Témata
Reklama

Aplikace kovového 3D tisku v motorsportu

Technologie laserového spékání práškových kovů, jako jsou např. korozivzdorné, nástrojové oceli, slitiny titanu, hliníku, CoCr, Inconelu nebo drahých kovů (Au, Ag), se nazývá LaserCusing. Systém vyrábí součásti aditivní technologií, kdy dochází k lokálnímu natavení ve vrstvách nanášeného kovového prášku pomocí laseru.

Ondřej Svoboda

Jednatel a spolumajitel společnosti Misan. Vystudoval čtyřleté gymnázium. Z mimoškolních aktivit se věnoval prakticky denně sportu. Po ukončení doktorského studia na ČVUT a nástupu do zaměstnání si dálkovou formou doplnil vzdělání v elektrotechnice (výuční list) z důvodu získání oprávnění pracovat samostatně na zařízeních pod napětím (vyhláška 50). Jeho volba padla na Strojní fakultu ČVUT, specializaci „výrobní stroje a zařízení“. Po ukončení doktorského studia spojeného se zaměstnaneckým poměrem ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT na Fakultě strojní ČVUT v Praze pracoval po dobu jednoho roku ve výrobním závodě jednoho z japonských výrobců obráběcích strojů v Anglii. Poté přišel do rodinné firmy Misan, kterou jeho otec spoluzakládal. Věří, že směřování jeho firmy najde pozitivní odezvu v českém průmyslu, jehož budoucnost vidí právě v zaměření na složité a přesné výrobky vyráběné s nejvyšší produktivitou. 

Uplatnění nachází při výrobě hotových dílů, které nelze běžnými výrobními metodami zhotovit (např. s konformním vnitřním chlazením, bezešvě zřetězené díly atd.) nebo při prototypové výrobě odlitků a plechových výlisků bez nutnosti výroby formy, resp. tvářecích nástrojů. Stroje, které vyrábí např. Concept Laser, lze využít v oblasti automobilového, leteckého, lékařského, dentálního, šperkařského průmyslu a v oblasti výroby vstřikovacích forem.

Reklama
Reklama
Reklama

Práškový materiál

Vstupním materiálem je kovový, plynem atomizovaný prášek o zrnitosti v rozmezí 10–40 µm pro optimální rozložení prášku v prostoru. Materiál je ve formě prášku nákladnější, je však potřeba mít na paměti, že nevyužitý prášek je možné prosít a znovu použít. Na rozdíl od obrábění tak nedochází ke ztrátám materiálu ve formě třísek. Pouze velmi malé procento odpadá při prosévání a při použití podpěrných struktur.

Obr. 1. Příklad prototypu odlitku. Zdroj: Daimler AG

Obr. 2. Příklad plechového prototypu. Zdroj: Daimler AG

Automobilový průmysl a motorsport

V automobilovém průmyslu se technologie LaserCusing využívá zejména u prototypování odlitků a plechových dílů. Výhody spočívají ve vynechání konvenčních výrobních procesů, jakými jsou výroba modelu a formy pro následné odlití prototypu. V případě plechových dílů není potřeba vyrábět nákladné tvářecí nástroje. Přímou výrobou prototypů dochází ke zkrácení vývojové fáze z týdnů na dny.

V případě motorsportu je možné zvolit laserové spékání jako finální technologii výroby dílů. Následuje pak jen případné obrobení dosedacích a funkčních ploch.
Vývoj dílů je obecně napříč odvětvími jedním z hlavních důvodů využití laserového spékání.

Obr. 3. Díl před topologickou optimalizací a po ní
Obr. 4. Finální podoba dílu v CAD datech a analýza posuvů

Studentská formule ČVUT – úspěšná topologická optimalizace s pomocí kovového 3D tisku

Team CTU Cartech je již druhým rokem podporován firmou Misan, která mu dává prostor pro využití nejnovějších technologií na poli 3D tisku kovu, odborně nazývaného sintrování.

Pro sezonu 2015 byl pro topologickou optimalizaci a následné sintrování zvolen sloupek řízení. V minulých letech byl sloupkem ocelový svařenec, který byl na úkor hmotnosti málo tuhý. Návrh dílu topologickou optimalizací začal u vymezení prostoru pro díl. Tento tvar byl volen tak, aby v modelu nevznikaly kolize s jinými díly. Navržený díl byl převeden do prostředí programu Hyperworks. Následovala definice okrajových podmínek a zátěžných stavů potřebných pro optimalizaci a konečně pomocí řešiče OptiStruct proběhla topologická optimalizace. Topologická optimalizace byla řešena metodou hustot. Řešič snižuje pseudohustotu jednotlivých elementů. V místě, kde je materiál potřeba, ponechá pseudohustotu rovnou 1 a v místech, kde materiál potřeba není, přiřadí elementům pseudohustotu rovnou 0.

Obr. 5. Výsledný díl, který prošel topologickou optimalizací a následným sintrováním, má celkovou hmotnost 312 g a má 9x větší tuhost než předchozí sloupek řízení.

Cílem topologické optimalizace bylo zachovat nebo snížit hmotnost sloupku řízení, zvýšit tuhost sloupku řízení ve vybraných směrech a přitom nepřekročit hodnotu 100 MPa maximálního redukovaného napětí.

Díl po topologické optimalizaci bylo potřeba vymodelovat v CAD programu a následně provést kontrolu pevnosti a tuhosti na finálním tvaru dílu. Finální tvar byl následně předán do výroby.

Technologie sintrování umožňuje vyrábět tvarově velmi složité díly, které by jinou technologií nešlo vyrobit. Existují omezení, se kterými je třeba počítat již při návrhu a tím zjednodušit výrobní část. Jedním z hlavních omezení je úhel, který udává, zda je díl samonosný a kdy už má tendenci se bortit. Pokud díl překročí tento úhel je potřeba přidat k dílu podporu, která zamezuje zborcení. Následuje odstranění přídavných podpor z dílu.

Ondřej Svoboda

Misan

www.misan.cz

Reklama
Související články
Neobráběj jako šnek

Nadpis článku byl převzat z názvu jednoho ze seminářů, které pravidelně pořádá společnost Misan ve svém školicím a předváděcím centru v Lysé nad Labem. Tento poslední se konal koncem května a partnerskými společnostmi semináře byly firmy Hofmeister a t-support.

Aditivní výroba ve tváření plechů

Trojrozměrný (3D) tisk, označovaný také jako aditivní výroba (additive manufacturing - AM), zaznamenal v poslední době značný rozvoj. Touto technologií je umožněna výroba i velmi tvarově komplikovaných trojrozměrných produktů. Objekty nebo výrobky jsou vytvářeny z podkladu digitálních 3D modelů nebo jiných elektronických datových zdrojů. Aplikační možnosti 3D tisku se s ohledem na progresivní vývoj této technologie jeví jako neomezené.

Cena MM Award na EMO 2019

Také v roce 2019 došlo na udílení cen MM Award. Jedná se o oficiální a jediné ceny udělované na veletrhu EMO. Porota i letos vybírala z mnoha přihlášených exponátů, nejen německých výrobců. Do užšího výběru se jich dostalo jen pár, a nakonec bylo rozdáno pět hlavních cen v pěti kategoriích. S prázdnou neodešly ani firmy, jejichž produkty se ocitly na druhém a třetím místě. I v tomto roce došlo k jistému „posunu“ ve vnímání obsahu jednotlivých kategorií, a tedy i oceněných produktů. Pojďme se podívat na vítězné exponáty podívat jednotlivě. Je to lehký nástin toho, jak EMO vidí němečtí kolegové.

Související články
V nejisté době je univerzálnost řešením

Automatizace průmyslových procesů řeší problémy s nedostatkem kvalifikované pracovní síly, nahrazuje fyzicky namáhavou či zdravotně škodlivou činnost, snižuje chybovost lidského faktoru, zkracuje výrobní časy a v konečném důsledku přispívá ke zvýšení kvality a zisku. Nejen toto je pro ředitele společnosti Acam Solution Ing. Pavla Bortlíka a jeho tým motivace, ale i zábava. Za relativně krátkou dobu na trhu se firma stala, ať už napřímo, či přes své obchodní partnery, dodavatelem společností jako Volkswagen, Toyota, Olympus, Škoda Auto, Edwards, TE, BOSH, Heinze Gruppe, Woco STV či Fanuc a nyní přichází s řešením vhodným nejen pro velké výrobce, ale také pro malé a střední podniky – s univerzální robotickou buňkou HXG. Důležitým komponentem v této buňce je mimo jiné systém pro upínání nulového bodu VERO-S od společnosti Schunk.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Technologie roku 2018

Další z řady odborných seminářů společnosti Misan v jejím sídle v Lysé nad Labem s názvem Technologie roku 2018 se uskutečnil v únoru ve spolupráci se společností Tungaloy. Hlavními tématy byly automatizace výrobních procesů, monitorování a propojování výrobních strojů a systémů a představení nových výrobních zařízení, nástrojů a technologií, které pak byly následně předvedeny v praktické části semináře při ukázkách obrábění. Bonusem na semináři byla přítomnost chairmana a CEO Okuma Europe a Okuma America Corporation Takeshiho Yamamota a senior manažera z oddělení obchodu Okuma Europe Ralfa Baumanna, kteří poskytli MM Průmyslovému spektru exkluzivní rozhovor.

Automatizace lidem práci nebere

Automatizaci se ve firmě Kovosvit MAS věnují od roku 2013. Z původního projektu vznikla samostatná divize MAS Automation a na letošní rok má plánované téměř dvojnásobné tržby oproti roku 2017. V porovnání s plánovaným obratem celého Kovosvitu jsou tržby divize zatím nevýznamné, ale průměrný růst divize o dvě třetiny ročně dokládá, že automatizace má v podniku ze Sezimova Ústí zelenou.

Veletrh EMO opět v Hannoveru

Mezinárodní kovozpracující veletrh EMO se po čtyřech letech opět vrací do Hannoveru. Konat se bude od 18. do 23. září a podle našich informací je určitě na co se těšit. Letošním heslem veletrhu je „Connecting systems for intelligent production“, volně přeloženo „Propojováním systémů k inteligentní výrobě“. Cílem tohoto článku je představit trendy letošního veletrhu a několik novinek společností, které v průběhu předveletržní tiskové konference prozradily, jaké inovace budou na svých stáncích v Hannoveru prezentovat.

Projekt snů 2

Významnost roku 2017 pro firmu Okuma – výrobce CNC obráběcích strojů – neznamená pouze oslavy 120. výročí založení společnosti, ale i uvedení do provozu v pořadí druhého nejmodernějšího automatizovaného závodu, firmou označovaného jako Projekt snů (Dream Site 2 – dále PS2) v místě japonské centrály.

Uplatnění kovového 3D tisku

Společnost Misan z Lysé nad Labem se aditivními technologiemi kovových dílů zabývá a tato zařízení v České republice distribuuje už osm let. Dalo by se říct, že je jedním z průkopníků s těmito technologiemi na českém trhu. Z toho pochopitelně vyplývají také její bohaté zkušenosti s touto relativně mladou výrobní disciplínou. Na otázky, kde tyto technologie nacházejí uplatnění a v jakých oblastech mohou vyniknout, jsme se ptali aplikačního inženýra pro kovové aditivní technologie Jana Hudce.

Vliv složek ochranných atmosfér na WAAM

Svařování v současné době není už pouze technologií ke spojování materiálů. S rozvojem aditivní výroby strojních součástí lze tento proces využít také pro výrobu komplexních a geometricky složitých součástí. Technologie WAAM využívá svařování pro vrstvení jednotlivých svarových housenek do tvaru vyráběné strojní součásti a je charakterizována mnoha proměnnými – mimo jiné i účinky ochranné atmosféry. Cílem příspěvku je zhodnotit vliv jednotlivých složek ochranných atmosfér používaných pro MAG svařování.

Zájem o aditivní technologie roste

Velký rozmach aditivních technologií je pozorovatelný zejména v posledních letech. Proč je pro výrobce kovových dílů tato technologie tak lákavá? S jakými změnami je spojená implementace této technologie do výroby a jaké výhody přináší uživateli – to jsme zjišťovali u odborníků na laserové spékání kovových prášků Ondřeje Svobody a Jana Hudce ze společnosti Misan, zástupce společnosti Concept Laser v České republice.

Z EMO rovnou na MSV

Přípravy letošního strojírenského veletrhu v Brně konaného 9.–13. října 2017 vrcholí a budou opět charakterizovány nervozitou při transportu exponátů z EMO Hannover, který končí 14 dní předtím.

Od aditivních strojů k hybridním zařízením

Zlepšující se funkčnost a výkon hardwaru, široká paleta volby materiálů a stále se zlepšující kvalita vyráběných součástí přispívají k růstu aditivní výroby. Technik ve výrobě tak získává neustále na významu.

Aditivní výroba unikátních řezných nástrojů

Aditivní technologie jsou jedním z nosných pilířů Průmyslu 4.0. Od roku 2014, kdy v ČR 3D tisk kovů odstartoval „ve velkém“, byla o této problematice napsána celá řada publikací, díky nimž je tato technologie považována za poměrně známou. Jedním z průkopníků 3D tisku v ČR je firma Innomia, která přinášela informace o technologii DMLS do povědomí českého průmyslu již několik let před tímto zmiňovaných boomem.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit