Tisknout už se dá i z kovu. V Ostravě vyrábějí na 3D tiskárně třeba součástky do letadel

Příhradové struktury zhotovené na 3D tiskárně
Příhradové struktury zhotovené na 3D tiskárně

Na 3D tiskárně si dnes už můžete vytisknout ledacos. Přístroj si dokonce můžete sestavit sami doma. Na Vysoké škole báňské – Technické univerzitě v Ostravě se zaměřili na 3D tisk kovu. Z kovového prášku tisknou funkční prototypy, které se využívají v leteckém a automobilovém průmyslu, při výrobě forem nebo i v medicíně.

3D tiskárnu mi v laboratoři aditivní výroby představuje její vedoucí Marek Pagáč. Je to taková velká skříň, něco málo přes dva metry vysoká a metr sedmdesát široká.

Rameno přístroje před námi uhlazuje bílou plochu, na níž se částečku po částečce tiskne speciální součástka do studentské formule, tzv. vahadlo.

Rychlejší a efektivnější

„Zařízení používáme pro výrobu, kterou nejde řešit standardními technologickými postupy, jako je soustružení nebo frézování,“ vysvětluje Marek Pagáč, zatímco od výrobku vznikajícího přímo před našima očima odlétají jiskry.

Právě při výrobě speciálních a prototypových dílů přináší 3D tisk oproti běžným výrobním metodám značné úspory, a to především časové.

Čtěte také

Tisk tohoto vahadla potrvá zhruba šest hodin, což je podle Marka Pagáče nesrovnatelně rychlejší a efektivnější než tradiční způsob výroby. Zhotovení formy pro odlévání podobných prototypů celý proces totiž mnohonásobně zpomaluje.

Jedna vrstva za druhou

Požadovaný výrobek tiskárna vypaluje vrstvu po vrstvě, z nichž každá je jen 50 mikrometrů silná. Jedná se o tzv. technologii SLM neboli Selective Laser Melting.

Vahadlo vytištěné na 3D tiskárně

3D model, který je z počítače odeslán do tiskárny, si zařízení nejprve rozloží na tenké vrstvičky a ty postupně „tiskne“.

„Vstupní materiál je velmi jemný a pravidelný kovový prášek, který rozhlazuje tzv. wiper neboli stěrač. Ten nejprve rozhrne vrstvu prášku a laser ji přesně podle počítačového modelu vypálí,“ vysvětluje jeden ze dvou certifikovaných techniků pro tisk Jiří Hajnyš.

Čtěte také

3D tisk namísto svařování

Vahadlo, které se momentálně před našima očima tiskne, je součástí mechanismu zavěšení kol formule a slouží k přenosu síly z kola na tlumič.

„Původní vahadlo se vyrábí ze dvou plechů a trubky, které jsou svařené k sobě,“ popisuje Jakub Měsíček, bývalý kapitán studentské formule Vysoké školy báňské, a ukazuje mi jedno jako příklad.

Hned vedle něj leží optimalizované vahadlo vyrobené technologií 3D tisku, které má na první pohled mnohem složitější tvar.

Technologie 3D tisku zvyšuje pevnost

Obráběné, svařované vahadlo působí trošku precizněji – má jasně dané hrany, obě destičky propojené válcem jsou stejně velké a jejich plocha je vyleštěná.

Vytištěné vahadlo má naopak hrubý povrch, trochu to vypadá, jako byste uváleli z plastelíny válečky a pospojovali je dohromady. V některých místech jsou válečky užší, jinde se výrazně rozšiřují.

Obráběné, svařované vahadlo působí trošku precizněji – má jasně dané hrany, obě destičky propojené válcem jsou stejně velké a jejich plocha je vyleštěná

Jiří Hajnyš potvrzuje, že je to kvůli pevnosti: „V softwaru se pouze zadají pevné body, které se nemají měnit, a potřebná pevnost. Zbytek už počítač vygeneruje automaticky.“

Počítačem navržené vahadlo tak má při zachované hmotnosti dílu mnohem vyšší tuhost.

Čtěte také

Odlehčené součástky

V laboratoři aditivní výroby se teď snaží pracovat se strukturami, které by snižovaly váhu vyráběných dílů.

Příhradové struktury zhotovené na 3D tiskárně

„V současnosti využíváme technologii structure, což jsou miniaturní příhradové konstrukce. Vytištěná součástka může být dutá, takže pokud necháme ve stěně menší otvor, můžeme posléze prášek, který se nespekl, z modelu vysypat,“ dodává Marek Pagáč.

U dílu, který je běžně masivní a těžký, tak umí počítačový software vytipovat místa, kde může být součástka dutá nebo kde se použije příhrada. O takto odlehčené díly mají zájem především konstruktéři letadel a elektromobilů.