Když se zhruba před rokem v odborných médiích objevila zpráva o tom, že se do výroby 3D tiskáren vrhla česká firma a navíc chce konkurovat nízkou cenou, vypadalo to trochu jako zjevení.
Vyvíjet a vyrábět v Česku zařízení pro 3D tisk se totiž na první pohled může jevit jako sebevražedný obchodní záměr, ohrožovaný z jedné strany špičkovými technologiemi z USA, z druhé pak levným dovozem z Číny, jehož cenám lze jen těžko konkurovat.
Ale ono to vyšlo. Za celým projektem přitom stojí nadšený jednotlivec s podporou firmy, která se nikdy dříve aditivní výrobě nevěnovala. Jmenuje se Marek Zloch a ke 3D tisku se dostal úplnou náhodou – když v domácích podmínkách vyráběl krosnu pro paragliding. Jelikož tenkrát zaslechl, že pro vývoj prototypu by se mohl hodit 3D tisk, zkusil poptat jeho výrobu u několika dodavatelů profesionálního 3D tisku. Cenové nabídky však přesahovaly sto tisíc korun, což bylo mimo rozpočtové možnosti.
Zato jej velmi zaujal 3D tisk sám o sobě. Začal o něm tedy sbírat informace a zvažoval, že si z USA doveze svoji vlastní tiskárnu. Psal se rok 2011 a situace na trhu s „osobním“ 3D tiskem byla proti dnešku takřka v plenkách – jak do množství dostupných informací v tomto segmentu, tak co do šíře nabídky cenově dostupnějších 3D tiskáren.
Ze tří značek 3D tiskáren, které tenkrát připadaly v úvahu, jej nejvíce zaujal MakerBot. Jeho tehdejší podoba se však od dnešního vytříbeného designu s LED podsvícením dost lišila. „Byla to dřevěná bedna, ze které lezly dráty na všechny strany,“ říká Marek Zloch, jehož současná pracovní pozice na vizitce zní manažer výzkumu a vývoje 3D tisku. Nakonec se rozhodl pokusit se získat know-how a postavit si 3D tiskárnu vlastními silami.
Metodou „pokus-omyl“ k úspěšnému výsledku
Ačkoliv vystudoval stavebnictví a neměl praktický žádné znalosti o stavbě takových strojů, díky usilovné práci i jasnému technickému talentu se mu podařilo vytvořit návrh 3D tiskárny, která mohla fungovat. Při jejím konstruování se spojil s firmou Aroja, jež do projektu vložila svoje výrobní i finanční kapacity, a také know-how z výroby jednoúčelových strojů s lineárními osami.
Vznikl první prototyp, který byl dále odlaďován opakovaným testováním, doslova metodou „pokus-omyl“. Na základě tohoto prvotního návrhu tak vznikl Easy3DMaker, uvedený na trh první, jako ta levnější ze dvou doposud představených 3D tiskáren. Druhým modelem je Profi3DMaker, opláštěná varianta zajišťující vyšší kvalitu výstupu a větší tiskový prostor. Technologie v obou strojích jsou obdobné a podle Marka Zlocha až osmdesát procent z nich se opírá o vlastní interní výzkum.
Při návrhu osobní 3D tiskárny, ačkoliv navenek vypadají konstrukčně jednoduše, přitom musíte zkombinovat ohromné spektrum znalostí – od strojní mechaniky přes elektroniku a termiku až po materiálové vlastnosti používaných plastů a softwarové inženýrství.
„Například na lineárním pohonu ve třech osách už se nedá nic moc vymyslet, ale třeba správné řešení trysky a extruderu už je trochu věda. Klíčové je potom sladit to vše dohromady, aby 3D tiskárna podávala očekávané výkony a jednotný výstup o požadované kvalitě,“ říká autor první české komerční 3D tiskárny.
Kompromis mezi cenou a technologií
V prostředí houstnoucí konkurence byla pro úspěch těchto 3D tiskáren rozhodující cena, za jakou je výrobce dokáže nabídnout. Původní informace, která se objevila v médiích, uváděla částky až příliš optimistické. Easy3DMaker se měl vejít do osmnácti tisíc korun, Profi3DMaker pak pod čtyřicet tisíc. Realita je jiná – včetně daně utratíte za tyto stroje kolem padesáti až osmdesáti tisíc.
Přesto jde pořád o částky, které tyto 3D tiskárny řadí mezi nejdostupnější zařízení svého druhu na českém trhu. Čím přitom příjemně překvapí, je kvalita výstupu, již lze směle srovnávat s komerčními osobními 3D tiskárnami z USA. Na otázku, jak se českým vývojářům bez zkušeností s aditivní výrobou podařilo dospět k tak působivým výsledkům, Marek Zloch dodává, že je to tím, že dopředu neznali žádnou kvalitativní laťku, jíž by měli dostáhnout nebo ji překonat. „My jsme pro začátek neměli s čím srovnávat. Neměli jsme žádnou 3D tiskárnu, kterou bychom rozebrali a analyzovali. Hnali jsme se za takovým výsledkem, jaký jsme považovali za nutný. Přitom bylo potřeba neustále hledat kompromisy za účelem stlačení ceny při zachování potřebné kvality. Můžete například použít lineární motor, který má tisícinovou přesnost, jenže u 3D tisku pracujete s živým materiálem, takže takový zásah se na výsledku prakticky nijak neprojeví. Ta tiskárna se dá postavit pětinásobně dráž, ale rozdíl ve výstupu by byl pravděpodobně minimální.“
Ceny 3D tiskáren budou i přesto nadále klesat, prostor pro zlevňování tu stále je, zejména s nástupem velkosériové výroby, která díky větším objemům všechny vstupy významně zlevní. Díly pro Easy3DMaker a Profi3DMaker jsou nyní kompletně zpracovávány na CNC stojích, od čehož se odvíjí jejich nákladnost. Ve společnosti Aroja se však již nyní pracuje na dalším modelu 3D tiskárny, jejíž cena by se měla vejít zhruba do pětadvaceti tisíc korun. Projektuje se na prodeje v řádech tisíců, a proto bude možné její výrobu zlevnit využitím forem, jejichž náklady by se měly v takto vysokých objemech výroby snadno umořit.
Západ je hladový po levnějším 3D tisku
Marek Zloch své tiskárny propaguje pod značkou 3Dfactories, která má nyní zastoupení již ve dvanácti zemích. Také toto si doslova vybojoval sám, když vloni v létě sednul s prototypy svých 3D tiskáren do auta a objel půl Evropy, aby předjednal obchodní zastoupení.
V současnosti se tiskárnám Easy3DMaker a Profi3DMaker nejlépe daří v západní Evropě (z konkurenčních důvodů si výrobce nepřeje zveřejnit konkrétní země), slibně se ovšem rozvíjí také český trh, kde si tyto stroje našly cestu k mnoha designérům, konstruktérům, plastikářům nebo do výtvarných škol.
Rok po uvedení tiskáren na trh jdou počty objednávek do stovek. Zatímco vloni výroba začínala na pěti stolech a zaměstnávala dva lidi, nyní je stolů dvacet a ve výrobní hale o ploše 1400 m2 na 3D tiskárnách pracuje až třetina z pětatřiceti zaměstnanců firmy Aroja. Souběžně s výrobou dál probíhá intenzivní vývoj, jak v konstrukci 3D tiskáren, tak z hlediska používaných materiálů. Marek Zloch v současnosti testuje další plasty, které by se měly v nabídce objevit vedle klasických materiálů ABS a PLA. Jak již bylo zmíněno, pracuje také na vývoji levnější 3D tiskárny s menší stavební komorou a pro změnu u vyšších modelů připravuje systém dvou hlav. Díky tomu budou moci 3D tiskárny využívat současně dva rozdílné materiály, z nichž jeden může být rozpustný a jako takový sloužit pro stavbu dočasných podpor.
Vývoj se týká samozřejmě také používaného obslužného softwaru. Zde chce firma nově nabídnout velmi jednouchou aplikaci cílenou na nejméně zdatné uživatele, která umožní zhotovit výrobek na 3D tiskárně ve třech banálních krocích. Souběžně s tím je neustále zdokonalován vnitřní softwarový kód tak, aby poskytoval rychlejší odezvy a dokázal se vypořádat s nedokonalými podklady pro 3D tisk, jež často vykazují různé chyby.
Náhradní díly do druhého dne
Pro české uživatele mají 3D tiskárny od 3Dfactories jedno příjemné specifikum, a to blízkost podpory, nesrovnatelnou v dané cenové kategorii s žádnou zahraniční konkurencí. Dodavatel v tomto případě poskytuje nejen dvouletou zákonnou záruku, ale také upgrade o nové funkce, který je v určitých případech k dispozici dokonce zdarma.
Vstříc sílící konkurenci má Marek Zloch od 3D tisku velká očekávání a přestože si je vědom, že situace pro něj, jako suverénního výrobce a dodavatele nebude lehká, věří v úspěch. „Stoprocentně se tu dříve nebo později objeví produkt, kterému bude velmi těžké konkurovat. Jsou věci, na které se nedá dopředu připravit – zítra se tu může objevit renomovaný výrobce spotřební elektroniky, který do svého portfolia zařadí opravdu levnou spotřebitelskou 3D tiskárnu, vyráběnou v ohromných sériích. Naším cílem však je vytvářet robustní produkty, jejichž životnost neskončí se záruční dobou. Uživatelsky příjemné a spolehlivé stroje, které zároveň zůstanou dostupné pro širokou veřejnost i přesto, že třeba nebudou patřit k těm úplně nejlevnějším na trhu.“
Napsal Jan Homola, fotografie z archivu Marka Zlocha.
