Aditivne tehnologije – četvrta industrijska revolucija?

Aditivne tehnologije – četvrta industrijska revolucija?

Iako su mogućnosti koje pružaju aditivne tehnologije očite, najveća prepreka koju valja svladati u daljnjem uspješnom razvoju i primjeni tih tehnologija nalazi se u glavama pojedinaca i tvrtki koji teško prihvaćaju nova načela i prednosti koje donose te tehnologije. Još uvijek postoji određen otpor primjeni aditivnih tehnologija, prije svega zbog njihova nepoznavanja te vrlo često, kao posljedica toga, njihove nepravilne uporabe i posljedično negativne percepcije

Damir GODEC, Ana Pilipović, Miodrag KATALENIĆ, Mladen ŠERCER

(Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Centar za aditivne tehnologije)

Suvremeni zahtjevi tržišta postavljaju sve strože zahtjeve pred procese razvoja i proizvodnje. Uz zahtjev za povišenje kvalitete proizvoda i razine fleksibilnosti pri razvoju i proizvodnji, istodobno se nameću zahtjevi za sniženje troškova, a posebice za skraćenje vremena razvoja i proizvodnje. Dodatni trend koji je sve uočljiviji u pojedinim segmentima tržišta, napuštanje je masovne proizvodnje u korist maloserijske, a vrlo često i pojedinačne (personalizirane) proizvodnje (posebice karakteristično za medicinu).

Unatoč preprekama, možemo zaključiti kako je nova (r)evolucija već počela. Ona se događa na dvama područjima, koja su donedavno bila gotovo potpuno odvojena.

Kako bi se udovoljilo takvim zahtjevima na tržištu, od druge polovine 80-ih godina prošlog stoljeća razvijaju se i primjenjuju suvremeni postupci aditivne proizvodnje koje se najčešće naziva postupcima 3D printanja. Glavna je značajka tih postupaka dodavanje materijala, najčešće sloj po sloj, do izrade cijelog proizvoda, što je potpuno suprotno od uvriježenih postupaka odvajanjem čestica, gdje se pri izradi proizvoda kreće od pripremka, sa kojeg se odvaja materijal kako bi se postigao konačni oblik proizvoda.

    aditivne_glave2Takvo načelo proizvodnje omogućuje pravljenje vrlo komplicirane geometrije proizvoda koju bi drugim, klasičnim postupcima proizvodnje bilo vrlo teško ili nemoguće načiniti. Dodatna je značajka aditivnih postupaka, da se u načelu proizvodi izravno na opremi za aditivne postupke na osnovi 3D računalnog modela proizvoda, bez potrebe za dodatnim alatima.

Unaprjeđenje sustava za postupke aditivne proizvodnje te primjenjivih materijala (prema broju i kvaliteti) omogućuje proizvodnju konačnih proizvoda za velik broj različitih primjena. Povijesno, najviše se proizvodnih primjena aditivnih postupaka temeljilo na uporabi polimernih proizvoda, dok je primjena metala za aditivne postupke nagli razvoj doživjela tek posljednjih godina. Razlog je u razvoju novih generacija sustava za preradu praškastih metala, koji mogu preraditi materijale kao što su nehrđajući čelici, titanove legure, kobalt-krom, zlato i slično.

Slika 2. Sudionici tehničke radionice u Zagrebu (FSB)

Slika 2. Sudionici tehničke radionice u Zagrebu (FSB)

Prepoznavajući prednosti i potencijale primjene aditivnih tehnologija u procesima razvoja proizvoda, unikatne/personalizirane i maloserijske proizvodnje, znanstvenici s Fakulteta strojarstva i brodogradnje (FSB), Sveučilišta u Zagrebu, zajedno sa svojim partnerima (Strojarski fakultet Slavonski Brod, Fakultet eletktotehnike i računarstva Zagreb, Ured za transfer tehnologije pri Sveučilištu u Zagrebu) i suradnicima (HOK i HGK), u razdoblju od ožujka 2013. do ožujka 2015. godine provodili su projekt Aditivne tehnologije za mala i srednja poduzeća (AdTecSME). Ciljevi tog projekta bili su usmjereni prije svega ka edukaciji malih i srednjih poduzeća, ali i pojedinaca (inovatori) te predstavnika raznih ustanova (fakulteti, bolnice, muzeji, …) o aditivnim tehnologijama, njihovim mogućnostima i ograničenjima. U tu svrhu, proveden je niz od 8 tehničkih radionica u Rijeci, Varaždinu (2), Splitu, Karlovcu, Slavonskom Brodu i Zagrebu (2), tijekom kojih je više od 500 polaznika bilo educirano o osnovnim načelima, raspoloživim materijalima, opremi kao i nedostatcima najčešće primjenjivanih aditivnih tehnologija.

Kako bi se potencijalni korisnici aditivnih tehnologija mogli uvjeriti u prednosti i nedostatke njihove primjene u svojim poslovnim procesima, za ciljanu skupinu tvrtki, pojedinaca, fakulteta, muzeja i bolnice, proveden je 41 pilot projekt kroz koje su aditivnim tehnologijama raspoloživim u Centru za aditivne tehnologije pri FSB-u i kod suradnika na projektu izrađeni konkretni modeli/prototipovi/proizvodi. Posebnu pozornost privukao je projekt u okviru kojeg su načinjeni kalupi za izradu 2 implantata za kranioplastiku. Prema riječima korisnika (KB Osijek), ovo je po prvi puta u Hrvatskoj da se na takav način izrađuju implantati, a konačni rezultat ocijenili su i kirurzi i pacijenti najvišom ocjenom.

 aditivne_lubanja

Većina ostalih korisnika pilot projekata također je visokim ocjenama ocijenila dobivene rezultate, što je izvrsna povratna informacija prije svega za članove projektnog tima, koji će nakon završetka projekta kroz Centar za aditivne tehnologije i dalje biti na raspolaganju za provedbu edukacija, transfera znanja, istraživanje te pružanje usluge kvalitetnog 3D printanja po narudžbi. Trenutačno Centar raspolaže uređajima za FDM i PolyJet Matrix tehnologije 3D printanja, no u planu je nabava opreme i za druge aditivne tehnologije.

Iako su mogućnosti koje pružaju aditivne tehnologije očite, najveća prepreka koju valja svladati u daljnjem uspješnom razvoju i primjeni tih tehnologija nalazi se u glavama pojedinaca i tvrtki koji teško prihvaćaju nova načela i prednosti koje donose te tehnologije. Još uvijek postoji određen otpor primjeni aditivnih tehnologija, prije svega zbog njihova nepoznavanja te vrlo često, kao posljedica toga, njihove nepravilne uporabe i posljedično negativne percepcije. Jedan od temeljnih zadataka Centra u budućem razdoblju upravo je daljnja popularizacija aditivnih tehnologija te edukacija o njihovoj pravilnoj primjeni.

No unatoč tim preprekama, možemo zaključiti kako je nova (r)evolucija već počela. Ona se događa na dvama područjima, koja su donedavno bila gotovo potpuno odvojena. Riječ je o informacijskim tehnikama i proizvodnim aditivnim tehnikama koje se temelje na gradnji proizvoda u slojevima. Udružena, ta dva područja nude potpuno nove poslovne mogućnosti. Danas se postupcima aditivne proizvodnje mogu načiniti gotovo svi mogući polimerni proizvodi, dijelovi letjelica, zubne proteze, medicinski implantati, namještaj, čak i čitave kuće, bilo što, a ograničenje je jedino mašta. Nadalje, za takvu proizvodnju nisu potrebni veliki proizvodni pogoni i velik broj zaposlenika. Dovoljan je vrlo mali prostor, već danas gotovo svakomu dostupna oprema za aditivne postupke i dobra ideja.

Komentari su zatvoreni