Branże, które zrewolucjonizowały produkcję dzięki drukowi 3D

2024-08-30

Technologia addytywna, znana szerzej jako druk 3D, zrewolucjonizowała wiele branż, otwierając nowe możliwości produkcyjne i projektowe. Choć jej pełny potencjał dopiero zaczynamy odkrywać, już teraz znajduje zastosowanie w różnych sektorach przemysłowych, od motoryzacji po medycynę. W artykule przyjrzymy się, które branże zaufały tej nowoczesnej technologii i jak wpływa ona na ich rozwój.

 

DRUK 3D W MOTORYZACJI

Druk 3D zyskał silną pozycję w branży motoryzacyjnej, gdzie odgrywa kluczową rolę w procesie produkcji i prototypowania. Koncerny motoryzacyjne, takie jak Škoda i Audi, inwestują w farmy drukarek 3D, które pozwalają na szybkie tworzenie prototypów oraz narzędzi do kontroli jakości. Technologia ta nie tylko przyspiesza rozwój nowych modeli, ale także umożliwia produkcję części zamiennych oraz gotowych elementów konstrukcyjnych, co znacznie redukuje koszty i czas realizacji.


Narzędzie do kontroli jakości części samochodowych.

 

Przykładem innowacyjnego zastosowania druku 3D w motoryzacji jest projekt sportowych foteli kubełkowych firmy Porsche, gdzie technologia ta została wykorzystana do pełnej personalizacji siedziska, dopasowując je do kształtu ciała kierowcy, co znacząco poprawia komfort i wrażenia z jazdy. 


Tapicerka fotela Porsche o strukturze kratowej.

 

Jeszcze dalej poszła włoska firma XEV, która opracowała pierwsze miejskie auto drukowane w 3D – model YOYO. Dzięki wykorzystaniu technologii przyrostowej udało się zredukować liczbę komponentów z 2000 do zaledwie 57, co zmniejszyło wagę pojazdu do 450 kilogramów.


YOYO - elektryczne auto miejskie wydrukowane w 3D.

 

 

DRUK 3D W PRZEMYŚLE LOTNICZYM

Technologia addytywna znalazła również swoje miejsce w przemyśle lotniczym, gdzie jej zalety są nieocenione. Redukcja masy jednostek latających przekłada się bezpośrednio na mniejsze zużycie paliwa i niższą emisję dwutlenku węgla, co jest kluczowe w kontekście współczesnych wyzwań ekologicznych. Czołowi producenci samolotów pasażerskich, tacy jak Boeing, wykorzystują druk 3D do produkcji części zamiennych i komponentów, które wcześniej były trudne do wytworzenia tradycyjnymi metodami.

Boeing wprowadził druk 3D w celu modernizacji swoich maszyn, gdzie technologia ta pozwoliła na znaczne przyspieszenie produkcji części zamiennych. Przykładem może być optymalizacja panelu dekompresyjnego, gdzie dzięki zastosowaniu druku 3D udało się wyeliminować problem częstego wyłamywania się zaczepów. Drukowanie komponentów na żądanie pozwala również na skrócenie czasu uziemienia samolotu, co ma bezpośredni wpływ na obniżenie kosztów operacyjnych.

 


Od lewej: wyłamany zaczep w starym panelu dekompresyjnym i zoptymalizowana część.

 

 

DRUK 3D W MEDYCYNIE

Medycyna to kolejna branża, która intensywnie wykorzystuje możliwości, jakie oferuje druk 3D. Choć drukowanie organów może brzmieć jak scenariusz rodem z science-fiction, już teraz technologia ta pozwala na tworzenie prototypów narządów, takich jak nerki czy kości. Jednym z przełomowych osiągnięć w tej dziedzinie było stworzenie przez naukowców z Uniwersytetu Princeton bionicznego ucha, łączącego elektronikę i tkankę biologiczną za pomocą druku przestrzennego.

 


Ucho bioniczne wydrukowane w technologii biodruku 3D.

 

Technologia addytywna znajduje także szerokie zastosowanie w produkcji protez i implantów. Firmy takie jak OrthoSOLID wykorzystują skanery 3D oraz drukarki HP Multi Jet Fusion do tworzenia anatomicznie dopasowanych ortez i lejów protezowych, co znacząco poprawia komfort i funkcjonalność dla pacjentów. 

 


Orteza i leje protezowe wydrukowane na podstawie skanu 3D kończyny.

 

W stomatologii druk 3D jest z kolei wykorzystywany do produkcji alignerów, czyli nakładkowych aparatów ortodontycznych. Inwestycje w nowoczesne technologie, jak HP Multi Jet Fusion, umożliwiają masową produkcję form do alignerów, co obniża koszty i sprawia, że leczenie staje się dostępne dla szerszego grona pacjentów.


Drukowanie form w technologii MJF na potrzeby produkcji alignerów.

 

 

DRUK 3D W BUDOWIE MASZYN I URZĄDZEŃ

Technologia druku 3D odgrywa coraz większą rolę w przemyśle maszynowym, gdzie już dawno przestała być jedynie narzędziem do prototypowania, a stała się pełnoprawnym procesem produkcyjnym. Firmy takie jak FICEP, działające w branży maszynowej, z powodzeniem wykorzystują drukarki HP Multi Jet Fusion do produkcji części maszyn, eliminując potrzebę stosowania tradycyjnych form odlewniczych. Dzięki temu możliwe jest tworzenie bardziej złożonych, lekkich i jednocześnie wytrzymałych komponentów, które spełniają wysokie wymagania wytrzymałościowe.

Jednym z przykładów jest ramię maszyny Da Vinci Paint Machine, wytworzone przy użyciu druku 3D. Zastosowanie tej technologii pozwoliło nie tylko na redukcję masy, ale także na zwiększenie precyzji wykonania i trwałości elementu. Druk 3D umożliwia również szybkie wprowadzanie zmian w projekcie oraz produkcję na żądanie, co znacznie skraca czas realizacji zamówień i redukuje koszty produkcji.


Ramię Da Vinci Paint Machine wytworzone na drukarce HP Multi Jet Fusion.
 

 

DRUK 3D W UTRZYMANIU RUCHU

Zakłócenia w łańcuchach dostaw, które w ostatnich latach dotknęły wiele branż, podkreśliły znaczenie niezależności produkcyjnej i elastyczności. W odpowiedzi na te wyzwania coraz więcej firm decyduje się na wdrożenie technologii druku 3D w swoich działach utrzymania ruchu. Przykładem może być koncern motoryzacyjny Škoda, który pierwotnie zainwestował w drukarki 3D głównie do prototypowania, ale szybko odkrył, że mogą one pełnić kluczową rolę w produkcji brakujących części zamiennych.

Podczas okresu lockdownu, gdy problemy z dostawami były szczególnie dotkliwe, Škoda wykorzystała swoje farmy drukarek 3D do produkcji części, które były niedostępne na rynku, co pozwoliło uniknąć kosztownych przestojów w produkcji. Dzięki temu firma zyskała większą kontrolę nad swoimi operacjami i mogła reagować na problemy na bieżąco, minimalizując ryzyko zakłóceń produkcji.

 

 
Dział druku 3D koncernu Škoda.

 

Podobną strategię zastosowała firma Philips Lighting, która współpracując z firmą outsourcingową, zoptymalizowała wybrane komponenty linii produkcyjnych przy pomocy druku 3D. Wprowadzenie nowo zaprojektowanych części, takich jak wsporniki żarówek, pozwoliło na znaczne oszczędności i skrócenie czasu dostawy zamienników z 8 tygodni do zaledwie 10 dni.

 


Ewolucja konstrukcji wspornika. Od lewej: część oryginalna, prototyp i finalna część wydrukowana w 3D.

 


DRUK 3D W PRZEMYŚLE OPAKOWAŃ

Choć technologia druku 3D nie jest jeszcze wiodącą metodą w branży opakowaniowej, jej potencjał jest ogromny i coraz więcej firm zaczyna dostrzegać korzyści płynące z jej wykorzystania. Jednym z pionierów w tej dziedzinie jest firma HP, która zastosowała swoją technologię Multi Jet Fusion do produkcji form do masy celulozowej, wykorzystywanej w produkcji ekologicznych opakowań.

Tradycyjne formy metalowe są kosztowne i czasochłonne w produkcji, dlatego zastąpienie ich formami drukowanymi w 3D pozwala na znaczną redukcję kosztów oraz zwiększenie precyzji i wytrzymałości narzędzi. Krótszy czas realizacji zamówień na formy przekłada się na wyższą wydajność linii produkcyjnych, co ostatecznie może prowadzić do obniżenia kosztów produkcji i ograniczenia ilości plastikowych odpadów.

HP wierzy, że obniżenie kosztów produkcji wytłoczek celulozowych za pomocą technologii druku 3D pomoże zminimalizować ilość plastiku w opakowaniach i przyczyni się do bardziej zrównoważonego rozwoju przemysłu opakowaniowego.

 


Wytłoczka celulozowa wytworzona przy użyciu form wydrukowanych w HP MJF 3D.

 

 

DRUK 3D DLA KONSUMENTÓW

Druk 3D zyskuje również coraz większą popularność w sektorze konsumenckim, obejmującym takie branże jak meblarstwo, moda, zabawki oraz sprzęt sportowy. Producenci odkrywają nowe sposoby wykorzystania tej technologii, tworząc unikalne i spersonalizowane produkty, które wyróżniają się na tle masowo produkowanych wyrobów.

Na przykład, szwedzka firma IKEA wprowadziła na rynek kolekcję Flamträd, składającą się z ozdobnych akcesoriów w całości wydrukowanych w 3D. Choć przedmioty te mogą nie być najbardziej praktyczne, ich futurystyczny design stanowi nowość w tradycyjnych wnętrzach.

 


Dekoracyjne akcesoria IKEA z kolekcji Flamträd wydrukowane w 3D.

 

W branży zabawek, LEGO postanowiło sprawdzić możliwości druku 3D, tworząc replikę klasycznej drewnianej kaczki z zestawu LEGO 40501. Mimo niewielkich rozmiarów, drukowana figurka zachowała wszystkie funkcje swojego pierwowzoru, w tym ruchome kółka i dziób.

 


Replika kaczki LEGO 40501 wyprodukowana metodą przyrostową.

 

Technologia addytywna zdobywa także uznanie w świecie mody. Na Paryskim Tygodniu Mody 2023 marka Dior zaprezentowała kilka modeli obuwia wyprodukowanego w technologii HP Multi Jet Fusion. Wykorzystanie elastycznego polimeru oraz struktury kratowej w podeszwie i cholewce butów pozwoliło na stworzenie lekkiego, wygodnego obuwia o doskonałej amortyzacji i przepuszczalności powietrza. Te innowacje pokazują, że druk 3D może wkrótce stać się standardem w produkcji wielu konsumenckich dóbr.

 

 

DRUK 3D W MODZIE

Moda jest jedną z branż, która z entuzjazmem przyjmuje innowacje technologiczne, a druk 3D zaczyna odgrywać w niej coraz większą rolę. Projektanci mody dostrzegli potencjał tej technologii w tworzeniu unikalnych, złożonych wzorów, które byłyby niemożliwe do zrealizowania przy użyciu tradycyjnych metod produkcji. Marka Dior stała się pionierem w tej dziedzinie, wykorzystując druk 3D do produkcji wyjątkowych elementów swojej kolekcji.

Podczas Paryskiego Tygodnia Mody 2023, Dior zaprezentował modele obuwia, które zostały stworzone przy użyciu technologii HP Multi Jet Fusion. Druk 3D pozwolił na zastosowanie elastycznego polimeru oraz struktury kratowej, zarówno w podeszwie, jak i cholewce butów, co zaowocowało produktem lekkim, wygodnym i doskonale dopasowanym do kształtu stopy. Dzięki drukowi 3D, projektanci mogą teraz tworzyć unikalne, spersonalizowane elementy garderoby, które łączą estetykę z funkcjonalnością na zupełnie nowym poziomie.


Obuwie marki Dior wyprodukowane addytywnie w HP MJF.

 

 

DRUK 3D W INNYCH BRANŻACH 

Druk 3D to nie tylko technologia przyszłości, ale już teraz realne narzędzie, które zmienia oblicze wielu branż. Od motoryzacji po modę, coraz więcej sektorów odkrywa korzyści płynące z technologii addytywnej, dostrzegając w niej szansę na innowacje, efektywność i zrównoważony rozwój. W miarę jak technologia ta będzie się rozwijać, możemy spodziewać się, że jej wpływ będzie coraz bardziej widoczny w różnych dziedzinach naszego życia, otwierając drzwi do możliwości, o których wcześniej mogliśmy tylko marzyć.

Branże, które już teraz zdecydowały się na wdrożenie druku 3D, nie tylko wyprzedzają konkurencję, ale także kształtują przyszłość produkcji i designu. Niezależnie od tego, czy mówimy o tworzeniu bardziej wydajnych komponentów, personalizowanych produktów konsumenckich, czy rewolucyjnych rozwiązań medycznych – druk 3D staje się fundamentem nowoczesnej gospodarki, napędzając zmiany i inspirując do dalszych poszukiwań.

 

Źródła:

www.skoda-storyboard.com
www.newsroom.porsche.com
www.xev-global.com
www.materialise.com
www.princeton.edu
www.orthosolid.com
www.3dprint.com
www.3dprint.com
www.materialise.com
www.hp3d.pl
www.ikea.com
www.voxelmatters.com
www.hp3d.pl

pixel