U nejznámější metody 3D tisku – ze strun termoplastů navinutých na cívkách (FFF) – došlo k širokému rozšíření až po uvolnění patentů. Dnes tuto nejdostupnější a velmi univerzální metodu aditivní výroby najdete od hobby stavebnic přes stolní profesionální tiskárny až po velkoformátová řešení pro průmysl se čtveřicí tiskových hlav. Z poslední skupiny zmiňme třeba robustní rakouské stroje EVO-tech představené na loňském MSV v Brně.

Podobně je na tom také stereolitografie (SLA) – vytvrzování pryskyřic UV zářením, nejčastěji laserem či projektorem. I tato, vůbec nejstarší metoda 3D tisku je dnes široce dostupná všem zájemcům. Ale co třetí proslulá metoda 3D tisku – slinování (či tavení) práškových materiálů laserem?

Renesance práškového 3D tisku polymerů

V posledních letech se dostupnost profesionálních práškových 3D tiskáren významně zvýšila, když se na trhu objevily kompaktní a spolehlivé SLS tiskárny splňující požadavky profesionálů na snadnou obsluhu, spolehlivost a kvalitu výtisků. Zásadní roli zde sehrál Fuse 1 od amerických Formlabs, který si v českých firmách našel řadu spokojených uživatelů. Dnes tyto stroje najdete neúnavně pracovat také u týmů a v provozech zakázkového tisku, kde si dřív velké SLS tiskárny nemohli dovolit. Mnozí si navíc dostupný SLS tisk z prášků tak oblíbili, že se pídí po dalších materiálech, po otevřeném systému materiálů nebo ještě vyšším výkonu. Zkrátka po tiskárně zralé do velmi náročného produkčního provozu.

Obr. 1: 3D tisk z práškového nylonu, v případě potřeby i se skelným či uhlíkovým plnivem, si v posledních dvou letech oblíbili noví uživatelé napříč průmyslem díky kompaktnějším a dostupnějším SLS tiskárnám, jako je Formlabs Fuse 1+ 30W.

Obr. 2: 3D tisk z prášků nepoužívají jen konstruktéři. Fuse 1 pomáhá připravo­vat detailní výtisky orgánů v Institutu klinické a experimentální medicíny (IKEM). Modely v přirozeném měřítku usnadňují lékařům rozhodování v před­ope­rač­ní přípravě i přímo na sále. Video a více informací: 3dwiser.com/ikem

Se zkušenostmi rostou i požadavky

Za štiky v rybníce SLS tiskáren lze považovat francouzská řešení Prodways. Průmyslové 3D tiskárny řady ProMaker P1000 totiž nabízejí atraktivní poměr možností ku ceně a pokročilejší funkce pro rychlou výrobu prototypů i sériovou výrobu. Nachází se pomyslně nad kompaktními SLS stroji, splňují potřeby široké řady aplikací napříč odvětvími – od leteckého a automobilového průmyslu přes zdravotnictví, akademický a výzkumný sektor až po oblasti designu, architektury a spotřebních výrobků.

Co je pro mnohé zájemce důležité, disponují otevřeným systémem materiálů a rozšiřují obvykle tisknuté práškové materiály PA11 a PA12 („nylony“) nebo pružné TPU o velmi poptávaný polypropylen (PP). Ten je díky svým vlastnostem, včetně vzájemné svařitelnosti vytisknutých a tradičně vyrobených součástí, materiálovým etalonem pro celou řadu oblastí.

Obr. 3: Potřebujete-li tisknout přesné díly z polypropylenu za atraktivní cenu, objevuje se na českém trhu nové SLS řešení – ProMaker P1000 X od Prodways. Disponuje otevřeným systémem práškových materiálů, vyšší rychlostí tisku dva litry za hodinu (díky 60W laseru) nebo 24bodovým systémem tepelné regulace pro co nejlepší mechanické vlastnosti výtisků.

My to chceme velké. Hodně velké

Stále větší počet českých zákazníků už výhody 3D tisku zná. Nejen pro výrobu forem však mnozí hledají řešení velkoobjemové aditivní výroby z polymerů – výtisků v řádu metrů krychlových. Tady už si s laserem a prášky nevystačíme, zato přichází na řadu 3D tisk extruzí přímo z granulátu a následné doobrobení povrchů rozměrných výtisků.

Bezmála 60 let zkušeností s přímým vytlačováním materiálů se rozhodla využít německá značka WEBER a připravila přesné vysokokapacitní extrudéry pro přímou extruzi termoplastů v tiskárně portálového typu, nebo na robotickém rameni. Její největší řešení dokonce zvládají rovnou hybridní výrobu – tedy 3D tisk a obrábění na jednom pracovišti.

Obr. 4: Pro velkoobjemové díly a formy se vyplácí extruze termoplastů přímo z granulátu. Tiskárna WEBER DX 025 má čistý stavební objem okolo 2,5 m³ a je založena na vysoce přesném, CNC řízeném portálovém systému

3D tisku z kovů pro nejnáročnější

Výkonné lasery a práškový materiál – podobně jako u technologie SLS – využijete také u 3D tisku kovů pro nejnáročnější aplikace. Vynálezci postupu selektivního laserového tavení kovových prášků (SLM) a průkopníky v oblasti vícelaserových řešení jsou SLM Solutions. Jejich nejnovější 3D tiskárna využívá hned 12 výkonných laserů současně. To je pro představu 10 000 kilogramů dílů (!) vytisknutých ve špičkové kvalitě za jediný rok. Nebo také 20× vyšší rychlost než u standardního řešení s jedním laserem.

Řešení německého výrobce najdete po celém světě u nejvýznamněj­ších značek napříč průmyslem – od strojírenských obrů přes známé automobilky až po výrobce z letectví a kosmonautiky. Dostupná jsou také na českém trhu a rozumí si s širokou paletou materiálů.

Obr. 5: Možnost tisku velkého kovového dílu, nebo více malých součástek v jedné úloze je doménou 12laserového řešení NXG XII 600 od SLM Solutions. Díky až 20× vyšší rychlosti ve srovnání se standardním jednolaserovým sys­té­mem lze dosáhnout kapacity 10 000 kilogramů dílů vyrobených za jediný rok.