3D tiskanje v času COVID-19 (Markforged, Formlabs, Sinterit)

Dandanes se soočamo z nujnimi ukrepi za upočasnitev širjenja novega koronavirusa COVID-19, ki so bistveno spremenili naš način življenja. Hitre in velike spremembe v družbi vplivajo na razmere na trgu kar posledično vpliva na proces dela v podjetjih. Ta podjetja bodo sedaj preizkušena na prilagodljivosti in iznajdljivosti.

 

Slika 1: V uporabi ščitnik natisnjen z materialom Onyx na Markforged tiskalniku (levo). Brisi natisnjeni z materialom Nylon White na Markforged X7 tiskalniku (desno).

Tehnologija 3D tiskanja nam omogoča hitro prototipiranje, cenovno ugodno izdelavo malo serijskih produktov ter fleksibilnost na delovnem mestu. Uporabnost in prilagodljivost 3D tiskalnikov je še najbolje razvidna v času hitrih sprememb v podjetju, na trgu ali družbi. Novi koronavirus je močno pretresel gospodarstvo, družbo ter zdravstvo in ravno v teh časih nam dobro pripomorejo 3D tiskalniki vseh vrst.

Že od samega začetka zavedanja, da bo prišlo do pomanjkanja zaščitne opreme ter drugih pripomočkov za upočasnitev širjenja virusa, je mnogo oblikovalcev, inženirjev, podjetij ter drugih stopilo skupaj za razvijanje različnih rešitev.

Markforged, proizvajalec 3D tiskalnikov tehnologije CFF (Continous Fiber Fabrication) industrijske kvalitete, je hitro pričel s kampanjo tiskanja raznih pripomočkov in ob odobritvi s strani zdravstva, te modele delil s svojimi uporabniki.

Trenutno ima Markforged v zagonu dve rešitvi, ki že množično pripomoreta zdravstvenemu in drugemu osebju, ki to opremo nujno potrebuje. Vse je natisnjeno z njihovimi tiskalniki in materiali. Ščitniki za obraz (vizirji) in brisi so že po dveh tednih testiranja prejeli odobritev s strani zdravstva, natisnjeni brisi z vlakneno konico pa so se izkazali kot zanesljivejši pri jemanju vzorcev. Markforged sedaj tiska 10.000 brisov na dan, kar lahko po potrebi poveča na 100.000 brisov na dan. Končni model za ščitnike so pa delili z vsemi svojimi uporabniki po svetu, da imajo tudi sami možnost prispevati.

Slika 2: Markforged tiskalniki: namizna serija, industrijska serija, Metal X (iz leve proti desni).

Markforged tiskalniki zmorejo tiskati kompozitne kose iz materiala Onyx (najlon z mikro delci karbona) kot gradnik in ojačitvenih vlaken znotraj kosa. Možnost ojačitve kosa s karbonskimi, kevlar ali steklenimi vlakni nam omogoča izdelati kompozitne kose s togostjo in močjo samega aluminija. Izdelajte natančne, močne in trpežne kose za funkcionalne prototipe ter pripomočke za vašo proizvodnjo. Poleg tega je na voljo tudi Metal X sistem za tiskanje kovinskih izdelkov na podlagi tehnologije ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing) z možnostjo izdelave kosov iz nerjavnih jekel, orodnih jekel, inconel, čistega bakra in v prihodnje tudi titana.

Slika 3: V uporabi adapter za filter s potapljaško masko (levo) ter preko 300 hkrati natisnjenih brisov z biokompatibilnim materialom Surgical Guide na Form 3B tiskalnikih (desno).

Podjetje Formlabs, ki se specializira za izdelavo 3D tiskalnikov na osnovi fotopolimerizacije (SLA) je prav tako stopilo v pomoč pri boju proti COVID-19. Znotraj podjetja so določili specifično skupino ljudi, ki raziskuje razne rešitve s pomočjo 3D tiskalnikov. Sodelujejo s številnimi zdravstvenimi ustanovami in uporabniki za pospešitev razvoja ter odobritve natisnjenih pripomočkov za končno uporabo.

Pomanjkljiva oprema, katero Formlabs prispeva s svojimi tiskalniki so brisi, adapterji za potapljaške maske in vizirji. Vsi imenovani pripomočki so šli skozi fazo prototipiranja in odobritve s strani zdravstva že v roku dveh tednov. Vse je možno tiskati s Formlabs-ovim biokompatibilnim materialom Surgical Guide Resin, katerega je možno očistiti v avtoklavih. S tiskanjem 650 brisov v roku 24 ur na enem tiskalniku, si lahko zdravstvene ustanove same priskrbijo zadostno zalogo brisov.

Slika 4: Formlabs tiskalnika Form 3 (levo) in Form 3L (desno).

Na voljo je že tretja generacija tiskalnikov imenovanih Form 3, Form 3B ter Form 3L, ki temeljijo na t.i. Low Force Stereolithography (LFS). Ta tehnologija fotopolimerizacije z nizko silo uporablja UV laser, ki selektivno utrdi sloje tekoče smole. Z nanašanjem slojev enega na drugega se naš kos po določenem času izdela.

Tehnologija je najbolje znana po izjemno gladkih površinah, izrazitih malih podrobnostih in širokemu spektru materialov različnih lastnosti. Dobesedno lahko simulirate brizgano plastiko. Možno je natisniti kose z visoko temperaturno odpornostjo, toge, fleksibilne ali elastične kose, kose za litje ter mnogo drugih.

Slika 5: Nosilci za vizirje v kombinaciji z očali (levo) ter adapterji za potapljaške maske natisnjeni z materialom PA12 na Sinterit tiskalniku Lisa in Lisa PRO (desno).

Kot veliko drugih proizvajalcev 3D tiskalnikov, se je v boj proti novemu koronavirusu odzvalo tudi podjetje Sinterit s svojimi SLS tiskalniki. V sodelovanju z zdravstvenimi ustanovami in svojimi uporabniki so pripomogli pri povezovanju proizvajalcev z uporabniki ter tako pomagali razvijati pripomočke, katere lahko Sinterit uporabniki natisnejo sami in tako sodelujejo v boju proti virusu.

Sinterit aktivno sodeluje pri razvoju funkcionalnih pripomočkov, ki jih deli s svojimi uporabniki. Dnevno tiskajo in preizkušajo različne zasnove prejete s strani preprodajalcev, uporabnikov in drugih virov. Unikatno zasnovane majhne nosilce za vizirje lahko izdelamo v roku treh dneh na tiskalniku Lisa 60 kompletov, na Lisa PRO pa kar 100 kompletov. Drugo pa je izdelava raznih adapterjev za potapljaške maske v kombinaciji z raznimi filtri, ki je povsem zanesljiva alternativa v času pomanjkanja opreme.

Slika 6: 3D tiskalnik Sinterit Lisa PRO.

Tehnologija SLS uporablja material v prašni obliki in pri vsakem sloju posebej selektivno tali delce prahu, kjer se bo nahajal končni produkt. Bistvena prednost je nepotreba po podporah. Tako smo skorajda neomejeni z zahtevnostjo geometrije, sestavne kose tiskamo kar skupaj, serijske kose pa lahko tiskamo enega nad drugim in imamo tako minimalno dela s čiščenjem natisnjenih kosov.

Obdobje z novim koronavirusom nam je pokazalo kako pomembna sta hiter odziv in prilagodljivost. Tehnologija 3D tiska nam je bila v veliko pomoč pri razvoju, prilagoditvi proizvodnje linije, izdelavi potrebne opreme in še veliko več. Vse več podjetij si lasti vsaj eden 3D tiskalnik zaradi vse večje dostopnosti in kvalitete tehnologije.