Dlaczego druk 3D nie jest już nazywany drukiem 3D?

Joris Peels i Alex Huckstepp wywołali sporo zamieszania swoimi krytycznymi artykułami na temat kondycji branży druku 3D. Peels – od wielu lat związany z jednym z największych portali o technologiach addytywnych na świecie – 3DPrint.com, starał się być jeszcze w miarę powściągliwy w swoich ocenach, jednakże Huckstepp „wyłożył kawę na ławę” i bezkompromisowo rozprawił się ze wszystkimi patologiami i mitami otulającymi druk 3D puszystym kocykiem fałszywego komfortu. Artykuły wywołały wielką dyskusję i w większości głosy komentatorów potwierdzały tezy obydwu autorów.

Jednakże pojawiły się też głosy osładzające aktualną sytuację. W artykule opublikowanym 12 grudnia 2023 r. na łamach 3DPrint.com pod tytułem „RIP 3D Printing. Long Live AM!”, jego autorzy John E. Barnes i Timothy Simpson bronią branży druku 3D, twierdząc żeby nie mylić pojęć i nie łączyć „druku 3D” z „wytwarzaniem przyrostowym” (AM „additive manufacturing„) gdyż są to dwie zupełnie różne kwestie. Że druk 3D to mała i rozczarowująca rzecz, za to AM – przyszłość przemysłu i swoista „Liga Mistrzów” branży.

Mam na tą kwestię nieco inny pogląd. Nie ma znaczenia jak będziemy to nazywać – na koniec dnia rozmawiamy cały czas o tym samym. Ciekawym jest za to skąd się wzięła w ogóle potrzeba zmiany obowiązującej nazwy? W czym niby wytwarzanie przyrostowe jest lepsze od druku 3D? W świecie ekologii mamy do czynienia z pojęciem „greenwashingu” – proekologicznych reklam, stosowanych w zwodniczy sposób w celu przekonania opinii publicznej, że firma lub produkt są przyjazne dla środowiska, chociaż w rzeczywistości są dalekie od tego. W świecie druku 3D mamy do czynienia z czymś podobnym, ale w zupełnie innym kontekście. Nazywam to wymuszoną industrializacją („forced industrialization”).

Skąd wzięła się nazwa „druk 3D”?

Na początku nie było żadnego druku 3D – najpierw była „stereolitografia” i „aparatury stereolitograficzne”, a potem pojawił się „Fused Deposition Modelling” i „3D Modeller”. Za nimi zjawiły się kolejne – „Selective Laser Sintering”, „Laminated Object Modeling” i „Solid Ground Curing”. Aż w roku 1993 naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracowali metodę tworzenia modeli przestrzennych z proszku gipsowego, spajanego selektywnie natryskiwanym lepiszczem. Do pracy wykorzystali technologię znaną z drukarek atramentowych, które w tym rozwiązaniu zamiast atramentu na papier nanosiły klej na proszek gipsowy.

Druk 3D

Technika ta została nazwana „3 Dimensional Printing techniques” – w skrócie „3D printing”. I choć wtedy jeszcze nikt nie zdawał sobie z tego sprawy, to właśnie ta skrócona nazwa stała się fundamentem dynamicznego wzrostu popularności technologii przyrostowych na całym świecie. Druk 3D brzmiał „cool” i działał na wyobraźnię ludzi. Nikt postronny nigdy nie kupiłby aparatury stereolitograficznej – drukarka 3D to już coś zupełnie innego…

Pierwsze maszyny przyrostowe były przeznaczone dla bardzo wąskiego grona odbiorców – inżynierów i projektantów z dużych firm produkcyjnych oraz pracowników naukowo-badawczych z uczelni wyższych lub instytutów naukowych. Służyły do szybkiego prototypowania – w latach 90-tych i 00-nych nikt nie myślał o tym, aby próbować je wykorzystywać do produkcji części o charakterze końcowym (chyba że w kategorii eksperymentu). Maszyny kosztowały mnóstwo pieniędzy i działały „jako-tako” – pod względem jakości wydruków 3D i kwestii obsługi były dalekie od tego do czego jesteśmy dziś przyzwyczajeni. Sprzedaż była znikoma, świadomość tego że takie maszyny w ogóle istnieją – jeszcze mniejsza.

Zmieniły to cztery osoby: Adrian Bowyer, Bre Pettis, Josef Průša i Avi Reichental.

Jak druk 3D stał się kolejną wielką rzeczą?

Dr Adrian Bowyer – starszy wykładowca na Uniwersytecie Bath w Wielkiej Brytanii, opracował w lutym 2004 roku koncept stworzenia tzw. „samoreplikującej się drukarki 3D” – w skrócie „RepRap”. Polegał on na skonstruowaniu urządzenia opartego z jednej strony o ogólnodostępne materiały konstrukcyjne, a z drugiej o elementy powstałe przy użyciu technologii przyrostowych, które mogłyby być później zreplikowane na potrzeby jego kopii. Projekt miał mieć w założeniu charakter open-source i być możliwy do stworzenia przez każdego, kto posiada podstawowe kompetencje, wiedzę i umiejętności w zakresie mechaniki i elektroniki.

Najważniejsza w całym projekcie miała być cena urządzenia – od kilkuset do kilku tysięcy razy niższa od cen dostępnych w tym czasie na rynku komercyjnych urządzeń tego typu. Jeśli chodzi o technologię w jakiej miało ono drukować wybrano FDM – metodę opracowaną przez Stratasys. Z uwagi na to, że nazwa Fused Depostion Modeling była zastrzeżoną nazwą własną firmy, Bowyer wymyślił jej alternatywny opis – Fused Filament Fabrication (FFF). Pionierska drukarka 3D nosiła nazwę Darwin.

Druk 3D
Źródło: www.reprap.org

Dzięki opublikowaniu projektu RepRap w sieci, zaczął zdobywać on stopniową popularność. We wrześniu 2008 r. na świecie funkcjonowało już ponad 100 sztuk zbudowanych samodzielnie Darwinów. 30 listopada tego samego roku, Wade Bortz został pierwszą osobą spoza uczelni Bath, która wydrukowała części do kolejnego RepRapa, na zbudowanej przez siebie drukarce 3D. Rewolucja zaczęła zataczać coraz szersze kręgi…

W 2007 roku projektem RepRap zainteresował się amerykański nauczyciel – Bre Pettis, który po raz pierwszy spotkał się z nim w Wiedniu, podczas swojej podróży po Europie. Dwa lata później, w 2009 r. jego kolega – Zach Smith zaproponował mu i Adamowi Mayerowi otwarcie start-upu zajmującego się produkcją pierwszych, niskobudżetowych drukarek 3D. Firma przyjęła nazwę MakerBot Industries stając się pierwszym przedsiębiorstwem na świecie produkującym i oferującym autorskie drukarki 3D wywodzące się z projektu RepRap. W początkowym okresie działalności, 25 tysięcy dolarów zainwestował w nią sam Adrian Bowyer.

Druk 3D
Źródło: www.wikipedia.org

Debiutanckim urządzeniem był Cupcake CNC – drukarka 3D oparta o skrzynkową konstrukcję wykonaną z drewna. Po raz pierwszy zaprezentowano je w kwietniu 2009 r. Posiadało obszar roboczy na poziomie 10 x 10 x 13 cm i było sprzedawane w formie kitu do samodzielnego montażu. We wrześniu 2010 r. podczas Maker Faire w Nowym Jorku, MakerBot zaprezentował drugi model swojej drukarki 3D – Thing-O-Matic. Urządzenie miało nieznacznie mniejszy obszar roboczy (10 cm w każdej z osi), ale było wyposażone w podgrzewany, aluminiowy stół, nową, ulepszoną elektronikę sterującą oraz komunikację przez USB lub kartę SD. W sierpniu 2011 r. fundusz inwestycyjny The Foundry Group, zainwestował w MakerBot 10 mln dolarów, a jego przedstawiciele zasiedli we władzach firmy. Do tego czasu MakerBot sprzedał ok. 3500 szt. swoich urządzeń.

W czasie gdy MakerBot Industries stawiało swoje pierwsze kroki w biznesie, tematem niskobudżetowych drukarek 3D zainteresował się pewien młody Czech, który dość przypadkowo pchnął projekt RepRap w zupełnie nowym kierunku… W 2010 roku Josef Průša – DJ o dużym zacięciu technologicznym, w poszukiwaniu narzędzi i metod wytwórczych pozwalających mu na samodzielne tworzenie kontrolerów do konsoli, z której puszczał muzykę w klubach, natrafił na projekt RepRap. Postanowił samodzielnie zbudować własną drukarkę 3D, ale dość szybko uznał, że istniejący w sieci projekt Mendel jest zbyt skomplikowany i go uprościł.

Druk 3D
Źródło: www.reprap.org

Projekt uproszczonej wersji opublikował w sieci i ku jego zaskoczeniu, bardzo szybko stał się on najpopularniejszą i najczęściej budowaną wersją drukarki 3D. Do projektu przylgnęła nazwa „Prusa simplified Mendel”, nadając początek całej serii urządzeń. Wkrótce pojawiły się jego kolejne iteracje – Prusa i2 oraz Prusa i3 – najpopularniejsza i najczęściej kopiowana konstrukcja na świecie. Chociaż sam Průša zawsze podkreśla przypadkowość olbrzymiej popularności jego projektów, nie da się ukryć, że dzięki ich prostocie i jakości rozwiązań konstrukcyjnych popularność RepRapów dynamicznie wzrosła.

Zatem mamy człowieka który wymyślił tanią drukarkę 3D, którą – TEORETYCZNIE – każdy może sam sobie zbudować, człowieka który postanowił stworzyć wokół tego pierwszy biznes i człowieka, który uprościł początkowy, „darmowy” projekt i pomógł go znacząco rozpropagować na świecie.

Ale wciąż brakowało temu wszystkiemu odpowiedniego rozmachu…

W kwietniu 2009 r., w Wielkiej Brytanii zadebiutował RapMan – drukarka 3D do samodzielnego montażu autorstwa Bits From Bytes – drugiej po MakerBot Industries firmie, która produkowała tanie drukarki 3D. Dostrzegając w nowo rodzącym się biznesie duży potencjał – Avi Reichental, ówczesny prezes 3D Systems, postanowił mieć w tym sój udział i w październiku 2010 roku kieorwana przez niego firma przejęła Bits From Bytes. Zespół brytyjskiej firmy był zaangażowany w produkcję pierwszej serii niskobudżetowych drukarek 3D Cubify (Cube i CubeX).

I wtedy tak naprawdę wszystko się zaczęło naprawdę…

Reichental i charyzmatyczny Pettis stali się pionierami mody na „drukarki 3D”, które już wkrótce „miały stanąć w każdym domu”, a każdy z nas miał samodzielnie „drukować wszystko czegokolwiek zapragnie”. „Everyone’s a maker” – tak brzmiało jedno z głównych haseł przewodnich nowej rewolucji. Za nimi podążyła cała masa naśladowców – Ultimaker, Robo 3D, Printrbot, Solidoodle, LulzBot, Zortrax, Formlabs oraz setki innych, rozproszonych po całym świecie. Ten proces miał dwie kulminacje: pierwszą 20 czerwca 2013 r. gdy MakerBot został przejęty przez Stratasys i drugą w styczniu 2014 r. na targach CES w Las Vegas, gdzie MakerBot / Stratasys i 3D Systems zaprezentowali całą masę ekscytujących nowości, które miały wynieść branżę w startosferę:

  • MakerBot 5th Generation + MakerBot Mini + MakerBot Z18
  • Cubify + CocoJet drukujący z czekolady + ChefJet drukujący z cukru + CeraJet drukujący z ceramiki.

Dodatkowo 3D Systems ogłosiło, że gwiazda muzyki pop – will-i-am zostanie jej dyrektorem kreatywnym.

Dziś wiemy już, że nie licząc MakerBot Z18 każde z w/w urządzeń okazało się wielkim niewypałem, generując więcej szkód niż korzyści dla każdych z firm. Ale wtedy bańka spekulacyjnie wciąż rosła, kurs akcji firm z branży druku 3D szybował w górę, a sama technologia była postrzegana jako jeden z największym wynalazków ludzkości.

W 2015 roku to wszystko nagle się skończyło… Bańka pękła, Bre Pettis zniknął z firmamentu druku 3D na zawsze, Avi Reichental odnalazł się dopiero po kilku latach w NEXA 3D, a cała masa firm wyrosła na tym szaleńczym run, upadła (za wyjątkiem świetnie radzących sobie Formlabs i Ultimaker oraz dogorywających Zortrax i LulzBot).

Urocza historia, ale co z tym drukiem 3D?

Trudno powiedzieć kiedy fraza „druk 3D” stała się dominująca w świadomości ludzi, ale jedno jest pewne ponad wszelką wątpliwość: gdyby drukarki 3D w dalszym ciągu nazywały się aparatami stereolitograficznymi, 3D modellerami czy podobnymi, nikt by się nimi na poważnie nie zainteresował. To druk 3D otworzył ludziom oczy na tą technologię, ponieważ dzięki temu było im łatwiej ją zrozumieć. Drukarka 3D to taka drukarka, która zamiast tekstów i obrazków na papierze, drukuje prawdziwe przedmioty. Genialne, prawda?

Niestety po 2015 roku ten termin został mocno strywializowany przez media głównego nurtu, jak również mocno stracił na atrakcyjności w oczach potencjalnych inwestorów. Producenci drukarek 3D mieli twarze MakerBota procesującego się z użytkownikami niedziałających SmartExtruders, nieistniejących drukarek 3D do czekolady i cukru oraz ssących gotówkę, producentów nierentownych drukarek 3D typu FDM / FFF, które nie do końca wiadomo do czego się nadawały – na pewno nie do użytku domowego jak były powszechnie przedstawiane. Poza tym drukarki 3D były małe, pstrokate, awaryjne i kompletnie nie przystosowane dla użytkowników przemysłowych. Drukowały z PLA, ABS lub PETG (który wtedy był wciąż bardzo niszowym materiałem) i kompletnie nie nadawały się do pracy z poważnymi materiałami klasy przemysłowej jak poliamidy, poliwęglany, czy PEEK.

Na spotkaniu z inwestorami trudno było obronić koncept przemysłowej drukarki 3D typu SLS czy SLM gdy w oczach każdej osoby wyświetlał się wciąż obraz will-i-am i jego „autorskiej” EKOCYCLE – zmodyfikowanej wersji Cube 3, drukującej z „ekologicznego” filamentu, wykorzystującego tworzywo odzyskane z plastikowych butelek po napojach.

Dlatego po raz kolejny pewni bardzo mądrzy ludzie wpadli na pomysł, aby po prostu zmienić temu nazwę. Zastąpić „plastikowy, amatorski druk 3D” przemysłowym, profesjonalnym „Additive Manufacturing”.

Narodziny AM – od dziś wszystkie drukarki 3D są już tylko przemysłowe

Druk 3D

Po roku 2016, dla każdego względnie inteligentnego człowieka było jasne, że rynek konsumencki w kontekście druku 3D jest martwy. Ci którzy nie potrafili się z tym pogodzić zwrócili się w kierunku edukacji, ale ten rynek nigdy nie był tak wielki i prosty, jakim wydawał się rynek konsumencki. Naturalnym środowiskiem dla drukarek 3D od początku był segment przemysłowy i w tym kierunku podążyła cała branża.

Od tamtej pory wszystkie drukarki 3D – bez względu na używaną technologię, były przemysłowe. Nie produkowały „wszystkiego czego zapragniesz” – drukowały „części”. Przestały służyć do produkcji prototypów – zaczęły służyć do produkcji części o charakterze końcowym i niskich serii produkcyjnych. Oczywiście duży udział w tym miał postęp technologiczny – drukarki 3D z pierwszej połowy i drugiej połowy lat 10-tych dzieli przepaść, a to co wydarzyło się po pandemii C19 ten postęp jeszcze bardziej uwydatniło.

Producenci desktopowych drukarek 3D zmienili banderę i zaczęli je uprzemysławiać. Zwiększali obszary robocze, dodawali zamykane komory grzewcze, lepsze głowice drukujące, czujniki przepływu filamentów, lepsze komponenty konstrukcyjne. Mówiąc krótko zaczęli robić te same drukarki 3D co poprzednio, ale „na sterydach”. Wciąż używali silników krokowych, korzystali z tego samego darmowego oprogramowania i firmware,

Z kolei nowi gracze od początku porzucali myśl o tym żeby brnąc w „skompromitowane” FDM / FFF. Jako że fotopolimerowe drukarki 3D zostały „przejęte” przez chińczyków, skoncentrowali się na wyższych technologiach – druku 3D z metalu i sproszkowanych polimerów. Tak narodziła się nowa generacja startupów, które urosły równie szybko jak kiedyś MakerBot.

Niemniej jednak cel tych zmian nie był nigdy aplikacyjny, tylko zawsze biznesowy. Firmy zaczęły produkować przemysłowe drukarki 3D tylko i wyłącznie dlatego, że konsumenckie okazały się porażką. Nastąpiła „forced industrialization” – w skrócie „Additive Manufacturing”.

Na koniec dnia „druk 3D” i „Additive Manufacturing” to ta sama metoda wytwórcza. Ta sama co w latach 80-tych i 90-tych ubiegłego wieku – tyle że bardziej nowoczesna i powtarzalna. Możemy ją nazywać dowolnie…

Pierwotnie opublikowano na: www.linkedin.com

Scroll to Top