Slovensko podjetje Chemets se je nedavno lotilo razvojnega projekta, katerega namen je bil preizkusiti zmožnosti 3D tiska in spodbuditi razpravo o njegovi vlogi v vseh razvojnih korakih, od zasnove do delujočega prototipa.
Rezultat tehnološke inovacije je prva delujoča električna kitara na svetu, s tehnologijo sintranja z visoko hitrostjo (HSS - High Speed Sintering) natisnjena v enem samem kosu (vključuje trup, vrat in glavo kitaro), kar ta sicer nekomercialni izdelek ločuje od dosedanjih sorodnih poskusov.
HSS tehnologijo so razvijalci podjetja izbrali prav zaradi sposobnosti 3D printanja večjih kosov v enem samem delu, a jih je pri tem vodilo vprašanje, kako hitro je z uporabo 3D tiska sploh možno priti do želene oblike.
Projekt ni bil zasnovan kot oblikovalski eksperiment, temveč bolj kot tehnični preizkusu zmogljivosti 3D tehnologij, posebej v povezavi z izdelavo večjih, funkcionalnih kosov. Ta test določa meje hitrega prototipiranja in dokazuje, da od zamisli do kompleksne končne geometrije lahko preteče le malo časa.
3D tisk – inovacija brez meja
3D tisk, tudi aditivna proizvodnja, označuje postopek izdelave trirazsežnih kosov tako rekoč katerekoli oblike, pogoj je le, da gre za digitalni model.
Tiskanje poteka z uporabo aditivnega postopka, tekom katerega se v vnaprej določeno obliko odlaga več plasti materiala, od tradicionalnih proizvodnih tehnik pa se razlikuje po tem, da 3D tisk material nalaga, medtem ko tradicionalne oblike proizvodnje z različnimi metodami materiale odstranjujejo.
Tehnologija se danes uporablja za izdelavo nakita in obutve, v pomoč pa je tudi pri industrijskem oblikovanju, inženirskih konstrukcijah avtomobilske, letalske in vesoljske industrije ter pri gradbeništvu.
Prav tako jo je mogoče zaslediti v dentalnih in medicinskih postopkih; leta 2021 so denimo v očesni bolnišnici Moorfields (London) na pacientu uporabili prvo digitalno protetično oko.
Tiskalniki za 3D tisk podpirajo uporabo več materialov, od gume, plastike, papirja do kovine in poliuretanskih materialov, odvisno od tipa ter zmogljivosti samega tiskalnika, ne glede na izbran material pa se snovi po plasteh nanašajo v želeno obliko.
Izzivi, razvojna pot in izvedba
Ambiciozen projekt, v katerem so razvijalci iz podjetja Chemets želeli v enem samem procesu združiti velikost kosa, mehansko stabilnost in funkcionalnost instrumenta, je pripeljal do številnih izzivov, ki pa so jih v Chemetsu s svojim strokovnim znanjem ter dosedanjimi izkušnjami premagali.
Med takšne vsekakor sodi izbira tehnologije, pri čemer je nazadnje prevladala HSS tehnologija, zaenkrat edina, ki omogoča 3D tisk večjih dimenzij do enega metra.
Poleg tega je HSS tehnologija pomembna, ker je v zelo kratkem času omogočila materializacijo osnovne oblike instrumenta, torej je zamisel pripeljala do končne, četudi začetne geometrije kitare, katere namen je postati temelj nadaljnjega razvoja.
Prva delujoča električna kitara na svetu, ki je plod izključno 3D printanja, je poleg pionirskega preboja na področju 3D tiska razkrila določene omejitve.
Natančneje, izkazalo se je, da izbran material za zamišljeno obliko oziroma za vrat kitare ni dovolj trden, zaradi česar so bile na tem delu potrebne dodatne ojačitve. To pomanjkljivost bi bilo možno odpraviti s spremenjeno, vnaprejšnjo prilagoditvijo oblike.
3D tisk je s tem pokazal, da oblika izdelanega kosa še ne pomeni funkcionalnosti. V primeru električne kitare je bila namreč potrebna dodatna ojačitev v predelu vratu, saj material za obstoječi design ni zagotovil ustrezne togosti, naknadno pa so bili kitari dodani še mehanizem za pritrditev strun, prečke, elektronika in LED osvetlitev.
Z dodelavo, izvedeno po 3D tisku, je instrument dobil vse ključne elemente električne kitare.
Cilji in dosežki 3D tiska električne kitare
Kot pojasnjuje direktorica podjetja Chemets, Barbara Wilkesmann Hočevar: »Cilj izdelave prve električne kitare s pomočjo 3D tiska nikakor »ni bil izdelati popoln izdelek, temveč podati jasen odgovor, kaj sploh omogoča izdelava s 3D tiskom in kdaj je treba v izdelavo takšnega kosa vključiti še druge tehnologije in postopke.«
Osnovni namen te revolucionarne, drzne odločitve tako težko pripišemo izdelavi končnega, tržno pripravljenega izdelka, saj gre v prvi vrsti za razvojni prototip, s katerim je možno poiskati jasne odgovore na ključna vprašanja, kot so kdaj je 3D tisk primerna tehnologija za izdelavo končnega produkta, kje so realne meje 3D tiska in kdaj je smiselno tehnologijo dopolniti z drugimi proizvodnimi postopki.
Kot pove Barbara: »Projekt potrjuje, da je 3D tisk izjemno močno razvojno orodje, vpeto v premišljen proces,« kajti ta je nadvse nazorno pokazal prednosti hitre izdelave, hkrati pa opozoril na tehnične izzive v pogledu funkcionalnosti izdelkov večjih dimenzij.
Kljub temu v podjetju Chemets poudarjajo, da je največja vrednost tega inovativnega eksperimenta v spoznavanju materialov, tehnologij in realnih omejitev, z drugimi besedami v učenju, ki kaže na odlike 3D tiska, pa tudi na njegove pomanjkljivosti.
Vpliv pionirskega mejnika na industrijo 3D tiska
Projekt, za katerim stojijo razvijalci v podjetju Chemets, odpira pomembno razpravo o vlogi 3D tiska v industriji, pri čemer je že sam podvig podal marsikateri odgovor o realnih zmogljivostih materialov in o pomenu premišljenega inženirskega procesa.
Električna kitara, izdelana na osnovi 3D tiska v enem kosu potrjuje, da 3D tisk predstavlja izjemno močno razvojno orodje, vendar ta zahteva premišljeno izbiro razvojnega procesa.
Izdelava električne kitare na osnovi 3D printanja v enem kosu ne stremi k popolnosti, pač pa k razumevanju oblikovanja, konstrukcije, materialov, tehnologij in realnih omejitev 3D tiska.
Rezultat projekta izkazuje pravo vrednost prototipiranja, saj pridobljeno znanje skupaj s testiranji in iteracijami vsekakor vodi do še boljših ter še bolj zrelih končnih rešitev. Ponosni so na dejstvo, da dosežek prihaja prav iz vrst slovenskih podjetij.
Podjetje Chemets je prvi 3D prototipni center v Adriatik regiji in že od leta 2006 nudi izdelavo 3D tisk prototipov različnih tehnologij 3D tiska fotopolimerov, voska, plastike, livarskega peska in vakuumskega vlivanja.
Dejavno je na področju 3D razvoja, modeliranja in 3D tiska, pri čemer si pomaga z najsodobnejšimi tehnologijami, sooblikuje vrhunske prototipe ter izdelke z industrijskimi razvojniki, inovatorji, oblikovalci in razvijalci, predvsem pa delovanje gradi na prepričanju, da je v 3D obliki možno izdelati takorekoč karkoli.
