Rozhovor: Budoucnost Aditivní výroby (3D tisku) – jak může vypadat svět za 20 let

Aditivní výroba prochází rychlým růstem napříč průmyslem. Do roku 2029 má celkový trh dosáhnout téměř 20 miliard eur, přičemž samotná kovová aditivní výroba bude představovat přibližně 8 až 10 miliard eur. Významně roste i spotřeba materiálů a s nimi i investice do automatizace a optimalizace procesů.

Obranný sektor, jehož výdaje se mají do roku 2029 zdvojnásobit, potvrzuje, že aditivní výroba se stává plnohodnotnou výrobní alternativou. Současně polymerová aditivní výroba přechází od prototypování k produkčnímu řešení, díky čemuž může snižovat náklady, zkracovat dodací lhůty a zvyšovat udržitelnost výroby.

Tato dynamika otevírá otázku, jak bude aditivní výroba ovlivňovat náš svět v příštích dvaceti letech, a to od lokální výroby náhradních dílů přes krizovou logistiku až po individualizované produkty, elektroniku, stavebnictví či medicínu.

O trendech, příležitostech i technologickém výhledu hovoří R&D manažer Brain4Industry Marek Havel s Adelaine Rozinkovou, PR a marketingovou specialistkou Brain4Industry.

Svět, kde se věci nestěhují, ale tisknou

Jak podle vás bude vypadat svět, ve kterém se věci nestěhují, ale tisknou?

Typickým příkladem jsou náhradní díly. Roste trend „práva na opravu“ i snaha konstruovat výrobky tak, aby šly opravovat. Aditivní výroba by mohla tento směr výrazně podpořit.

Pokud by existoval přístup alespoň k základním datům k náhradním dílům, bylo by možné je vyrobit aditivně a zařízení opravit i po letech používání. Některé automobilky už dnes využívají aditivní výrobu k výrobě dílů pro starší modely, aby je bylo možné udržet v provozu.

U komplexních výrobků, jako jsou automobily, letadla nebo elektronika, může aditivní výroba snížit počet dílů a hmotnost. Výrobce může nahradit více součástek jedním dílem a zároveň zjednodušit budoucí servis.

Velký význam má také krizová logistika. Ve válečných podmínkách nebo při narušení dodavatelských řetězců může být dostupnost náhradních dílů zásadní. Existují již kontejnerová řešení s tiskárnou a servisním zázemím, která lze dopravit kamkoliv. Podobný princip dává smysl i pro námořnictvo nebo budoucí vesmírné mise.

Další velkou oblastí jsou individualizované produkty, rozhraní člověk–stroj, sportovní vybavení, nebo obuv. Dnes už existují běžecké boty s prvky vyrobenými aditivní technologií jako high‑end řešení, která jsou lehčí a více přizpůsobená uživateli. Za dvacet let si dokážu představit, že podobné individuální přizpůsobení bude mnohem běžnější.

Zajímavým směrem je také elektronika a multimateriálový tisk. Pokud lze kombinovat vodivé a nevodivé materiály, je možné tisknout například PCB desky. Ty už nemusí být pouze ploché, mohou být prostorové a integrované přímo do konstrukce. Představte si dron, jehož ramena jsou vytištěná a zároveň v nich vede elektronika nebo senzory. Potenciál je velký zejména tam, kde je důležitá miniaturizace, nízká hmotnost nebo individualizace – například u dronů, nositelné elektroniky či robotiky.

Elektronika je celkově ve svém pojetí zajímavá oblast, stejně jako smart materiály. Velký význam má také výroba menších sérií. Dnes se aditivní výroba ekonomicky vyplácí u desítek až stovek kusů. Za dvacet let se to může posunout na tisíce nebo desetitisíce kusů. Nejlépe funguje tam, kde je výrobek inovativní a jeho vývoj je nákladný.

Budoucnost medicínských aplikací

Co říkáte na odvětví medicínských aplikací? V medicíně si dokážu představit širší využití implantátů na míru, kostních výztuží a struktur podporujících hojení. Nejde o zcela novou oblast, její využití se však může výrazně rozšířit.

Budoucnost tisku potravin

Vidíte v tisku potravin oblast, která může v budoucnu reálně ovlivnit způsob přípravy či personalizace jídel?

Tisk jídla se často objevuje v médiích, ale osobně v něm zatím nevidím zásadní potenciál. Dává mi větší smysl využití robotů. Robotické rameno může dávkovat ingredience, péct a servírovat.

Smysl by ale mohlo mít zpracování nových typů potravin, například na bázi mořských řas nebo laboratorně kultivovaných buněk. Tyto materiály mají spíše formu hmoty nebo gelu. Pokud by se zpracovávaly multimateriálovým tiskem, například kombinací struktur, tukových složek a vláken, mohlo by být možné vytvořit strukturu podobnou masu. Pokud už vývoj takových biomateriálů stojí velké investice, použití tiskových technologií pro vytvoření vhodné a poživatelné struktury může být ekonomicky smysluplné.

Aditivní technologie ve stavebnictví

Je reálné, aby se v budoucnu domy stavěly spíše pomocí aditivních technologií než tradičními metodami?

Aditivní výroba budov už dnes existuje a experimentuje se s ní. Dnes je možné vytisknout konstrukci domu z betonových směsí přímo na místě.

Lidí, kteří se chtějí vyučit zedníkem, je dnes velmi málo. Do budoucna se může stát, že nebude dost lidí, kteří by domy stavěli tradičním způsobem.

Z technického hlediska je stavba domu náročná hlavně kvůli množství materiálu. To ale samo o sobě není překážka. Aditivní výroba může materiál optimalizovat, u běžných rodinných domů to však nevnímám jako hlavní přínos. Větší smysl vidím tam, kde je potřeba vytvářet složité architektonické nebo konstrukční prvky, tedy tam, kde návrh vyžaduje specifickou strukturu nebo tvar.

Bude svět za 20 let vypadat jako sci-fi?

Často se mluví o létajících autech a futuristických městech jako ze sci-fi filmů. Myslíte si, že tak bude svět vypadat za dvacet let?

Nemyslím si, že by svět za dvacet let vypadal jako ve sci-fi filmech typu Pátý element, kde ve vzduchu létají proudy aut.

Na druhou stranu existují technologie, které mě zaujaly. U malých letadel už existuje systém, kdy v případě zdravotní indispozice pilota může cestující stisknout tlačítko a letadlo se autonomně vrátí na letiště. To je velmi zajímavý bezpečnostní prvek.

Technologie, která mění způsob výroby

3D tisk se z nástroje pro prototypování posouvá do role plnohodnotné výrobní technologie s dopadem na průmysl, zdravotnictví i budoucí podobu výroby. Nové materiály, implantáty na míru, lokální výroba náhradních dílů i vyšší míra individualizace ukazují, že největší přínos přichází ve spojení technologie a správné aplikace.

Brain4Industry převádí inovace do konkrétních aplikací – od vývoje až po reálné nasazení.

Chcete zjistit, jak může aditivní výroba posunout vaše projekty? Brain4Industry vám pomůže najít funkční řešení.