ‘ispis’ dijelova za svoje avione. Preuzeto s Business Insidera: http://www.businessinsider.com/
Kaku, D. M. (2011). Fizika budućnosti.
Rezanje kartona na cnc. (2015, 4 14). Preuzeto s elitesecurity.org - web forumi: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
Suzić, N. (. (n.d.). Novi Sad.
Što je novo u svijetu 3D ispisa? . (2015, 4 14). Preuzeto s Brit + co: http://www.brit.co/3d-june/
Wikipedia. (2015, 04 12). 3D print. Preuzeto s 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. computer numerical control) je stroj koji za svoje kretanje koristi unaprijed unesene koordinate koje se unose ovisno o željenim pozicijama u promatranom koordinatnom sustavu.