3D tisk a robotika – technologie s velkým potenciálem

Vývoj ve 3D tisku je velmi rychlý, co bylo ještě před rokem nemožné, dnes se stává realitou. Rychlost a flexibilitu 3D tisku jsme mohli vidět v reakci na pandemii koronaviru v roce 2020, kdy firmy zabývající se aditivní výrobou, tedy vyráběním založeném na principu postupného přidávání vrstev materiálu, rychle reagovaly na nově vzniklé potřeby a začaly produkovat ochranné pomůcky jako masky nebo štíty. 3D tisk je fenoménem posledních let a naše republika je v něm výrazně vidět. Například český výrobce – firma Prusa Research – navrhuje a staví celosvětově úspěšné 3D tiskárny. Na špici je Česká republika také ve výrobě tiskových strun, tedy materiálu, ze kterého se trojrozměrné produkty vytvářejí.

3D tisk pomáhá výrazně zrychlovat, zlevňovat a usnadňovat například výrobu prototypů, kusových výrobků na míru či malosériovou výrobu. Je využíván napříč obory a odvětvími. Tisknout se dá z termoplastů, z kovů, z materiálů s příměsí dřeva nebo skla, dále také z papíru. Vyrábějí se tak např. prototypy a funkční díly pro strojírenství, formy pro lisování plastů, nejrůznější díly pro technologicky nejvyspělejší odvětví – automobilový, letecký nebo kosmický průmysl. Aditivní výroba ale rovněž slouží jako praktický pomocník architektů, vědců či lékařů.

V roce 2019 využívalo 3D tisk 6 % firem s 10 a více zaměstnanci v ČR. Ve využití této technologie dominují především velké subjekty s více než 250 zaměstnanci. Data ČSÚ potvrzují, že 3D tisk si našel cestu do průmyslové výroby. Ve zpracovatelském průmyslu jej využívá 13 % firem, tedy dvojnásobek průměru za všechny firmy. Z konkrétních odvětví se nejčastěji uplatňuje ve výrobě počítačů, elektronických a optických přístrojů a zařízení (34 % firem) a také v automobilovém průmyslu (28 % firem). V odvětví výzkum a vývoj s aditivními technologiemi pracuje 27 % firem.

V 3D tisku jsme nadprůměrní

České firmy jsou v mezinárodním srovnání za rok 2019 ve využívání 3D tisku na čtvrtém místě evropského žebříčku za Dánskem, Finskem a Německem. Nad průměrem EU27 jsme i v případě, že je žebříček sestaven pouze za firmy působící ve zpracovatelském průmyslu. Pokud se zaměříme na využití 3D tisku v automobilovém průmyslu (NACE 29-30), zaujímá Česko opět nadprůměrnou čtvrtou příčku, tentokrát však za Dánskem, Slovinskem a Německem.

Z dat ČSÚ vyplývá, že firmy častěji využívají 3D tisk na vlastní nebo pronajaté tiskárně (dále uváděno zjednodušeně jako vlastní tiskárna), než aby nakupovaly 3D tisk jako službu. Vlastní 3D tiskárnou disponují nejčastěji subjekty působící v elektronickém průmyslu (výroba počítačů), v ostatním zpracovatelském průmyslu, automobilky, subjekty působící ve výzkumu a vývoji nebo firmy zabývající se výrobou elektrických zařízení. Čísla ukazují, že české podniky využívající aditivní výrobu na vlastních 3D tiskárnách jsou v evropském srovnání na druhém místě za firmami v Dánsku.

Nákup 3D tisku jako služby od jiného subjektu je českými firmami využíván méně a v evropském srovnání za rok 2019 se nacházíme pod průměrem EU27. Zajištění 3D tisku jako služby poskytnuté jiným subjektem využily nejčastěji firmy zabývající se výrobou ostatních dopravních prostředků (tedy např. lodí, kolejových vozidel, letadel). Za zmínku stojí, že 3D tisk na zakázku využila v roce 2019 více než desetina veterinárních ordinací a stejný podíl subjektů zabývajících se výzkumem a vývojem. Předměty vyrobené na 3D tiskárně slouží nejčastěji pro vlastní potřeby firem. Produkce trojrozměrných výrobků za účelem jejich dalšího prodeje je charakteristická pro subjekty z odvětví výzkum a vývoj, pro ostatní zpracovatelský průmysl nebo pro elektronický průmysl.

Firmy využívající 3D tisk (2019)

(% z celkového počtu firem s 10 a více zaměstnanci v dané zemi)

Roboty se nejvíce uplatňují v automobilkách

Před sto lety mělo v Národním divadle premiéru Čapkovo drama R.U.R., ve kterém poprvé zaznělo slovo robot. Původně chtěl Karel Čapek inteligentní stroje nazvat laboři, pojmenování robot mu poradil jeho bratr Josef a tento novotvar se tak zařadil mezi několik dalších slov původem z Česka, jejichž užívání se rozšířilo do mnoha dalších jazyků (např. pistol, dolar).

Dvacet let po prvním uvedení Čapkovy hry se objevily první teleoperátory pro manipulaci s radioaktivními a jinými nebezpečnými materiály. V roce 1961 byl v USA zprovozněn první průmyslový robot UNIMATE, o sedm let později byl postaven pohyblivý robot vybavený viděním. Průmyslové roboty se postupem času staly běžným prostředkem automatizace manipulačních operací především v automobilovém průmyslu. Jsou používány pro zvýšení výrobní kvality, kapacity a produktivity. Zapojení robotů do výroby umožňuje firmám přenechat jim úkony, které vyžadují fyzicky náročnou práci nebo jsou příliš stereotypní.

V roce 2020 využívalo v Česku průmyslové roboty celkem 6 % firem, v kategorii velkých firem s více než 250 zaměstnanci se jednalo o třetinu. Ve zpracovatelském průmyslu používá tyto roboty 18 % firem, z velkých průmyslových více než 60 %. Z hlediska odvětví se robotické manipulátory nejčastěji uplatňují v automobilovém průmyslu (55 %).

Na trhu se začínají objevovat také roboty servisní, které mohou spolupracovat s lidmi nebo svěřené úkony provádět plně automaticky bez pomoci člověka. Servisní roboty vykonávají specifické, pro člověka obtížné nebo příliš namáhavé činnosti. Dokážou pracovat ve znečištěném či nebezpečném prostředí. V roce 2020 využívala tyto roboty jen 2 % všech firem a 3 % firem ve zpracovatelském průmyslu, tedy šestkrát méně firem než v případě průmyslových robotů. Zaznamenáváme je nejčastěji v chemickém nebo automobilovém průmyslu, v sektoru služeb pak nejčastěji v úklidových činnostech, v dopravě a skladování a při doručování. Servisní roboty využívají české firmy nejčastěji na montážní práce (např. základové práce, montáže stavebních konstrukcí), na úklid nebo čištění a pro práce ve skladech.

Ve využívání průmyslových robotů jsou firmy v ČR nad průměrem EU27, patří jim jedenácté místo. Nad průměrem EU jsme i v případě, že je žebříček sestaven pouze za firmy působící ve zpracovatelském průmyslu. Pokud se zaměříme na využití průmyslových robotů pouze v automobilovém průmyslu (NACE 29-30), zaujímá Česko třetí místo za Portugalskem a Slovinskem. V Portugalsku působí německý Volkswagen a francouzský PSA Peugeot Citroën, slovinskou automobilovou výrobu táhne francouzský Renault.

Automobilový průmysl patří v Česku mezi nejdůležitější průmyslová odvětví. Produkuje přes 20 % objemu výroby, zaměstnává více než 120 tisíc lidí a při plném využití své kapacity dokáže za rok vyrobit přibližně 1,5 milionu osobních automobilů. Vedle osobních aut produkujeme i významné množství ostatních dopravních prostředků a působí zde mnoho důležitých dodavatelů pro automobilový průmysl.

Na špici jsou inovující firmy

V rámci evropského šetření o inovačních činnostech podniků sledoval ČSÚ míru zapojení firem do průmyslu 4.0, tj. zda používají technologie spjaté s robotizací a digitalizací výroby. Ze zjištěných dat vyplývá, že 3D tisk i robotiku výrazně častěji využívají firmy zavádějící inovace. Například procento využití průmyslových či servisních robotů ve zpracovatelském průmyslu bylo již v roce 2018 čtyřikrát vyšší ve skupině firem s inovačními aktivitami než u těch, které neinovovaly. Obdobný rozdíl byl zaznamenán i v případě využívání 3D tisku.

Ukázalo se rovněž, že využívání robotiky je ve zpracovatelském průmyslu nejrozšířenější ve výrobě automobilů a mezi velkými firmami. Vysoký podíl užití robotů byl zaznamenán také u inovujících podniků v gumárenském a plastikářském průmyslu nebo ve strojírenství. 3D tisk využívaly inovativní podniky v roce 2018 nejčastěji při výrobě nebo vývoji v elektronickém průmyslu a ve výrobě ostatních dopravních prostředků. Vysokou míru využití má 3D tisk taktéž u inovujících podniků v elektrotechnickém průmyslu, které s ním pracovaly dokonce pětkrát častěji než neinovující firmy v tomto odvětví.

Článek si můžete přečíst také v časopisu Statistika&My.

Více se dočtete zde: Věda, výzkum, inovace