A háromdimenziós nyomtatás segítségével igen gyorsan készíthetők prototípusok, így a tervezés hónapokkal rövidülhet. Míg korábban a technológia alkalmazását a hardverek ára és a CAD területén járatlanabb felhasználók által is egyszerűen használható tervezőszoftverek hiánya hátráltatta, a RepRap nyílt forrású, saját maga másolására képes 3D-s nyomtató és az ingyenesen letölthető DesignSpark Mechanical 3D-s modellezőszoftver a vállalatok és fejlesztők számára olyan lehetőséget kínál, amellyel nemcsak a termékfejlesztési folyamat rövidíthető, hanem innovációra is inspirál.
A 3D-s nyomtatás forradalmasítja a termékfejlesztést, így a CAD modellből additív gyártási folyamat alkalmazásával készülnek el a tárgyak, amelynek során alapvetően az anyagok – például műanyag vagy fém – rétegenkénti felvitelével alakítunk ki különböző formákat. A 3D-s nyomtatást egyre nagyobb arányban használják a gyors prototípuskészítéshez, valamint egyes gyártási folyamatok során számos iparágban az autó-, hadi- és repülőgépipartól az orvosi alkalmazásokon át a különböző fogyasztási cikkek előállításáig.
A korábban csak szűk körben alkalmazott technológiát egyre több nagyobb vállalat is alkalmazza a tömeges fogyasztói igények kielégítéséhez, és nagy esély van rá, hogy a 3D-s nyomtatás más technológiákkal és mozgalmakkal (például a nyílt forrással) kiegészülve jelentős szerepet fog játszani a jövőben, amikor a korábbi egységes gyártási megoldásokkal szemben az egyediség és az egyre inkább személyre szabott termékek kerülnek előtérbe.
RPT – hetek helyett órák
A 3D-s nyomtatás a kisebb mennyiségű vagy jelentősen személyre szabott termékek előállítása terén tudott teret nyerni, mivel a technológia korlátai megnehezítik a nagy gyártási kapacitás kialakítását. A gyors prototípuskészítés (RPT) azonban forradalmasította a termékfejlesztést, hiszen a prototípusok előállításához nincs szükség anyagmegmunkálási képességekre, így tetemes előnyök érhetők el a piacra kerülési idő terén, valamint számottevően növekszik a tervezés szabadsága. A technológia használatával számos iparágban jelentősen javult a termékfejlesztési folyamat, többek között az autógyártásban, a szórakoztatóelektronikai iparágban és az egészségügyi eszközök előállítása terén.
A 3D-s nyomtatási technológiát a legkisebb vállalatoktól a legnagyobbakig alkalmazzák az új koncepciók tervezése és tesztelése során, valamint az új alkatrészek és részegységek korai prototípusainak előállításához, és ezeken a területeken az egyéni megmunkálóeszközök alternatívája. E módszerrel a terméktervezők a korábbi hetek vagy hónapok helyett órák vagy napok alatt készíthetnek el egy-egy prototípust. A folyamattal azonban nemcsak pénz és idő takarítható meg, hanem innovatívabb és magasabb minőségű termékek is készülhetnek. A terméktervezőknek már nem kell arra várniuk, hogy az eszközöket vagy alkatrészeket visszaküldje számukra a külső gyártóműhely vagy fröccsöntő üzem. A 3D-s nyomtatók alkalmazásával lehetőség nyílik a prototípusok fizikai tesztelésére, további finomítására és továbbfejlesztésére a termék sorozatgyártásba küldése előtt.
A RepRap és az önsokszorosítás
A 3D-s nyomtatás fejlődésének egyik mozgatórugója a nyílt forrás és az önmaguk sokszorozására képes 3D-s nyomtatók előállítását célzó mozgalom. A Replicating Rapid Prototyper, röviden RepRap projektet 2004-ben Adrian Bowyer, a Bath-i Egyetem korábbi gépészprofesszora hívta életre, céljául pedig egy olcsó, saját alkatrészeinek nagy részét előállítani képes 3D-s nyomtató létrehozását tűzte ki.
A RepRap nyomtatók a szálolvasztásos előállítás (fused filament fabrication, FFF) elvén működnek. A nyomtatóban egy számítógéppel vezérelt műanyag pisztoly található, amelyet egy hevítőkamrán átvezetett műanyag szál táplál. A felhevített műanyagot a berendezés egy kis fúvókán keresztül vékony rétegben felviszi az alaplemezre, amely aztán kissé lesüllyedve készíti elő a második réteg felvitelét, majd minden réteg esetén ez a folyamat ismétlődik.
A készülék képes a saját, műanyagból készült alkatrészeinek előállítására, a RepRap specifikáció szerint pedig a többi alkatrészének (például a villanymotornak, az elektronikus szerelvényeknek és a menetes fémrudaknak) két feltételnek kell megfelelnie: viszonylag olcsón és egyszerűen beszerezhetőnek, illetve a világ minden részén mindenki számára könnyen elérhetőnek kell lennie. Továbbá a RepRap alapvető célkitűzése, hogy a 3D-s nyomtatást mindenki számára elérhetővé tegye, ezért a projekt egyik alapelve a nyílt forrás biztosítása, azaz a tervfájloknak készen elérhetőknek kell lenniük.
A RepRap közösség tagjai folyamatosan módosítják és fejlesztik a terveket, és természetesen számos fejlesztést közzétesznek az interneten, így ha valaki már rendelkezik egy korábbi RepRap géppel, akkor annak segítségével a továbbfejlesztett tervek alapján megépítheti az új példányt.
A legsokoldalúbbak közé tartozik
A koncepció további népszerűsítése érdekében 2011-ben RepRapPro néven elindították a RepRap projekt kereskedelmi kezdeményezését. A RepRapPro első 3D-s nyomtatói, a Huxley és a Mendel néhány száz fontos áron kerültek piacra összeszerelhető készletben, a műanyag alkatrészeket tartalmazó, illetve azok nélkül árusított változatban. Most elérhetővé vált a RepRapPro legújabb terméke, az Ormerod teljes 3D-s nyomtatókészlete is.
Valamely 3D-s tervezőszoftverrel, például az RS DesignSpark Mechanical 3D-s eszközével és e nyomtató segítségével a tervezőmérnökök világszerte kifinomult koncepciókat és termékeket dolgozhatnak ki hihetetlenül gyorsan és olcsón. A kisebb volumenű termelésre is használható Ormerod a 3D-s nyomtatók körében a legsokoldalúbbak közé tartozik: funkcionalitása könnyen bővíthető, újragyártása és összerakása pedig rövid időt vesz igénybe.
Elődeihez hasonlóan az Ormerod is az FFF eljárás alkalmazásával, különböző műanyagok és színek használatával építi fel a 3D-s tárgyakat. A felhasználó szinte minden alakzatot létrehozhat, amely számítógéppel modellezhető, akár olyanokat is, amelyeket a hagyományos gyártási módszerekkel nem is lehet legyártani. Bár az Ormerod egy monokróm 3D-s nyomtató, amely egyszerre egyféle műanyaggal képes dolgozni, de alapvető kialakításánál fogva képes a háromszínnyomásra is, amelyhez hamarosan elérhető lesz egy bővítőkészlet.
Az Ormerod átdolgozott elektronikája ráadásul már lehetővé teszi a webböngészőn keresztüli csatlakozást. Felépítése sokkal egyszerűbb, mint a közvetlen elődjének számító Mendelé volt, amelynek összerakása átlagosan két napot vett igénybe – az Ormerodé ezzel szemben mindössze két óra, a mérnöki gyakorlattal nem rendelkezők számára is.
Alkatrészcsomag összeállításra készen
A RepRapPro Ormerodot az RS csomagként szállítja, amelyben az összes szükséges elem megtalálható, összeállításra készen. A teljes készlet tartalma: az összes 3D-s nyomtatott alkatrész; az összes hardver (menetes és sima rudak, csavarok, anyák, alátétek, szíjak és csapágyak); előforrasztott és -programozott elektronika; mikro-SD-kártya és adapter; NYÁK-építőfelületek; motorok; fúvókaegység és az extrudálóegység meghajtószerkezete; 100 méter 1,75 mm átmérőjű PLA (politejsav) szálanyag; tápegység; végül a gép működtetéséhez szükséges szoftver, beleértve az elektronika készülékszoftverét. Az Ormerod műszaki adatai közül néhány fontosabb: 0,1 mm-es pontosság, 0,0125 mm-es felbontás, percenként 1,8 mm gyártási sebesség és óránként 33 cm3 nyomtatási sebesség.
Mivel minden RepRapPro nyomtató képes előállítani saját műanyag alkatrészeit, elérhetők lesznek a 3D-s nyomtatott alkatrészeket nem tartalmazó Ormerod készletek is, amelyek segítségével az Ormerodok tulajdonosai mások számára is építhetnek ilyen nyomtatókat. A RepRapPro Ormerod által elérhetővé tett olcsó 3D-s nyomtatási technológia és az olyan tervezőszoftverek, mint az ingyenes és intuitív RS DesignSpark Mechanical, valamint annak 3D-s alkatrészmodelleket tartalmazó kiterjedt könyvtára kombinálásával a 3D-s tervezés és gyors prototípusgyártás mára a nem CAD-szakértő felhasználók jóval szélesebb köre számára is lehetővé teszi a szabadabb innovációt és a gyorsabb piacra kerülést.
