Tööstus. 3D-print loob tööstusele võimalusi

“3D-printimine ei ole masstoodang, see võimaldab printida täpselt selliseid esemeid, nagu endale meeldib, erinedes sellega teiste tööstustoodangust,” selgitas 3D-printimisega ja 3D-jooniste valmistamisega tegeleva ettevõtte 3D Idee juhatuse liige Keiro Vantsi.

Väiketööstused saavad tema sõnul 3D-printimisega oma tootevalikut laiendada, printides erinevaid tooteid sama seadmega. “Tooteid saab hõlpsasti kohandada kliendi vajadustele mudelit muutes,” selgitas Vantsi.

Toote arendus muutub kiiremaks. Ettevõtjad ja arendajad saavad valmistada ka prototüüpe, et näha, kas nende idee tegelikult toimib, kiirendades sellega toodete arendust. “Loomeinimesed, näiteks arhitektid, saavad suurema vaevata lasta valmistada makette ning samuti sobib 3D-printimine katki läinud esemete varuosade printimiseks,” selgitas Vantsi.

Tehnoloogia lihtsustab ka keeruliste detailide valmistamist. Näiteks ehtetööstuses kasutatakse aina enam 3D-printereid, mis võimaldavad valmistada väga keerukaid vorme, mida varasemad seadmed ei suutnud.

“Oleme printinud makette, erinevaid varuosi, nuppe, kinnitusi ja kingitusi. Meie tootevalikust võib leida lillepotte ja vaase, valgusteid, küünlaaluseid, kellasid, nagisid ja ehteid. Eritellimusena teeme kõike, mille peale inimesed tulevad,”  selgitas Vantsi.

Aitab vähendada raiskamist. Eelnevate süsteemidega võrreldes võimaldab 3D-printimine rakendada tootmises JIT (just-in-time) põhimõtteid, kus vajaminev osa toodetakse alles siis, kui tema järele on vajadus. “See vähendab suuresti näiteks toote ladustamise kulusid ning ületootmist. Võimalus on teha kergelt isikupäraseid ning spetsiaalseid tooteid, mida suurtes kogustes vaja ei ole,” lausus ettevõtte 3D Trükikoda kaasasutaja Eerik-Hannes Matsina.

“Peamised kliendid on praegu ettevõtjad. 3D-printimine on kõige lihtsam ning parem lahendus, kui on vaja kvaliteetset ning säästlikku mudelit. Tehase poole ju üksikute detailide valmistamisega ei pöörduta,” ütles firma tegevjuht Priit Norak.

Omahind alaneb. Kuna 3D-printimisel ei tule juurde inimtööjõu tasu, sest asja valmistab masin, viib see tootehinna alla. “Kui näiteks maja ehitamisel on tööjõukulu umbes pool kogu maja maksumusest, siis tulevikus on 3D-printimise abiga palju odavam maju ehitada. Samuti on majade valmistamine nii oluliselt kiirem kui tavameetodil,” selgitas Vantsi.

Lisaks vähenevad logistikakulud ladustamise arvel, sest printida saab vastavalt tellimustele.

3D-printimise puhul ei ole Vantsi sõnul ükski detail liiga keeruline, asju saab printida ühes tükis. “Ühelt pool on 3D-printerid võimelised välja printima väga keerulisi kujundeid, teisalt masstoodangut sellega ei valmistata,” nentis Vantsi.

Kolmemõõtmeline levib Eestis kiirelt. Mujal maailmas pannakse praegusel ajal suurt rõhku 3D-printerite arendamisse. “Meil eestlastena oleks suur potentsiaal arendada uus printer, sest meil on olemas vajalikud teadmised. Kui me tahaksime uut toodet arendada, siis praegu oleks selleks täpselt õige aeg,” ütles Vantsi.

Ka siin tuntakse järjest enam huvi 3D-printimise vastu. “Tugeva IT-riigina üritab Eesti kindlasti maailmas eeskuju näitavate uuendustega ühte jalga astuda. Ainukeseks probleemiks võib saada see, kui Eesti riik 3D-printimisse piisavalt ei panusta, siis võivad masinad kõrge hinna tõttu jääda paljudele kättesaamatuks.”

Uued materjalid igal kuul. Ka 3D Trükikoja tegevjuht Priit Norak nentis, et praegu käib 3D-printerite ja materjalide valdkonnas meeletu arendus. “Igas kuus või koguni igas nädalas tuleb välja mõni uus ning täiustatud 3D-printer. Kõikjal on näha värskeid ettevõtteid, kes üritavad endale turust tükki haarata ning midagi uut pakkuda. Arvan, et kogu see rabelemine on ainult positiivne, sest see soodustab printimise tehnoloogia kiiret arengut,” sõnas Norak.

3D Trükikoja kaasasutaja Karl-Tanel Paes ütles, et 3D-printimine toob eelkõige suurt kasu väiketootjale või tavakasutajale. Printerite hinnad järjest langevad ning kvaliteet on tõusuteel.

“Printerid on taskukohased igale väikeettevõtjale ning tavakasutajale,” kinnitas Matsina.

Printerite pere suudab valmistada maja

Hispaanias töötatakse välja printerrobotite süsteemi, mis suudab luua vabavormilisi struktuure ja ka suuri hooneid. Kataloonias innovaatiliste arhitektuurilahenduste uurimisega tegelev Arhitektuuri Insituut (IAAC Institute for Advanced Architecture of Catalonia) on välja töötanud kolmest väiksemast printerist koosneva süsteemi, mis kasutab vormide loomiseks kiiresti kivistuvat kunstmarmori segu.

Kolmest tehiskaaslasest ehk robotist koosnev nn pere töötab kindla jaotuse põhjal ja erinevad ülesanded on jagatud vastavalt etappidele. Esimese kümnest kihist koosneva aluse prindib Base Robot, seejärel rajab Grip Robot külgneva kesta ja struktuuri ning viimasena ühendab ehitise ülaosa Vacuum Robot, mis vajadusel viimistleb ja tugevdab teisi kihte. Iga kaaslane on ühenduses sensorite ja paiknemise süsteemiga, mis edastab neile infot prinditava vormi kohta ning võimaldab ühtlasi ka nende liikumist kaugelt juhtida. Materjaliga varustab tööd tegevaid kaaslasi voolikute abil perekonna neljas liige – Supply Robot, kes liigub ümber prinditava ehitise ja varustab neid, kus vaja.

Base Robot järgib digitaalselt ette antud trajektoori ning prindib kihihaaval ja pidevalt liikudes, et tagada piisav aeg materjali kivistumiseks. Seejärel haakub valmis kihtidele Grip Robot, mis suudab liikuda vabamalt ning võimaldab luua keerulisemaid vorme tänu soojust eraldavatele lisadele, mis tagavad kunstmarmori piisavalt kiire kivistumise ning piisava jäikuse. Viimasena klammerdub prinditud struktuurile Vacuum Robot, mis imeb end ehitise külge ja lisab täiendavalt materiali, kuhu vaja.

 

3D-Seadmed ehitavad objekti üles kiht-kihilt, mis väldib raiskamist.

Printerid võivad töötada ööd ja päevad ilma järelevalveta ning võivad printida seotud osi, vähendades montaaži vajadust.

3D-printeritega tootmine võimaldab ettevõtetel lühendada tarneahelat, saata tooted kohe ükskõik millisesse printerisse ja teha kiiresti varuosi.

3D-printerid suudavad luua sama keerukaid esemeid kui tavalised seadmed.

Kasutatakse kiireks prototüüpimiseks näiteks autotööstuses, meditsiinis, lennunduses ja koduelektroonikas.Seadmete soodsamaks muutumisel saavad näiteks leiutajad võimaluse hakata tootjateks. Toodete kohandamine tarbija vajadustele ei tekita peaaegu mingeid kulusid, kuna printereid ei ole vaja uute toote printimiseks ümber seadistada.

Väikeettevõtjad saavad printida ehk toota vastavalt tellimusele, mis vähendab kohaletoimetamise kulu ja aitab vältida kulusid ladustamisele.

 

 

Kolmemõõtmeline printer valmistab kavandist (CAD-fail) kolmemõõtmelise eseme.Seade ehitab prinditava toote üles kiht kihi haaval.Eristatakse kuut detailide valmistamise tehnoloogiat – laserpaagutamine, stereolitograafia, sulatatud sadestumise vormimine, elektronkiirega sulatamine, selektiivne lasetehnoloogia ja multi-jet-vormimine.Tehnoloogiline protsess koosneb kolmest põhisammust:detail loetakse sisse CAD-programmist, kus on loodud toote 3D-mudel; mudel sisestatakse printeri haldusprogrammi; tarkvara kalkuleerib välja käigurajad ja prindib toote, misjärel eemaldatakse valmis toote vahelt tugimaterjal.