HP Jet fusion tak trochu jiný 3D tisk

Středa 19. 09. 2018 Redakce

Technologii 3D tisku má podle názoru mnohých velkou budoucnost a to jak v průmyslu, tak v domácím použití. V současnosti s příchodem průmyslu 4.0. se pomalu začíná zařazovat do některých výrobních procesů a limity a výhody 3D tisku se odhalují v praxi. Jednou ze společností, která se průmyslovým tiskem zabývá je společnost HP, která vyvinula tiskárnu HP Jet Fusion, která se v současnosti používá i na několika místech v České republice.

Jak to funguje?

V sousloví 3D tisk si většina z nás představí malou domácí 3D tiskárnu, která odmotává materiál ze zásobníkové cívky a nanáší jej ve vrstvách na předem určená místa. To jsou však tiskárny pro domácí použití, které by pro výrobu větších sérií byly příliš pomalé a náročné na provoz. Technologie, kterou využívá HP Jet Fusion je založená na spékání částeček plastového prášku.

3D tiskárna od HP má tři moduly prvním z nich je samotná tiskárna, druhou postprocesová jednotka a třetí potom speciální vozík zvaný build unit, ve které dochází k samotnému 3D tisku. Výhodou tohoto řešení je, že je možné používat jeden vozík build unit v tiskárně a druhý v posprosové jednotce což ušetří polovinu času.

Samotný proces tisku probíhá tak, že na speciální prohřátou tiskovou plochu build unit se nanáší tenké vrstvičky plastového prášku, nad každou vrstvičkou přejde tisková hlava, podobná té kterou využívá HP u klasických 2D tiskáren. Tato hlava označí černou barvou místa, kde má dojít ke spečení materiálu a vodou ochladí vše ostatní. Následně projede druhá zapékací hlava, která díky tomu, že černá barva přitahuje teplo, díky čemuž se zapeče to, co bylo předem označené.

Po každém tomto kroku tisková plocha nepatrně klesne a nanese se na ní další vrstvička prášku a vše pokračuje dál. Po ukončení tisku je celý objem tiskové plochy zaplněn práškem- spečeným i nespečeným. Výhoda tohoto řešení je v tom, že nespečený prášek poskytuje hotovým modelům oporu, což umožní tisknout i složitější věci (například několik koulí v sobě), což by s běžnou 3D tiskárnou nešlo a není po ukončení tisku nutné odlamovat žádné podpory.

Po ukončení tisku je nutné Build unit přenést do postprocesové jednotky, kde je celý projekt ochlazován po stejnou dobu, jako byl tisknutý (na vzduchu chladne 2x déle). Po ochlazení je možné odsát nespečený prášek, který je možný použít při s míchání v poměru 8 dílů použitého a 2 díly čerstvého prášku možné použít pro další tisk.

Výsledné produkty je možné dále zpracovávat- vyhlazovat, lakovat, galvanicky pokovovávat atd. Způsob tisku, který využívá HP má výhodu, že výsledný plast je pružnější než ten vytisknutý na FDM tiskárnách, při namáhání je tak pevnější a nedochází k jeho lámání.

Během tisku je možné tisknout více modelů navíc, pokud se vejdou do tiskového prostoru. Přiložený software dokáže vypočítat ideální rozložení jednotlivých modelů tak, aby se jich do daného prostoru vešlo, co nejvíce zároveň splňovali základní pravidla minimální vzdálenosti, jež zabrání jejich případnému spečení.

Kde se to vyplatí?

Zásadní otázkou je využití technologie 3D tisku. Jak jsme psali výše je rychlejší než FMD tisk avšak pořizovací náklady na tiskárnu jsou nesrovnatelně vyšší. Ve výrobním procesu bychom mohli průmyslový 3D tisk jeho možnostmi postavit mezi klasický 3D tisk a vstřikové lisy, jež pracují se speciálními formami, které je nutné vyrobit. Navíc díky výše popsané technologii je možné za pomocí práškového 3D tisku vyrobit i produkty, které není možné na klasických vstřikolisech vyrobit.

Podle propočtů se 3D tisk zatím vyplatí při vytváření menších sérií v řádech stovek až tisíc výrobků. Pro desetitisícové série se stále více vyplatí vtřikolisová technika. Výhodou 3D tisku je také možnost finální výrobek odladit přímo na místě- po vytištění prvního vzorku je možné model upravit tak, aby lépe vyhovoval našim představám a to vše v nesrovnatelně kratším čase v porovnání s vytvářením formy pro vstřikolis.

V současnosti se průmyslový 3D začíná pomalu etablovat. Tiskárnu HP Jet Fusion využívá třeba automobilka Škoda v Mladé Boleslavi. Další tiskárnu byste našli v Praze v prostorách společnosti 3Dees, jež spolupracuje přímo s HP, se specializuje na výzkum a vývoj možností 3D tisku a výrobu menších sérií součástek pro další výrobce. Jejich samostatným projektem je potom inciativa Art4leg která vyrábí speciální designové kryty pro nožní protézy přímo na míru zákazníků.

Tiskárnu HP Jet Fusion využívá také společnost Invent Medical sídlící v Ostravě, která vyrábí speciální helmičky pro děti, jež se narodí s defekty lebky nebo vytiskla první 3D model lidského srdce v ČR, jehož předlohou bylo srdce ženy, která se chystala na operaci srdce. Podobné modely využívají některé nemocnice v USA a západní Evropě při poradách chirurgů před samotnou operací.

Kam se bude vyvíjet budoucnost 3D tisku?

Společnost HP se oblasti 3D tisku intenzivně věnuje a považuje jej za vysoce perspektivní. To dokazuje i nejnovější odhalení, k němuž došlo minulý týden v Americe. HP tam představilo svoji první 3D tiskárnu na kov, která by se mohla do praktické výroby dostat v horizontu několika příštích let. Více o ní si můžete přečíst v našem článku.

Ještě dříve než kovový 3D tisk by se měly objevit pokročilé funkce tisku plastů, které by umožňovaly barevný 3D tisk a velmi přesnou úpravu vlastností materiálů v jednotlivých místech včetně elektrické vodivosti. Díky tomu by mohly být vybrané části výrobku měkčí nebo pružnější jiné naopak tvrdší. To přinese do oblasti 3D tisku zcela nové možnosti Tyto technologie by měly být v praxi uplatňovány už příští rok a měly by být dostupné i v ČR.

Fotogalerie