Druk 3D a wojna na Ukrainie. Ale na poważnie…

Atak Rosji na Ukrainę miał potrwać 3-4 dni i zakończyć się spektakularnym zwycięstwem wschodniego agresora. Pod koniec lutego, większość analityków zaskoczona heroicznym oporem armii Ukraińskiej, wieszczyła, że konflikt mimo wszystko potrwa jeszcze góra 2-3 tygodnie, a momentem krytycznym miał być upadek Kijowa. Tymczasem w przyszłym tygodniu minie drugi miesiąc wojny, Rosja została zepchnięta na południe Ukrainy i na ten moment trudno jednoznacznie określić kiedy i jak się ona zakończy?

Podobnie jak większość osób w Polsce, staram się na bieżąco śledzić doniesienia z poszczególnych frontów działań wojennych, jednakże nie podejmę się jakiejkolwiek próby oceny bieżących wydarzeń. Wychodzę z założenia, że jedyne na czym się tak naprawdę znam to druk 3D i w przeciwieństwie do całej masy „sezonowych ekspertów”, nie będę silił się na analizowanie rzeczy, o których tak naprawdę nie mam większego pojęcia. Niemniej jednak, Kerry Stevenson z serwisu Fabbaloo poruszył dziś dość ciekawy temat związany z drukiem 3D i naszym krajem, do którego postanowiłem się ustosunkować.

W swoim artykule Stevenson podejmuje temat Ukraińskich uchodźców, którzy uciekli przed wojną do Polski i potencjalną skalą problemu, z jakim musimy się zmierzyć. Wskazuje też na istotne położenie geograficzne naszego kraju i rolę jaką odgrywamy w logistyce sprzętu wojskowego, który trafia na Ukrainę. Zdaniem Stevensona, w dłuższej perspektywie czasu może okazać się, że druk 3D odegra tu istotną rolę, z uwagi na konieczność dostarczania części zamiennych do pojazdów wojskowych biorących udział w wojnie – a jak doskonale wiemy, technologie przyrostowe sprawdzają się w tym obszarze znakomicie.

Amatorski i desktopowy druk 3D z plastiku

Zanim przejdę do meritum sprawy i pochylę się nad realnymi sposobami wykorzystania druku 3D w działaniach wojennych, chciałbym poruszyć kwestię tanich drukarek 3D i rzeczy jakie są na nich produkowane. Kilka tygodni temu w mediach głównego nurtu było dość głośno o inicjatywach pewnych firm, które chwaliły się produkcją różnych akcesoriów jakie mają trafiać na Ukrainę i wspierać walczących żołnierzy. Większość z nich jest drukowana na tanich, desktopowych drukarkach 3D, z najprostszych i najmniej wytrzymałych materiałów (PLA, PETG, ABS). Z uwagi na ograniczenia technologiczne (m.in. małe obszary robocze drukarek 3D i słabe właściwości stosowanych tworzyw sztucznych), nie było mowy o poważnych aplikacjach, tylko swoistych „gadżetach wojennych” – „peryskopach”, „ochraniaczach na kolana” czy „opaskach zaciskowych” dla rannych.

Nie zamierzam rozstrzygać zasadności produkowania takich rzeczy. Patrząc na to z perspektywy żołnierza lub partyzanta, zapewne lepiej coś takiego mieć, niż nie mieć. Jeżeli okaże się nieprzydatne, to się wyrzuci – a jeżeli chociaż jedna z tych rzeczy ocali komuś życie, to na pewno warto było ją robić. Niemniej jednak robienie z tego jakiejś wielkiej historii jest mocno przesadzone. To co na wojnie jest potrzebne najbardziej to:

• broń – wszelkiego rodzaju
• paliwo i amunicja
• lekarstwa, opatrunki oraz szeroko pojęty sprzęt medyczny
• żywność i woda.

Wydrukowany z PLA lub PETG peryskop, za pomocą którego można wyjrzeć zza węgła, zajmuje dość niską pozycję na liście priorytetów. Tak więc jeżeli ktoś ma potrzebę drukowania 3D tego typu akcesoriów i czuje się z tym lepiej, to jego / jej sprawa… Są jednak obszary, gdzie druk 3D może zrobić prawdziwą różnicę.

Przemysłowy druk 3D i produkcja części zamiennych

Historycznie, jednym z największych beneficjentów technologii przyrostowych był przemysł zbrojeniowy. Początkowo drukarki 3D służyły przede wszystkim do produkcji prototypów, jednakże z biegiem lat części wykonane metodą addytywną były coraz częściej używane w gotowych pojazdach bojowych, okrętach i samolotach. Powód był oczywisty – skala produkcyjna wybranych jednostek miała charakter jednostkowy lub kształt części był na tyle skomplikowany, że tylko druk 3D był sprostać wymaganiom stawianym przez projektantów. W produkcji używane były albo wysokowydajne tworzywa sztuczne (poliamidy, PEEK lub materiały kompozytowe domieszkowane włóknem węglowym), albo proszki metali.

Od kilku lat wybrane armie świata (w szczególności armia amerykańska) testują wykorzystywanie drukarek 3D w warunkach bojowych, aby produkować w terenie wybrane części zamienne. Ułatwia to logistykę i pozwala na szybkie reagowanie na problemy z uszkodzonymi komponentami. Naturalnie możliwości tego typu drukarek 3D są mocno ograniczone i nie pozwalają na wyprodukowanie dowolnej części, jakkolwiek druk 3D jest jedyną metodą wytwórczą, zdolną do mobilnej produkcji w trudnych warunkach środowiskowych.

Jeśli chodzi o konflikt na Ukrainie, problem jaki drukarki 3D mogą teoretycznie rozwiązać jest inny. Tak jak wspomniałem we wstępie, nikt wciąż nie jest w stanie przewidzieć jak długo potrwa wojna? Jak na razie status wszystkich działań – zarówno ze strony Ukrainy i Rosji, jak i państw wspierających militarnie Ukraińców ma charakter doraźny. Jeżeli Rosjanie mieli jakikolwiek plan na tą wojnę, to stał się on nieaktualny w pierwszym tygodniu ataku. Od tamtej pory wszystkim rządzi mniej lub bardziej spontaniczny chaos, w którym Ukraina doskonale się odnajduje. Państwa NATO ograniczają się do dostaw ciężkiego sprzętu bojowego i amunicji, jednakże w większości jest on dość wiekowy i bardzo zróżnicowany. Jeżeli działania wojenne przeciągną się o kolejne miesiące, Ukraina stanie przed poważnym problemem – koniecznością naprawy i serwisowania czołgów, wozów opancerzonych, samolotów i helikopterów.

Logistyka w warunkach wojennych często decyduje o zwycięstwie lub porażce – jest to kluczowy problem Rosji, która zawiodła pod tym względem na całej linii i przełożyło się to na przebieg jej kampanii. Ukraińcy oprócz swojego sprzętu powiększają zasoby o pojazdy z zagranicy, jak również w naturalny sposób wzbogacają swój arsenał o sprzęt zdobyczny lub porzucony przez Rosjan. Do tego wszystkie potrzebne są części. Jeżeli wojna zakończy się w przeciągu najbliższych kilku tygodni – ta kwestia stanie się drugorzędna. Jeżeli jednak potrwa do jesieni lub dłużej, stanie się jednym z najbardziej pilnych problemów do rozwiązania.

I tu na arenę wojenną mogą wkroczyć przemysłowe drukarki 3D.

Dodatkowy sprzęt jaki wszedł w stan posiadania Ukraińców jest stary i zróżnicowany. Oczekiwanie na dostawy części zamiennych może być w niektórych przypadkach niemożliwe (bo ich fizycznie już nie ma, lub np. kraje, które wydały dane pojazdy mogą uznać, że zrobiły już dla Ukrainy tyle ile trzeba – i wystarczy). Rozwiązaniem jest ich produkcja na żądanie. Kerry Stevenson pisze, że Polska mogłaby je z powodzeniem zacząć produkować i dostarczać. I ja się z nim zgadzam…

Do produkcji części zamiennych do pojazdów wojskowych lub samolotów potrzebne są wysokiej jakości materiały – wysokowydajne tworzywa sztuczne lub metale. Stosowanie wydruków 3D wykonanych z PLA na Creality Ender 3 lub Flashforge, stanowiłoby większe niebezpieczeństwo niż korzyść z uwagi na swoją znikomą wytrzymałość i niedostateczną jakość. Na polskiej ścianie wschodniej nie brakuje podmiotów, które dysponują stosownymi maszynami, pracującymi w technologiach SLS, MJF, SLM czy DMLS. Największym i najbliższym pod względem geograficznym polskim miastem względem Ukrainy jest Rzeszów – polska dolina lotnicza, która jest doskonale rozwinięta pod kątem technologii druku 3D z metalu. Możliwe że to właściwy moment na to, aby przyjrzeć się temu zagadnieniu w odpowiedni sposób i podjąć stosowne kroki?

Wyzwania i problemy

Niestety to wszystko nie jest jednak takie proste – na ekranie komputera ten pomysł może wydawać się świetny, ale kluczowym problemem jak zwykle okazują się projekty 3D. Aby wyprodukować jakąkolwiek część na drukarce 3D potrzebny jest plik cyfrowy. Zanim przystąpi się do drukowania 3D brakujących części, należy je zaprojektować. Stare czołgi i pojazdy opancerzone nie mają ogólnodostępnej dokumentacji technicznej – nawet jeśli funkcjonują one w wersjach cyfrowych, nikt nie zamierza się nimi od tak dzielić.

Tym samym powodzenie konceptu masowego drukowania 3D części zamiennych z proszków poliamidowych lub metali opiera się na konieczności spełnienia dwóch warunków:

• szybkiego i precyzyjnego odtwarzania cyfrowego uszkodzonych lub brakujących części
• produkcji addytywnej na wysokiej klasy drukarkach 3D.

To olbrzymie wyzwanie, jednakże trudno o bardziej właściwą chwilę na to aby spróbować się tego podjąć niż teraz. Organizowanie konkursów na ciekawe „wojenne gadżety” z plastiku jest dobrym, pierwszym krokiem na przód, ale jeszcze lepszym byłoby stworzenie bazy części, które można by stosować w prawdziwym sprzęcie wojskowym. Gdyby w temat zechciały się zaangażować poważne firmy z branży druku 3D oraz branży projektowej, mogłoby to przynieść realną pomoc.

Zdjęcia: Pixabay