Témata
Reklama

Kovy, nebo pevné kompozity?

Aditivní výroba vysoce odolných kompozitů se spojitou výztuží z karbonu (stejně jako 3D tisk kovů) dnes běžně pomáhají při zrodu funkčních dílů nebo montážních přípravků. Obě technologie fungují velmi dobře už samostatně, jejich kombinace však přináší zcela nová, chytrá řešení. Navíc často s rychlou návratností investice.

Dostupnější 3D tisk kovů (stejně jako tisk kompozitů s pevností v tahu rovnající se až 23násobku ABS) nabízejí unikátní technologie společnosti Markforged, tradičně dostupné i v Česku. Obě metody přinášejí rozdílné vlastnosti výtisků pro rozdílné požadavky (více prozradí grafické srovnání). Díky pochopení jejich klíčových vlastností dnes konstruktéři dokážou oba materiály efektivně využívat, kombinovat je – a současně také ve výrobě nepřestřelit. Tedy nevyrábět funkční díly a montážní přípravky neefektivně a příliš nákladně jen proto, že nikoho nenapadlo použít výhodnější technologii.

Reklama
Reklama
Reklama


Srovnání typických vlastností 3D tištěných kompozitů se vkládanou spojitou výztuží a kovů.
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Jak upnout tvarově složité díly

Pokročilé způsoby 3D navrhování (generativní design, topologická optimalizace) a 3D tisk umožňují konstruktérům přicházet s optimalizovanými tvary dílů. Nabízejí třeba výrazné odlehčení při zachování požadované únosnosti. Čím má ale podobný díl složitější geometrii, tím více vyžaduje upínací přípravek zhotovený na míru – třeba pro uchycení kovového dílu pro další opracování nebo inspekci (příklad na obrázku).

Příprava upínacích přípravků s využitím 3D tisku z kompozitů je jednodušší a přímočařejší než u tradičního obrábění. Požadovaný tvar přípravku totiž snadno získáte v 3D CAD řešení – od jednoduchého objemového tělesa budoucí upínky prostorově odečtete tvar již vymodelovaného dílu. Zbude vám požadovaný tvar – po rozdělení třeba ve formě dvou měkkých upínacích čelistí. Obejdete se tak bez programování a celého procesu obrábění, tisknete lokálně, přímo z digitálních dat na stolní či průmyslové tiskárně kompozitů.

Nástroje pro každý projekt

Výroba nástrojů na míru, třeba k ručnímu utahování atypických spojů, bývá nákladná. A podobně jako u nástrojů tradičních, jako je například kladivo, i zde se vyplácí kombinace více materiálů s různými vlastnostmi. Spojení kompozitu s kovem nachází bezpočet uplatnění – navíc při velmi zajímavých nákladech. Například pro zhlaví utahovacího klíče je pro pevnost i tvrdost povrchu využita 3D tištěná ocel, na ergonomické madlo pak stále dostatečně pevný, ale mnohem lehčí a rázy dobře tlumící kompozit se spojitým skelným vláknem. Zhlaví a madla lze navíc snadno měnit pro různé účely.

Pro přípravu závitů a další dokončovací práce je nutné spolehlivě a pevně upnout vytištěný kovový díl, aniž by došlo k jeho poškození. Kompozit byl vytištěn na 3D tiskárně Markforged Mark Two, ocel na zařízení Metal X stejného výrobce.

Výhodná kombinace

S rostoucí dostupností 3D tisku odolných kompozitů i příchodem nové metody ADAM, která pro změnu snižuje investici do aditivní výroby běžně velkých kovových součástek z desítek na jednotky milionů korun, dostávají konstruktéři do rukou velmi zajímavé technologie pro podporu výroby (montážní a upínací přípravky) nebo pro výrobu plně funkčních a náhradních dílů. Kombinace obou materiálů pomáhá zrychlit výrobu a tedy i uvádění produktů na trh, čímž vede ke zvýšení konkurenceschopnosti.

Vyrábět z 3D dat lze přesně tam, kde je třeba – a kdy je třeba. Zkušenosti českých zákazníků společnosti 3Dwiser, která se 3D tisku kompozitů i kovů věnuje, navíc ukazují, že návratnost investice do aditivní výroby je často pouze v řádu měsíců.

3Dwiser

sprdlik@narrativemedia.cz

3Dwiser.com

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 190951
Datum: 11. 09. 2019
Rubrika: Trendy
Autor:
Firmy
Související články
Budoucnost české výroby

Česká výroba prochází složitým obdobím. Naši výrobci musí každý den řešit složité úkoly a problémy, za které si z části ani nemohou. Doba už je taková, je potřeba se jí ale postavit čelem.

Optimalizace tvaru nástroje pro válcování

V současné době je velmi vyhledávaným strojem válcovačka typu ULS. A s rozvojem elektromobility se jeví velmi pravděpodobný požadavek na zvyšování produkce hřídelových součástí. Společnost Šmeral Brno se proto rozhodla inovovat a zlepšit nejen stroj ULS, ale i samotný proces tvorby nástrojů příčného klínového válcování (PKV).

Princip laserového čištění a jeho možnosti

Laserové čištění patří mezi mladé technologie, jež nacházejí stále nové uplatnění nejen v průmyslu. Hlavním důvodem jsou nízké provozní náklady, ekologická šetrnost k životnímu prostředí a v neposlední řadě šetrnost k čištěnému materiálu oproti konvenčním metodám.

Související články
3D tisk: výhodná inovace i v době škrtů

V některých oblastech průmyslu se již otevřeně debatuje o stagnaci a přípravě na možný ekonomický útlum, ne-li budoucí krizi. Někde se začalo prvoplánově škrtat, ti prozíravější hledají cestu, jak zefektivnit výrobu a podpořit svou konkurenceschopnost. Promyšlené nasazení aditivní výroby je přitom jedním z přístupů, který přináší hmatatelné výsledky jak v dobách hojnosti, tak i v nejistých časech.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vytvořit a vyhrát

Již od roku 1998 se datuje existence evropské soutěže Formula Student. Její podstatou je konstrukční úkol, který je součástí fiktivního výběrového řízení na vývoj vozu formulového typu.

Nové technologie osvětlení vozidel

Získat zkušenosti s novými zdroji světla bylo cílem jednoletého projektu Ideag, do něhož se na konci roku 2017 pustila mladoboleslavská společnost EDAG Engineering CZ. Výsledný prototyp zadní lampy navržené pro model Škoda Superb ukazuje možnosti využití tří moderních technologií: elektroluminiscenční fólie, OLED panelu a COB LED destiček.

Kombinace technologií slévání a 3D tisku

Aditivní technologie přinášejí do oboru slévárenství nový pohled na věc a výrazně ovlivňují nejen proces výroby odlitků, ale i myšlení pracovníků ve slévárnách. Aditivní výroba zásadním způsobem mění zavedené pracovní postupy, systémy práce s výrobní dokumentací, technickou přípravu výroby a technologii výroby odlitků. Mění také možnosti konstrukce odlitků včetně jejich tvarové náročnosti. Proto můžeme bez přehánění tvrdit, že celou slévárnu a její postup výroby odlitků lze vměstnat do jednoho stroje - 3D tiskárny na kovy.

Výuka a výzkum aditivních technologií

Inovativní výrobní technologie nacházejí své místo také v technickém vzdělávání. Do svých osnov je dříve či později zakomponovaly všechny technické vysoké školy. Avšak pořízení nákladných technologií se neobejde bez podpory ze strany průmyslového výzkumu. Na Fakultě strojní ČVUT v Praze nyní disponují úplně novým zařízením M2 cusing pro výrobu dílů metodou DMLS německého výrobce Concept Laser, dnes působící pod značkou GE Additive. Stroj dodala společnost Misan a technologie slouží primárně pro výzkum v leteckém průmyslu.

Zajímavosti ze světa 3D tisku

3D tisk nabízí stále nové možnosti uplatnění, ať už jde o vlastnosti nebo rozměry finálního výrobku, nebo o zcela nové aplikační oblasti. Jednou ze zajímavých novinek je 3D tiskárna na desky plošných spojů, která umožňuje výrobu prototypu nebo malé série během několika hodin. Nebo z jiného soudku - v největších výrobních systémech lze vytisknout plastové díly s rozměry kolem 900 mm. Pokud máte za to, že se vám investice do takového zařízení nevyplatí, není třeba zoufat, neboť technologie jsou dostupné i formou služby.

Ultra lehké komponenty vyráběné 3D tiskem

V posledních letech se do širšího povědomí dostávají aditivní technologie, neboli 3D tisk, kde je součást tvořena přidáváním materiálu nikoliv jeho odebíráním, jako je tomu u klasického obrábění. Jejich využití je zkoumáno napříč nejrůznějšími obory od strojírenství přes architekturu až po medicínu a módu. Pokud se omezíme na 3D tisk kovů, zjistíme, že aditivní technologie jsou brány jako prostředek pro výrobu tvarově složitých a občas konvenčními způsoby zcela nevyrobitelných dílů. Jsou brány jako jakási ideální výrobní technologie pro výrobu čehokoliv. V posledních letech se navíc stále více skloňuje spojení aditivní technologie a topologické optimalizace, což je způsob návrhu tvaru dílu na základě matematické optimalizace. Jak lze tušit, navržený tvar je značně složitý a často bývá označován jako organický. Takové díly jsou údajně vhodné pro 3D tisk, ale není tomu tak. Ve většině případů je realita daleko prozaičtější. Použití aditivní technologie je pouze jediná možnost, jak takový díl vyrobit.

Dostupnější 3D tisk kovů

Aditivní výroba z kovových materiálů přináší do průmyslu řadu výhod - od tvarové svobody až po výrobu dosud nemyslitelných (a jinak nevyrobitelných) dílů i celých sestav. Dosud si drží pověst velmi nákladné a provozně složité technologie. Nové metody však chtějí přinést 3D tisk z kovů i týmům a firmám, které si jej dosud nemohly dovolit.

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.

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 technologie (nejen) v leteckém průmyslu

3D tisk, neboli aditivní výroba, v dnešních dnech zažívá opravdový boom. Většina firem technického zaměření, které jsou na špičce v oblasti inovací, tuto technologii vlastní, nebo alespoň externě využívá. Obdoba této technologie však není v přírodě nová, ani nijak výjimečná.

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