Od wieków postęp technologiczny był motorem napędowym całych cywilizacji, które wymyślając nowe idee zwiększały swój dobrobyt i zdolności militarne. Bardzo podobnie rzecz ma się w dzisiejszych czasach, czyli u progu trzeciej dekady XXI wieku. W dobie internetu i niesłychanie szybkiego przesyłu informacji, tworzenie i reakcja na powstające innowacje stały się standardem w aktualnym otoczeniu gospodarczym. Dlatego druk 3D umożliwiający szybkie prototypowanie, stał się odpowiedzią na rosnącą rywalizację korporacji i czy całych państw.

Czwarta rewolucja przemysłowa

O ile w czasach starożytnych postęp technologiczny i wojenny był dość znaczący, o tyle średniowiecze nie przyniosło wielu rozwiązań, które stałyby się znaczącym przełomem w dziejach świata. Dopiero epoka renesansu z ideami i wynalazkami Mikołaja Kopernika i Leonarda da Vinci czy Krzysztofa Kolumba wprowadziła ludzkość w bezprecedensowy rozwój nauki i technologii. Ale o rewolucjach przemysłowych i ich wynalazkach można mówić dopiero kilkaset lat później. A są to:

• mechaniczne krosno tkackie i maszyna parowa – koniec XVIII w. – rewolucja przemysłowa;
• elektryczność i opracowanie linii produkcyjnej – XIX/XX w. – II rewolucja przemysłowa;
• układy cyfrowe i komputery – lata 70. XX w. – III rewolucja przemysłowa;
• Internet i zanikanie granic między ludźmi i maszynami – IV rewolucja przemysłowa – II dekada XXI w.

Koncepcja czwartej rewolucji przemysłowej została opracowana przez rząd niemiecki i korporację Bosch w latach 2011-2013 pn. Industrie 4.0. Stworzono nową strategię rozwoju przemysłu Niemiec w oparciu o rozwiązania high-tech (komputeryzacja) i zaawansowanego wykorzystania internetu.w produkcji przemysłowej. Strategia ta ma za zadanie radykalnie wzmocnić konkurencyjność niemieckiej gospodarki.

Jeszcze innym określeniem na przemysł 4.0 to inteligentny przemysł. Tak ujęta produkcja przemysłowa polega na przejęciu większości kontroli cyklu wytwórczego przez maszyny, które komunikują się ze sobą przez internet (np. WiFi) oraz „samodzielnie” wprowadzają zmiany i ulepszenia. Efektem tego jest optymalizacja pracy z zachowaniem ustalonych standardów jakości i jak najwyższej zyskowności realizowanego przedsięwzięcia. Ponadto wszelkie relacje (wymiana danych o potrzebach) między pracownikami, klientami i dostawcami są połączone wielotorową siecią powiązań („każdy z każdym”), która pozwala na uzyskiwanie i przekazywanie informacji oraz reakcje na nie w czasie rzeczywistym.

Dodatkowo same budynki (hale produkcyjne, pomieszczenia biurowe, czy zwykłe domy mieszkalne) również posiadają specjalne oprogramowanie oraz możliwość autonomicznej komunikacji w zakresie parametrów technicznych, w tym zaspokajania bieżących i przyszłych potrzeb np. energetycznych czy sanitarnych.

Druk 3D

Przy tak silnie powiązanej produkcji przemysłowej, druk 3D wydaje się być narzędziem, które powinna mieć każda firma działająca na rynku globalnym. Drukowanie 3D to inaczej przelewanie projektu (CAD) z ekranu komputera na rzeczywistość (model trójwymiarowy), najczęściej w nieco mniejszej skali przy znikomym zużyciu surowców, energii i czasu.

Choć początki tej technologii sięgają połowy lat 80. XX w., to jej masowe użycie w firmach zaczęło się na przełomie pierwszej i drugiej dekady XXI w.

Druk 3D a przemysł 4.0

Najczęściej wymienianym towarem deficytowym współczesności jest czas. Zarówno druk 3D, jak i koncepcja przemysłu 4.0 są niejako owocami zaspokojenia potrzeby skrócenia czasu cyklu produkcyjnego. Co więcej, oba rozwiązania korzystają w bardzo zaawansowanym stopniu z internetu (usługi chmur) oraz natychmiastowej reakcji na zmieniające się warunki popytowe. Modelowe ujęcie Industrie 4.0 zakłada, że maszyny mogą komunikować się ze sobą samodzielnie, a przy wykorzystaniu sztucznej inteligencji (AI) są w stanie szukać rozwiązań aktualnych problemów i je implementować, jedynie przy nadzorze człowieka.

Tworzenie innowacji przy pomocy drukarek 3D w ramach idei przemysłu 4.0 wydaje się być zjawiskiem skądinąd „naturalnym”. Maszyny korzystają z bardzo dokładnych i zasobnych baz danych oraz są w stanie sprawdzać konkretne rozwiązania w czasie nieosiągalnym dla przeciętnego kreślarza CAD czy nawet inżyniera produktu. Konsekwencją jest bardzo szybkie stworzenie prototypu, który daje wiele przewag konkurencyjnych już na etapie teoretycznego opracowywania projektu. Druk 3D pozwala na użycie szerokiego wachlarza materiałów od tworzyw sztucznych, przez drewno po zaawansowane kompozyty i tkanki biologiczne, które zapewniają tej technice znaczną wszechstronność użycia.