Bezodpadová technologie zpracování plastů aditivním 3D tiskem

Obdobně jako u K 2019, setkal se FORMNEXT s rekordní účastí 34 532 návštěvníků z 99 států. V počtu návštěvníků se proti předchozímu ročníku /2018/ dosáhlo růstu o 28 %, v počtu vystavovatelů růstu dokonce o 35 %.

Formnext se stal příležitostí předvést nová řešení v materiálech a v technologiích 3D tisku. Příležitost dostali výrobci plastů, výrobci zařízení pro 3D tisk, startupy a investoři, aby ukázali přednosti jedné z nejdynamičtějších technologií zpracování a aplikace plastů.

Problematika byla završena konferencí „AMI´s Polymers for 3D Printing“, která proběhla 11.-12.12. v Duesseldorfu.

Většina plastů se zpracovává na finální výrobky zpracovatelskými technologiemi typu vytlačování, vstřikování, vyfukování, lisování, vypěňování. Od konce osmdesátých let minulého století se začala prosazovat revoluční éra plastových dílů vyrobených 3D tiskem.

Princip spočívá v nanášení polymerních vrstev pomocí speciální tiskárny dle počítačem naprogramovaného trojrozměrného výrobku. Globální výdaje na takovéto tiskárny vzrostou z 12 miliard USD v roce 2016 na 25 miliard USD v roce 2020.

V roce 2016 dodávalo 62 firem speciální polymery pro tyto technologie. Jednalo se o kapalné pryskyřice, polymery ve formě prášků, granulí, folií nebo strun /filamentů/ o průměru 1,8 – 2,9 mm - obrázek.

Z polymerů se uplatňují komoditní, inženýrské i superinženýrské typy, včetně vyztužených, nebo vzájemných blendů, ale i recyklátů z odpadních plastů. Prakticky se nepoužívají polyetyleny a omezeně polypropyleny.

Podle studie agentury Wohlers dosáhla hodnota plastových výrobků z 3D tisku v roce 2018 výše 10 miliard USD, což je o třetinu více než v předchozím roce a desetinásobně více než v roce 2008. Do roku 2024 se očekává další růst na 35,6 miliard USD.

Obr. Filamenty firmy Solvay. Zdroj Macplas.

Předností aditivní technologie je možnost vyrábět v malých seriích prototypy výrobků, včetně náhradních dílů, pro zkoušky v náročných průmyslových segmentech, jako je letectví, automobilový průmysl, lékařství /implantáty/. Tím se snižují náklady na formy pro klasické vstřikování, je možné vyrábět v jedné operaci složité geometrické tvary s požadovanou přesností, nevznikají odpady.

Na aplikované polymery jsou kladeny požadavky z hlediska materiálové, chemické, tepelné stability a v případě lékařství i na biokompatibilitu. Dnes je již komerčně dostupných více než deset typů 3D tiskáren.

Žádná jiná technologie zpracování plastů neprošla v posledních letech tak rychlým vývojem, jako aditivní 3D tisk. Počet patentů se zvýšil z 2471 v roce 2008 na 24 245 v roce 2018. Problém „pomalosti“ 3D tisku se postupně řeší inovacemi. Např. výzkumníci z Michigenské university vyvinili proces 100-krát rychlejší tisk, než se dosahuje u standardních 3D tiskáren.

Z inovativních řešení pomocí plastů uvádím několik příkladů:

• Společnost Covestro dodává filament z polykarbonatu významnému výrobci svítidel Signity. Takto vyrobená svítidla mají vysokou houževnatost, odolnost proti vysoké teplotě, samozhášivost, jsou plně recyklovatelná a mají o 47 % nižší uhlíkovou stopu než dosud používaná kovová svítidla. Covestro vyvinula i speciální plastové folie pro efektivnější 3D ...