[ROZHOVOR] Viceprezident společnosti Stratasys Jeff DeGrange patří k průkopníkům technologií 3D tisku a aditivní výroby ve světě. Letos na podzim zavítal na krátkou návštěvu do Prahy, při níž vznikl tento rozhovor.
Mnoho let jste pracoval ve vývoji letadel. Co vás přivedlo do společnosti Stratasys?
Víc než dvacet let jsem strávil ve výrobě komerčních a vojenských letadel i vesmírné techniky ve firmách Boeing a McDonnell Douglas. Můj přestup do firmy Stratasys byl spojen s mojí zálibou v technologiích aditivní výroby, u kterých jsem vnímal velký potenciál k jejich dalšímu ohromnému rozšíření do průmyslových odvětví mimo letectví. Bylo mi zároveň jasné, že je technologie aditivní výroby teprve ve svých počátcích a že se dočká značného rozmachu podobného tomu u osobních počítačů. Chtěl jsem být součástí tohoto dění a podílet se na jeho budoucnosti.
Kdy jste se s 3D tiskem sám setkal poprvé?
Prvním takovým zařízením byla stereolitografická 3D tiskárna, kterou McDonnell Douglas pořídil v roce 1996. Používali jsme ji pro výrobu konceptuálních a funkčních modelů za účelem jejich testování.
Jakou roli hrají tyto technologie v letadlovém průmyslu dnes?
Aditivní výroba se využívá k produkci rozličných produktů, jako je třeba montážní nářadí. Vytvářejí se tak například i finální díly pro interiéry civilních letadel.
Můžete stručně popsat, jakým metodám 3D tisku se v současnosti věnuje vaše společnost?
Stratasys nabízí stroje s menší stavební komorou, označované jako 3D tiskárny, které využívají pouze plastový materiál ABS a slouží k produkci prototypů využívaných v konceptuálním modelování a funkčním testování. Další kategorií jsou stroje značky Fortus s větší stavební komorou, jež si poradí se širší škálou materiálů, včetně ABS, PPSF, polykarbonátu nebo hmoty Ultem. Termoplasty jsou pro své materiálové vlastnosti využitelné v produkčních nástrojových aplikacích i jako koncové díly.
Jak byste popsal současný stav na trhu s technologiemi aditivní výroby?
V současnosti hovoříme o průmyslu, který generuje kolem čtyř miliard dolarů za rok. Je úžasné sledovat, jak technologie 3D tisku zaujaly mainstreamová média, jež o nich zvyšují povědomí v celé společnosti. Tento průmysl roste více než o 20 % ročně a společně s tím dochází k širšímu porozumění výhodám aditivní výroby mezi strojírenskými firmami. Předpokládám, že během následujících pěti let dojde v této oblasti minimálně ke čtyřnásobnému růstu.
Aditivní výroba je tu již více než dvacet let, ale pro většinu firem jde dosud spíše o exotickou záležitost. Co je podle vás největší překážkou v jejím rozmachu?
Omezující faktory dosud vyplývají z omezeného povědomí a nedostatku odborných informací o konstrukčních postupech, detailních materiálových vlastnostech atd. Důležité je také to, aby se v oblasti aditivní výroby vzdělávali studenti vysokých škol z hlediska toho, jak lze tyto technologie využívat při navrhování a ve výrobě.
Do jaké míry je tato oblast již zajištěna technickými normami a uznávanými standardy, které jsou pro širší přijetí 3D tisku v profesionální sféře nezbytné?
Máme již k dispozici normy ASTM a ISO, které pomohou, nicméně pro širší přijetí je potřeba zajistit prověřené návrhové postupy a informace o materiálech.
Materiály používané pro aditivní výrobu jsou stále velmi drahé, často v násobcích těch, které jsou používány v konvenčních výrobních postupech. Dočkáme se nějakého vývoje v tomto ohledu?
K významnému zlevnění materiálů musí dojít společně s tím, jak se rozšíří tyto technologie ve výrobě a postupně začnou nahrazovat konvenční výrobní metody. Stávající úroveň cen, jaké jsou obvyklé v oblasti rychlé výroby prototypů, nebude akceptovatelná a dojde k jejímu snížení.
Myslíte si, že může zájem o tyto technologie mezi profesionály podpořit rostoucí obliba levných variant 3D tisku mezi domácími kutily?
Určitě, tento zájem ze strany technických nadšenců zvyšuje celkové povědomí o aditivní výrobě jako takové.
Mohl byste popsat největší výhody 3D tisku, jak je vnímáte vy sám?
Zaprvé je to svoboda při tvorbě designu, možnost vytvářet optimální geometrii pro specifické účely. Například tak můžete přetvořit standardní sedadlo v letadle tak, aby dosahovalo maximální únosnosti při vlastní minimální hmotnosti. V důsledku pak ušetříte spoustu paliva. Druhou výhodou je omezení potřeby investovat do drahého nástrojového vybavení pro obrábění. Za třetí je aditivní výrobě vlastní minimální odpadovost. Za čtvrté jsou to nízké náklady na provoz takového zařízení. A nakonec za páté nízká spotřeba energie.
Jak se vyvíjejí ceny zařízení pro aditivní výrobu? Dochází k jejich zlevňování?
Před deseti lety byly pořizovací náklady na tyto systémy mnohem vyšší, než dnes. Jejich ceny celkově snižuje zlevňování komponent výpočetní techniky a také rostoucí objemy prodaných kusů. Naše firma dodává profesionální zařízení ve dvou rozdílných cenových relacích – levnější 2D tiskárny pro menší objemy výroby a pak velké systémy pro aditivní výrobu, které jsou dražší. Cílem je poskytnout výkon odpovídající potřebám zákazníka.
Zařízení, o kterých zde hovoříme, jsou dosud využívána především pro rychlou výrobu prototypů (tzv. rapid prototyping). Co je nezbytné pro to, aby je průmysl akceptoval jako opravdová výrobní zařízení pro produkci koncových výrobků?
Klíčovými faktory pro takový rozmach produkčních systémů je zavedení kontrolních mechanismů při tvorbě modelů, rychlejší výrobní postupy, automatizace, vyšší produktivita, specializované softwarové moduly pro výrobu dílů a reportování pro diskrétní průmyslové aplikace.
Článek vyšel v magazínu CAXMIX 4/2012.
