Rozmowa z Łukaszem Szczepanem, prezesem zarządu firmy Fiberlab S.A., właściciela marki Fiberlogy.
Proszę wyjaśnić, na czym polega technologia druku 3D osobie, która wcześniej nie miała z nią styczności.
Druk 3D, czyli inaczej druk przestrzenny, to – najprościej mówiąc – technologia pozwalająca nam zamienić coś wirtualnego, jak np. wygenerowany komputerowo model, w rzeczywisty przedmiot. Taki, który możemy wziąć do ręki, obrócić lub użyć go zgodnie z przeznaczeniem.
Brzmi to trochę jak spełnienie wizji z gatunku science fiction, gdzie maszyny inteligentniejsze od ich twórców tworzą na odległych planetach narzędzia lub jedzenie z powietrza.
Poniekąd tak, z zastrzeżeniem, że to science fiction jest z nami już blisko 40 lat, od kiedy w latach 80. minionego wieku Chuck Hull opatentował stereolitografię (SLA), najstarszą technologię drukowania 3D, pozwalającą na wykonywanie elementów o wysokiej precyzji, a Scott Crump opracował technologię osadzania topionego materiału, zwaną w skrócie FDM (Fused Deposition Modeling) – obecnie najbardziej rozpowszechnioną metodę druku 3D na świecie. Drugim zastrzeżeniem jest to, że budulcem nie jest powietrze; jak wskazuje sama nazwa drugiej technologii, druk odbywa się przez odpowiednie umiejscawianie stopionego polimeru.
Trzecim zastrzeżeniem będzie zapewne to, że akcja nie dzieje się na odległych planetach, jak to zazwyczaj bywa w powieściach science fiction, a w domu typowego Kowalskiego. Czego będzie potrzebował Kowalski, żeby rozpocząć swoją przygodę z drukiem 3D?
Bez względu na to, z jakiej technologii przyjdzie nam korzystać, zawsze potrzebujemy przynajmniej czterech elementów. Pierwszym jest model zapisany w formacie STL, OBJ lub innym, właściwym dla tzw. slicera. Sam slicer to drugi element: program, który „tnie” wirtualny model na warstwy. To w nim użytkownik ustawia wszelkie parametry modelu, takie jak grubość ścianek, rodzaj i wielkość wypełnienia, a także parametry samego druku, czyli temperatury oraz siłę nawiewu w drukarkach FDM czy też czas naświetlania w drukarkach żywicznych. Trzecim elementem jest drukarka. Użytkownicy druku 3D mają tu bogaty wybór, począwszy od tzw. „chińczyków” z maszynami marki Creality na czele, których ceny zaczynają się już od kilkuset złotych, poprzez maszyny ze średniej półki takie jak czeska Prusa, za którą trzeba wyłożyć już kilka tysięcy złotych. Na końcu tej skali znajdują się maszyny przemysłowe, zdolne do obróbki materiałów ery kosmicznej, za nierzadko równie astronomiczne ceny. Czwartym niezwykle istotnym komponentem, który nas interesuje najbardziej, jest budulec, z którego tworzony jest dany model – czyli np. filament.
No właśnie. Czym jest filament?
Filament jest dla drukarki 3D tym, czym atrament dla tradycyjnej drukarki. To on jest budulcem, z którego tworzony jest model przestrzenny. Z technologicznego punktu widzenia filament to termoplastyczny polimer, który poddawany obróbce termicznej ulega stopieniu, a następnie poprzez dyszę wylewany jest w odpowiednim miejscu, czasie i ilości. I tak warstwa po warstwie, aż nasz model będzie gotowy. Użytkownik otrzymuje filament w postaci nawiniętej na szpulę nici, gotowej do założenia na drukarkę.
Filamenty Fiberlogy są jednymi z najchętniej wybieranych materiałów do druku 3D. W jakich sektorach gospodarki wasz produkt znajduje – bądź może znaleźć – swoje zastosowanie?
Analogicznie do samego druku 3D, filament znalazł swoich nabywców wszędzie tam, gdzie w grę wchodzi proces projektowania. Tworzenie funkcjonalnych prototypów oraz szybkie sprawdzanie ich działania i właściwości, a także łatwe wprowadzanie usprawnień do koncepcji pozwalają obniżyć koszty oraz znacznie skrócić czas związany z pracami projektowymi. Ma to znaczenie nie tylko w projektach inżynieryjnych, ale również np. w dziedzinie designu użytkowego.
Kolejnym sektorem, który czerpie z dobrodziejstw oferowanych przez technologie druku 3D, jest szeroko pojęta produkcja. Mówimy tu zwłaszcza o produkcjach małoseryjnych, w przypadku których tworzenie infrastruktury wytwórczej mogłoby prowadzić do zmniejszenia rentowności inwestycji. Otwiera to również możliwość tworzenia banków części zamiennych dla urządzeń AGD lub w dziedzinie motoryzacji.
Nie sposób także pominąć znaczenia druku 3D w edukacji. Z jednej strony mówimy o praktycznej umiejętności projektowania w programach typu CAD i doskonaleniu umiejętności inżynieryjnych przyszłych projektantów, z drugiej natomiast umożliwiamy wprowadzenie, w ramach zajęć dydaktycznych już od najmłodszych lat, bardziej materialnego wymiaru nauczanych przedmiotów. Zaoferowanie uczniom możliwości dotknięcia omawianych zjawisk i rzucenia na nie przestrzennej perspektywy może mieć duży wpływ na zrozumienie wielu zagadnień.
To wyjątkowo szeroka paleta możliwych aplikacji. Czy różnice w poszczególnych zastosowaniach mają wpływ na dobór filamentu?
Tak, to prawda. Obszar zastosowania ma kluczowe znaczenie dla wyboru materiału. Mówiąc filament, mamy na myśli dziesiątki (jeżeli nie setki) materiałów, które różnią się między sobą właściwościami, łatwością użycia oraz warunkami, jakie muszą być spełnione, aby dało się je w ogóle zastosować. Pod hasłem „filament” kryją się zarówno popularne materiały, np. PLA czy ABS, jak i takie, które wymagają pewnej wprawy, m.in. wszelkie odmiany kopoliestrów czy nylonów. Są też tworzywa, z którymi przeciętny użytkownik druku 3D raczej nigdy się nie zetknie, jak choćby PEEK.
Odpowiedni dobór materiału jest kluczowy dla właściwości wydruku. Istotne będzie uwzględnienie takich elementów, jak oczekiwana wytrzymałość, sztywność, odporność na ścieranie, warunki atmosferyczne, temperatury pracy, itd. Wymieniać można długo.
Dobrą analogią będzie tu porównanie filamentów do drużyny piłkarskiej. Każdy zawodnik ma swoje predyspozycje, swoje silne i słabe strony oraz rolę, w której sprawdza się najlepiej. Drukarz, tak jak selekcjoner, musi obsadzić na odpowiedniej pozycji właściwy element, aby wykorzystać jego potencjał w 100%.
W ostatnich latach mamy do czynienia ze wzrastającym poziomem świadomości ekologicznej. Tworzywa sztuczne często nie są traktowane jako materiały przyjazne dla środowiska. Czy sektor producentów tworzyw do drukarek 3D jest przygotowany na zmiany, które m.in. wymuszają ustawodawcy?
Oczywiście jesteśmy tego świadomi i nasza branża doskonale zdaje sobie sprawę z konieczności zmian, jakie muszą nastąpić, aby uczynić swoją działalność bardziej przyjazną dla środowiska. Kluczowe jest zwrócenie uwagi na surowce biodegradowalne oraz takie, które pozostawiają jak najmniejszy ślad węglowy. Staramy się, aby w tym obszarze Fiberlogy nie pozostawało w tyle. Już 2 lata temu wprowadziliśmy do naszej oferty filament R-PLA, który w całości produkowany jest z zawracanego regranulatu. Dzięki temu udało nam się zredukować ilość generowanego odpadu, a jednocześnie zaoferowaliśmy wyrób wysokiej jakości w bardziej atrakcyjnej cenie. W tym roku idziemy za ciosem i wkrótce poszerzymy nasze portfolio produktów serii „R”.
W ofercie posiadamy również filamenty bezszpulowe, czyli tzw. refille. Ich użytkownicy zakładają je na wydrukowane przez siebie szpule wielokrotnego użytku. W ten sposób eliminujemy problem dotyczący tego, co zrobić z pustą szpulą, a sam produkt nabywany jest taniej niż jego tradycyjny odpowiednik.
Jak pana zdaniem będzie rozwijać się technologia druku 3D?
O ile sama technologia druku FDM nie powinna w najbliższej przyszłości podlegać rewolucyjnym zmianom, to na polu materiałów do druku 3D możemy być świadkami ciekawych premier. Producenci będą dążyć do oferowania coraz bardziej wyspecjalizowanych materiałów o wyższych parametrach, poprzez tworzenie nowych mieszanek oraz wykorzystywanie surowców do tej pory nieobecnych w druku 3D. Z drugiej strony widać trend do maksymalizowania potencjału druku domowego za sprawą zwiększania jego możliwości. Myślę tu o filamentach, które pod względem łatwości użycia będą zbliżone do PLA lub PET-G, a jednocześnie będą oferować parametry filamentów technicznych.
Fiberlogy oczywiście będzie chciało podążyć za tymi trendami?
Zdecydowanie. Dostrzegamy konieczność proponowania naszym klientom produktów najwyższej jakości. Stąd wyśrubowane wymogi dotyczące tolerancji średnicy naszych filamentów. Tam, gdzie inni za standard przyjmują odstępstwo rzędu 0,05 milimetra, my akceptujemy jedynie 0,02 milimetra. Nie inaczej jest na polu samych materiałów. Dostrzegając niszę, jaką był brak wytrzymałych materiałów zdatnych do użycia na drukarkach domowych, stworzyliśmy Fiberlogy PCTG, który okazał się hitem – i tylko patrzeć, jak rodzima konkurencja zacznie nas naśladować.
Kolejną proponowaną przez nas nowością jest Fiberlogy FiberSatin. Jest to materiał, który stanowi uzupełnienie gamy filamentów o wyjątkowych właściwościach estetycznych. To produkt wyjątkowy, będący od początku dziełem naszego Działu Rozwoju. Trudno uwierzyć, że powstałe z niego modele wyszły z drukarki 3D. Wysoka adhezja oraz lekko połyskliwe, matowe wykończenie ukrywają wady technologii druku przyrostowego, takie jak widoczne granice poszczególnych warstw. Oprócz wyjątkowych właściwości wizualnych, FiberSatin wyróżnia się również interesującą teksturą. W dotyku przypomina on filamenty z dodatkiem włókna węglowego, dzięki czemu rozprasza światło, dając subtelny połysk.
Nieustannie testujemy też bardziej wyspecjalizowane tworzywa do zastosowań technicznych. Zależy nam na tym, aby użytkownicy drukujący modele przeznaczone do bardziej zaawansowanych zastosowań mogli znaleźć u nas materiały o doskonałych właściwościach wytrzymałościowych i termicznych.
Wygląd tych elementów jest naprawdę wyjątkowy. Proszę powiedzieć coś więcej o oferowanych przez waszą firmę rodzajach tworzyw.
Mówiłem już o FiberSatin, nie mogę więc nie wspomnieć o FiberSilk, który zagościł w naszej ofercie nieco ponad rok temu. Oferuje on atrakcyjne wizualnie, metaliczne wykończenie. Wyjątkowy efekt ma swoje źródło w głębi kolorów, które FiberSilk potrafi wydobyć w świetle dziennym. Sposób, w jaki promienie światła załamują się na wszelkich krawędziach modelu, pozwala uzyskać ten niezwykły, ciekawy dla oka wygląd. FiberSilk zyskał dużą popularność wśród amatorów druku 3D, którzy korzystają z niego w celach hobbystycznych.
W kontekście nowych produktów nie sposób nie wspomnieć o PCTG. W przeciwieństwie do FiberSilk i FiberSatin jest to produkt z kategorii filamentów technicznych. Jesteśmy jednym z pierwszych w Europie, obok BASF, producentem filamentu powstałego w oparciu o ten polimer. Oferuje on dużo większą odporność na uderzenia niż tradycyjny PET-G, dzięki czemu doskonale sprawdza się do wszelkich zastosowań narażonych na pracę w warunkach zmiennego obciążenia. Co najważniejsze, nie wymaga on drukarki z zamkniętą komorą, dzięki czemu niemal każdy drukarz 3D może na swoim domowym urządzeniu tworzyć bardzo wytrzymałe elementy.
Filamentem, który zdecydowanie wyróżnia się spośród standardowej gamy materiałów do druku 3D, jest nasz nowy produkt CPE HT, który jest bardzo podobny do popularnego PET-G, jednakże jego ogromną zaletą jest odporność na temperatury nawet do 110°C. Materiał ten charakteryzuje się parametrami wytrzymałościowymi zbliżonymi do poliwęglanu, a jest od niego łatwiejszy w druku. Ponadto surowiec, z którego jest produkowany CPE HT, posiada certyfikat przeznaczenia do kontaktu z żywnością oraz wodą pitną.
Kolejnym produktem, który przebija się do masowej świadomości klientów, jest Fiberlogy PP, czyli nasz polipropylen. Z uwagi na łatwość recyklingu jest to jeden z bardziej przyjaznych dla środowiska filamentów. Jego użytkownicy szybko doceniają również takie aspekty, jak łatwość druku i duża wytrzymałość. Jednym z ciekawszych zastosowań, w których idealnie sprawdza się Fiberlogy PP, jest tworzenie elementów do dronów. Niska masa własna, duża wytrzymałość na uderzenia oraz bardzo dobre połączenie sztywności i elastyczności redukujące drgania silników, czynią go wymarzonym materiałem do budowy tych maszyn.
Pozostając w kategorii produktów technicznych, należy wymienić także Nylon PA12 oraz jego odmiany wzmocnione włóknami węglowymi, czyli PA12+CF5 i PA12+CF15 oraz włóknem szklanym – PA12+GF. Produkty te oferują najwyższe parametry wytrzymałości i sprawdzają się w bardzo wymagających warunkach. Użytkownicy naszych filamentów produkują z nich zarówno części do maszyn przemysłowych, jak i elementy pracujące w komorach silników samochodowych, gdzie – jak wiemy – zwłaszcza latem mogą panować bardzo wysokie temperatury.
Jakie są najbliższe plany Fiberlogy?
Jeszcze w tym roku dojdzie do premier kilku nowych produktów. Szczegółów nie chcę jeszcze zdradzać, ale mówimy tu zarówno o produktach specjalistycznych, jak i takich, które sprawią radość hobbystycznym użytkownikom druku 3D. Nasza firma rozwija się dynamicznie, do tego stopnia, że powoli zaczyna dla nas brakować miejsca w obecnej lokalizacji. Dlatego w planach jest zbudowanie nowej siedziby, która wydatnie zwiększy nasze możliwości produkcyjne.
