Témata

Customizace 3D tisku+ eMobilita = eBike

V loňském roce (viz. www.mmspektrum.com/170744) jsme přinesli rozhovor Jána Košturiaka s renomovaným slovenským designérem Patrikem Paulem. Rozprava se týkala 3D tištěného eBiku, jehož výjimečnost konstrukce spočívá v customizovaném řešení rozměrových a materiálových parametrů kola pro optimální potřeby jezdce.

Tento článek je součástí seriálu:
Podnikatelské příběhy
Díly
Roman Dvořák

Je absolventem oboru Strojírenská technologie Fakulty strojní ČVUT v Praze, kde studuje kombinovanou formu doktorského studia. V roce 1997 nastoupil do vydavatelství Vogel Publishing na post odborného redaktora vznikajícího strojírenského titulu MM Průmyslové spektrum. V roce 1999 přijal nabídku od německého vlastníka outsourcingovat titul do vlastního vydavatelství. 

Tento přístup aplikovaný na elektro enduro v té době byl a stále je ve světě ojedinělý a nepřekonaný. Od doby realizace rozhovoru byly na tomto projektu realizovány další inovační kroky, vytištěny a sestaveny nové prototypy, zástupci Kinazo Design se zúčastnili mnoha veletrhů a seminářů, kde sbírali reflexe na svůj projekt.

Elektrokolo vs. hrdost poctivého bikera


Čím větší sportovec, tím větší odpor k elektrice. Lidé 60+ si myslí, že stále mají dostatek sil, zvládnou šlapat sami za sebe a nepotřebují žádnou podporu. Realita je však taková, že ti, kteří elektrokolo vyzkoušejí a zjistí, jaké má výhody, kam všude se s ním bez fyzického vyčerpání dostanou, mohou stačit svým kolegům a dámy udrží tempo s pány, začnou o variantě elektrokola uvažovat. Sbližuje to. Hlavním benefitem je opravdu to, že je možné dojet dál, výš a ve skupině nejsou otrávení lidé, kteří buďto nestačí, nebo naopak na pomalejší musí čekat. Patrik Paul, Kinazo Design

Milníky na cestě

Originalita řešení eBiku tkví v customizaci konstrukce rámu kola a dalších komponent dle parametrů jezdce a integrací baterie do rámu společně s elektromotorem do středu kola. Mnoho horských kol má box s uloženou baterií na rámu. V Kinazo Design chtěli integrovat baterii do rámu, aby design kola zůstal zachován. Když s tímto požadavkem přišli za výrobcem v Německu, žádné řešení jim nenabídl. Předal jim přesně tu nevzhlednou baterii, která se k rámu montuje. S ní zkoušeli první prototyp, geometrii i s namontovaným motorem. Stále však v Kinazo Design snili, že baterii umístí dovnitř, a tak jednali s výrobcem, zda by takové řešení začal vyvíjet. To si však z finančních důvodů nemohli dovolit dotovat, a tak čekali na někoho, kdo si tento vývoj zadá a bude jej financovat. Což se povedlo, ale americká společnost, pro kterou se baterie vyvíjela, logicky požadovala na produkt exkluzivitu. Další rok a půl tedy čekali na baterii, až bude dostupná i pro všechny ostatní. Poté již měli produkt, s nímž mohli experimentovat, a tím začala dlouhá cesta k 3D tisku.

Benefity použití 3D tisku v customizovaných návrzích v porovnání s konvenčním způsobem výroby jsou zřejmé. To si uvědomili i v Kinazo Design. Pokud by navrhli rám z karbonu nebo hliníku, museli by nechat vyrobit formy, a to na každou velikost zvlášť – což je velmi nákladné. Z důvodu tehdejší neexistence dostatečně velké komory 3D tisku, kde by bylo možné vytisknout celý rám z jednoho kusu, museli jít cestou svařovaných trubek. Navrhli a následně vytiskli jedenáct kusů trubek a ty poté svařili. Bohužel jim při testech hliníkový rám praskl. Zkoušky odhalily konkrétní příčinu spočívající v křehkosti svarem ovlivněného materiálu.

Náklady na 3D tisk eBiku jsou stále velmi vysoké, představují více než polovinu prodejní ceny, která současně činí 20 tisíc euro. Bezesporu se jedná o zboží luxusní třídy, jako v jiných komoditách. Patrik Paul společně s hlavním designérem Slavomírem Ozanikem zhlédli na výstavě v Německu bike za 75 tisíc euro, a přitom se nejednalo o elektrokolo. Tam si uvědomili, že cenové stropy se nacházejí jinde. Ale tak, jak se vyvíjí 3D tisk, budou i ceny bezesporu klesat. Díky designu, možnostem customizace a exkluzivitě, které eBike má, stále zůstane vysoko nad střední třídou.

Volkswagen Slovakia

Ve štupavském závodě u Bratislavy firma VW intenzivně rozvíjejí 3D tiskové centrum a soustředí se na technologii aditivní výroby z kovových materiálů pro automobilový průmysl. Vlastnili zde v době úvah týmu Kinazo Design o dalších krocích na projektu eBike největší sériově vyráběnou tiskárnu laserového spékání kovů Concept Laser X Line 2000. Stavební prostor 800 x 400 x 500 mm byl dostatečný pro vytištění celého rámu eBiku. Materiálem byl hliníkový prášek. Při tisku na tomto stroji je použita metoda DMLS (Direct Metal Laser Sintering) – vysokovýkonný laser v mikrometrových vrstvách natavuje částečky kovu. V tomto případě stroje Laser X Line 2000 jsou zde dva lasery po 1 kW. Dvoumodulové konstrukční uspořádání stroje s automatickou výměnou eliminuje vedlejší časy, a proto je stroj s úspěchem využívaný v automobilovém a leteckém průmyslu. Primárně je stroj určen pro koncernové závody VW na celém světě na prototypové a malosériové díly, komponenty, ale i na nástroje a přípravky pro výrobu vozidel. Výjimečné vlastnosti stroje jej však předurčují i k unikátním projektům, které není možné realizovat tradičními výrobními procesy a technologiemi, a tak VW spolupracuje s externími partnery na inovativních a technologicky náročných řešení, jako je právě případ hliníkové konstrukce eBiku ze studia Kinazo Design. Jedná se o revoluční technologii budoucnosti ve stavbě kol. Přímo z počítače se importují 3D data do stroje, ve kterém je možné vytisknout rám jakékoliv velikosti, jakéhokoliv tvaru a prakticky můžeme změny dělat okamžitě. Bez nákladů na formy… Rám lze upravit nejen velikostí, ale také jej přizpůsobit typu jízdy změnou tvaru, tloušťky či vyztužením zvláště namáhaných částí.


Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Aktuality

Nyní se připravuje první malosériová výroba. Jeden z prototypových kusů je podrobován testům ve státní zkušebně pro získání potřebných certifikátů. Je k dispozici konfigurační systém na sestavení celého eBiku – velikost rámu vychází z konkrétního změření jezdce a jeho posedu, sériově vyráběné komponenty jsou od světových dodavatelů.

Před celým týmem Kinazo Design a jejich partnerů je nyní další etapa jejich dobrodružné cesty. Neméně náročná, jako ta předchozí, ale již v bližším dohledu konkrétního výsledku v podobě sériově vyráběných eBiků. Nádherné skloubení nových technologií a sportu. Držme jim v tom palce.

Roman Dvořák

roman.dvorak@mmspektrum.com

Vydání #4
Kód článku: 180456
Datum: 11. 04. 2018
Rubrika: Trendy / 3D technologie
Seriál
Související články
MM Podcast: Každé vítězství má svůj příběh

Olga Girstlová byla v 90. letech nepřehlédnutelnou součástí vznikajícího podnikatelského prostředí tehdejšího Československa. Společně se svým otcem a manželem založili v květnu 1990 společnost GiTy. Vsadili na komoditu s obrovským potenciálem technologického růstu. Po 15 letech manželé Girstlovi však dospěli k rozhodnutí společnost prodat a dále se věnovat jiným komoditám, jako například ekologickému stavitelství. 

CIMT 2021 plně prezenční

Zatímco je celý svět paralyzovaný restrikcemi proti šíření koronaviru covid-19, v Pekingu byl dnes zahájený veletrh obráběcích a tvářecích strojů China International Machine Tool Show CIMT 2021 v plné prezenční formě a téměř shodného rozsahu, jako ročníky předešlé. Ve stejný den a po celý týden, jako Hannover Messe Digital Edition – průmyslový veletrh v plně digitální platformě.

Hannover Messe 2021

Inovace, vytváření sítí a sdílení zkušeností ve věku průmyslové transformace – to jsou klíčová motta, která představují letošní ročník digitálního Hannover Messe, na kterém více než 1 800 vystavovatelů představí svá řešení pro výrobu a energetické systémy budoucnosti. Od umělé inteligence po robotiku, od ochrany klimatu po vodík. Nejdůležitější světový průmyslový veletrh plní svoji roli jako inovační a síťová platforma a vytváří uprostřed koronové pandemie globální platformu pro výměnu zkušeností v době průmyslové transformace.

Související články
MM Podcast: Glosa - God Save the Queen

V naivní představě ekonomického perpetuum mobile zaměstnáváme v poměru k reálné ekonomice nejvyšší počet lidí ve státní a veřejné správě v rámci nejrozvinutějších zemí OECD. Rakovinotvorný rozbujelý a nevýkonný úřednický aparát, vědomě bojkotující vznik e-státu, dokonale paralyzuje správu věcí veřejných. A jeho solidarita s aktuálně zdecimovaným privátním sektorem? Home office na 100 % mzdy, její valorizace, statisícové odměny na MF za ušetřené miliardy (…). 

Související články
V hlavní roli strojař

Fakulta strojní VŠB-TUO se pro letošní rok v rámci náborové kampaně vrací k úspěšné sérii V hlavní roli strojař. Kampaň komunikuje myšlenku, že strojaři jsou hvězdy hrající hlavní roli v moderním světě. Jejím cílem je zlepšit vnímání oboru strojírenství, posílit brand fakulty, a samozřejmě také nalákat uchazeče ke studiu strojařiny.

Chytrá kombinace systémů

Vývoj obráběcích technologií v minulém století nabral na obrátkách. Dnes jsme tuto technologii dotáhli téměř k dokonalosti – jsme schopni vyrobit předměty libovolných tvarů v přesnostech na tisíciny milimetru. Dalo by se říct, že pro zlepšení zde už příliš prostoru nezbývá, přesto nás přední výrobci obráběcích strojů a nástrojů pravidelně přesvědčují o opaku. Progresivní a inovativní přístup společnosti Ceratizit je toho jen dalším důkazem. Nedávno na trh uvedla přesnou vyvrtávací hlavu Komflex z produktové řady Komet, která umožňuje automatickou korekci průměru v případě vyvrtávání přesných otvorů. Jak to nástroj dokáže, upřesňuje v následujícím rozhovoru technický ředitel společnosti Ceratizit Česká republika Ing. Jan Gryč.

MSV ve znamení materiálů i technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro Mekku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, mimo lidi z dalších oborů, setkají i výrobci plastů a též špičkových zařízení pro plastikářskou výrobu. Na naše otázky odpovídají Pavel Tuláček, jednatel společnosti Gorilla Machines, a David Svoboda, jednatel Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery Česko.

Aditivně s nadzvukovou rychlostí

Společnost Hermle je známá především pro svá přesná pětiosá obráběcí centra a nadstandardní servis. Už málokdo ví, že vyvinula také stroj pro aditivní výrobu kovových dílů. Přestože je i tato technologie založena na postupném vrstvení kovového prášku na součást, nedochází zde ke spékání prášku laserovým paprskem, ale kovový prášek je tryskou doslova nastřelován na díl nadzvukovou rychlostí. Na detaily jsme se zeptali technického zástupce společnosti Hermle Pavla Němečka.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Svařování mědi pomocí vláknového laseru

Rychlý rozvoj v oblasti elektromobility vede ke zvýšení poptávky po svařování mědi. To, co ji činí pro danou aplikaci ideální (tj. vysoká elektrická a tepelná vodivost), ji zároveň činí obtížně svařitelnou konvenčními vláknovými lasery. Díky vyšší efektivitě, zhruba dvojnásobné, někteří výrobci zkoušejí používat zelené pevnolátkové lasery. Výsledkem je stabilnější a méně citlivý proces, než jaký byl možný u standardních vláknových laserů.

Procesně stabilní zpracování recyklátů

Do roku 2025 si Evropská unie klade za cíl ročně více než zdvojnásobit používání recyklátů při výrobě plastových výrobků [1, 2]. K dosažení tohoto cíle jsou kromě závazku firem působících na trhu a vyšší kapacity při zpracování plastového odpadu zapotřebí především nové technologie zpracování. Recykláty je nutné používat v daleko větší míře a v ještě vyšších poměrech. S novými procesy vstřikování na jedné straně a inteligentní podporou na straně druhé sleduje výrobce vstřikovacích strojů Engel různé a často velmi slibné přístupy. Výroba boxů a kontejnerů ukazuje na velký potenciál.

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.

Aditivní výroba velkých dílů

Porto patří k největší průmyslové oblasti Portugalska. Od roku 1956 zde sídlí přední světový výrobce strojů technologie tváření – společnost Adira.

Fórum výrobních průmyslníků

Jaké zásadní problémy vám současná doba přináší do chodu firmy, jak se je snažíte řešit a s jakým výsledkem?

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy 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