Post-processing, czyli główna przeszkoda na drodze ku pełnej automatyzacji procesu druku 3D

2

W miniony czwartek (15.12.2016 r.), podczas konferencji  Inside 3D Printing w San Diego, w USA, Terry Wohlers – twórca firmy konsultingowo-badawczej Wohlers Associates, która od 1987 roku zajmuje się badaniem rynku druku 3D, wygłosił niezwykle interesujący wykład na temat przyszłości druku 3D. Poruszył w nim praktycznie wszystkie obszary technologii przyrostowych – począwszy od konsumenckich drukarek 3D, poprzez przemysłowe systemy produkcyjne, a skończywszy na ciekawostkach w rodzaju druku 3D budynków.

Informacje i przemyślenia jakie zostały zawarte w jego wykładzie są na tyle wartościowe, że postanowiliśmy podzielić je na kilka oddzielnych artykułów, w których zajmiemy się każdym segmentem osobno. Na początek prezentujemy kwestię obróbki wydrukowanych modeli 3D, zwaną fachowo post-processingiem, która wg Wohlersa jest w tej chwili największą przeszkodą na drodze pełnej automatyzacji procesu druku 3D.

Bez względu na zastosowaną technologię, w znakomitej większości wypadków wydrukowany model wymaga jeszcze dodatkowej pracy związanej z przygotowaniem go do docelowego użytkowania. Wyjątek stanowią oczywiście proste geometrie drukowane w technologii FDM, jednakże tylko przy założeniu, że otrzymany detal nie będzie wymagał np. szlifowania / wygładzania powierzchni. Poza tym wyjątkiem, każdy proces produkcji addatywnej wiąże się z mniej lub bardziej uciążliwym post-processingiem:

  • FDM – usunięcie supportów – albo mechanicznie w przypadku jednogłowicowego druku 3D, albo chemicznie w przypadku użycia oddzielnego materiału podporowego
  • SLA / DLP – oczyszczenie wydruku 3D z resztek nieutwardzonej żywicy oraz mechaniczne usunięcie supportów
  • PolyJet / MJP – oczyszczenie wydruku 3D z supportów (strumieniem wody pod ciśnieniem w przypadku PolyJet lub chemicznie w przypadku MJP)
  • CJP – ręczne wydobycie / odkurzenie wydruków z bryły proszku gipsowego oraz kąpiel chemiczna w celu utwardzenia wydruku i wyostrzenia jego kolorów
  • SLS – studzenie bryły proszku poliamidowego z wydrukami 3D oraz ich ręczne wydobycie i oczyszczenie go z resztek proszku
  • DMLS / SLM – studzenie wydruku, ręczne wydobycie z bryły sproszkowanego metalu, odcięcie wydruków ze stołu roboczego, usunięcie podpór, dodatkowa obróbka cieplna, opcjonalne szlifowanie / piaskowanie / frezowanie w przypadku potrzeby otrzymania gładkich powierzchni.

Jak widać – im bardziej skomplikowana / zaawansowana jest technologia druku 3D, tym więcej wymaga dodatkowych prac i działań. Wohlers nazywa post-processing „małym, brudnym sekretem” branży druku 3D.

materialise-13

Listopadowe targi formnext pokazały, że coraz więcej uznanych na rynku firm z segmentu maszyn przemysłowych, angażuje się w prace zmierzające do stworzenia w pełni zautomatyzowanych systemów produkcyjnych opartych o technologie przyrostowe. Koncerny w rodzaju Mazaka, Optomeca, czy DMG Mori Seiki, próbują łączyć w jednej linii produkcyjnej druk 3D z metalu ze stacjami obróbczymi CNC. Niestety wciąż daleko im do w pełni optymalnego działania.

formnext-2016-204

Myślę że w końcu ktoś to zrobi właściwie. To kwestia czasu – mnóstwo pracy nad oprogramowaniem i optymalizacją procesów wytwórczych” – twierdzi Wohlers – „Musi być to prostsze i bardziej zautomatyzowane. Dziś nie jest„.

Równocześnie Wohlers chwali HP za podejście do swojej technologii – Multi Jet Fusion. Jest to jego zdaniem pierwszy tak wyraźny krok w kierunku całkowitej automatyzacji procesu druku 3D. Centralnym punktem całego systemu HP jest pojemnik na proszek, w którym drukowane są detale. Najpierw jest on instalowany w stacji do post-processingu gdzie jest napełniany mieszanką proszku – nowym i pochodzącym z wcześniejszych prac. Następnie jest transportowany do drukarki 3D, gdzie następuje proces wydruku 3D. Potem z powrotem trafia do stacji do post-processingowej, gdzie proszek jest chłodzony i wyciągany, pozostawiając same wydruki.

formnext-2016-194

To jest potencjalny – podkreślam ‚potencjalny’, gamechanger” – mówi Wohlers – „HP twierdzi, że jego proces jest o 10% szybszy od pozostałych technologii, lecz może to być bardzo konserwatywne stwierdzenie. Jet Fusion może wydrukować 276 milionów voxeli podczas jednego przejścia głowicy„. Wohlers wskazuje również na fakt, jak wiele zaangażowania HP wkłada w rozwój tego systemu – „nie chcę mówić, że postawili na szali przyszłość całej firmy, lecz niewiele im do tego brakuje. Naprawdę wkładają w prace nad Jet Fusion bardzo dużo„.

formnext-2016-197

Tak jak z jednej strony druk 3D staje się coraz bardziej istotnym elementem przemysłu produkcyjnego, tak wciąż posiada wiele problemów, które należy rozwiązać. Jeśli chodzi o druk 3D z metalu, który jest najbardziej interesującą technologią z punktu widzenia firm przemysłowych, dobrym prognostykiem na przyszłość może być tegoroczne przejęcie przez GE Concept Laser i Arcam AB. Wsparcie tak dużego gracza z pewnością pchnie rozwój tej technologii do przodu. Mimo wcześniejszych obaw, koncern zapowiedział niedawno, że będzie sprzedawał i serwisował swoje maszyny swoim konkurentom, z poziomu nowego działu o nazwie GE Additive.

formnext-2016-266

Chociaż technologia druku 3D liczy sobie już ponad 30 lat, wydaje się, że jej prawdziwy potencjał nie został jeszcze w pełni ujawniony…

Źródło: www.3dprint.com

Udostępnij.

O autorze

Paweł Ślusarczyk

Prezes zarządu CD3D Sp. z o.o. oraz Business Development Manager. Posiada ponad 12-letnie doświadczenie w biznesie, zdobyte w branży IT, reklamowej i poligraficznej. Od stycznia 2013 roku związany z drukiem 3D.

  • Maciej Patrzałek

    Niezwykle odkrywcze spostrzeżenia Panie Whorels, jak na tyle lat w branży no no…

    • Michał Kosiński

      Mnie to ciekawi w jakiej ilości sprzedają się te raporty.
      I na podstawie czego są pisane, ponieważ podstawy raportu innej firmy audytorskiej trochę mnie zdziwiły.