Čtvrtek, 24 září
Shadow

3D tisk vstupuje do doby železné

Výroba součástky pro letecké motory GE pomocí 3D tisku. Vlevo hotová součástka těsně pře odřezáním z desky, vpravo pouze první vrstva. Zdroj: MIT
Výroba součástky pro letecké motory GE pomocí 3D tisku. Vlevo hotová součástka těsně před odřezáním z desky, vpravo pouze první vrstva. Zdroj: MIT

Evropská kosmická agentura (ESA) odhalila plány na revoluci v už dnes velmi oblíbené technologii. Možnost tisknout součástek z kovových materiálu přinese úspory při výrobě letadel, satelitů i při konstrukci fúzních zařízení.

Projekt „Amaze“ spojí 28 výzkumných institucí a klade si za cíl najít cestu k lehčím, silnějším a levnějším součástkám.

Aditivní výroba (spíše známá pod pojmem 3D tisk) už způsobila revoluci v designu plastových výrobků, ale tisk kovových součástek může změnit úplně celý svět, v prvních letech přinese minimálně velkou úsporu financí při výrobě součástek pro letectví a kosmonautiku.

Metoda postupného vrstvení slitiny umožní vytvářet tvary pomocí konvenčních metod nedosažitelné. Části aut nebo satelitů mohou být optimalizovány na nízkou hmotnost a ohromnou pevnost současně.

Výzkumníci v rámci zahájení projektu Amaze v Science Museum v Londýně představili také Mimořádně odolné slitiny wolframu, které dokážou přestát teplotu kolem 3000°C.

Takové odolnost se může hodit v extrémních podmínkách raketových trysek nebo dokonce fúzních reaktorů.

„Chceme vytvořit ty nejlepší kovové výrobky, které byly dosud vyrobeny, ve všech ohledech,“ říká David Jarvis, šéf nového projektu výzkumu materiálů a energetiky při ESA.

„Pokud chceme postavit termojaderný reaktor, v podstatě musíme být schopni zavřít Slunce do kovové skříně.“

„3000 stupňů, tolik by měly vydržet stěny reaktoru. Pokud zvládneme 3D tisk kovových součástek jsme na nejlepší cestě k ovládnutí fúze.“

 

První úspěšné aplikace

Aditivní výroba z kovových materiálů není úplnou novinkou, General Electric například vyráběla touto technologií vstřikovače paliva pro jeden ze svých leteckých motorů. Čína tvrdí, že používá 3D tisk dokonce k výrobě nosných struktur letadel. V červenci pak NASA oznámila, že úspěšně otestovala tisk součástky pro raketový motor.

Amaze je vhodně uzpůsobena zkratka (Amaze znamená ohromit) pro slova Additive Manufacturing Aiming Towards Zero Waste and Efficient Production of High-Tech Metal Products (Vrstvená výroba směřující k nulovému odpadu a efektivní produkci kovových součástí pro pokročilé aplikace).

Projekt v hodnotě 20 milionů euro sdružuje 28 partnerů z průmyslu i akademické sféry – například Airbus, Astrium, Norsk Titanium, Cranfield University, letecké konsorcium EADS a Centrum pro fúzní výzkum v britském Culhamu.

Výrobní kapacity vzniknou ve Francii, Německu, Itálii, Norsku a ve Velké Británii.

Vědci z projektu Amaze už začali tisknout kovové části leteckých motorů a části křídel až do velikosti 2 metry. Tyto velmi pevné součástky se často vyrábí z velmi drahých a „exotických“ kovů, jako je titan, tantal a vanad.

Použití klasických technologií k vytvoření požadovaného tvaru často způsobí vznik velkého množství odpadu. Naopak 3D tisk – výstavba součástky vrstvu po vrstvě podle digitálního modelu –  má potenciál dosáhnout téměř stoprocentního využití materiálu.

Schéma principu kovového 3D tisku:  počítačoý program vytvoří řezy z 3D modelu vyráběného předmětu a laser tento tvar vypálí do vrstvy kovového prášku, tím se vytvoří pevná struktura, nasype se další tenká vrstva a proces se opakuje, vynecháním vrstvy v části řezu lze tvořit duté struktury. Zdroj: BBC
Schéma principu kovového 3D tisku: počítačový program vytvoří řezy z 3D modelu předmětu a laser tvar řezu vypálí do vrstvy kovového prášku, tím se vytvoří pevná struktura přesně definovaného tvaru, nasype se další tenká vrstva prášku a proces se opakuje, vynecháním vrstvy v části řezu lze tvořit duté struktury. Zdroj: BBC

Přes obtíže ke hvězdám

„Potřebujeme si po sobě uklidit – kosmický výzkum musí být úspornější a tato technologie nám v tom pomůže,“ říká Franco Ongaro z ESA.

Tisk složitých součástek v jednom kuse, bez nutnosti něco svařovat nebo šroubovat dohromady, umožní dosáhnout vyšší pevnosti a nižší hmotnosti zároveň. Úspora hmotnosti 1 kg u dálkového letadla ušetří během jeho životnosti stovky tisíc dolarů.

„Náš konečný cíl je vytisknout satelit z jednoho kusu,“ plánuje Jarvis, zároveň ale přiznává, že ještě existují problémy, které je třeba vyřešit, nazývá je „temná tajemství“ 3D tisku.

„Jeden z hlavních problémů souvisí s pórovitostí, v produktu se tvoří malé bublinky vzduchu. Dalším problémem je hrubost povrchu. Musíme pochopit tyto defekty a eliminovat je, jedině tak dosáhneme kvality nutné pro průmyslové aplikace.“

„Také potřebuje zvládnout opakování a škálování výrobního procesu. To nedokážeme bez intenzivní spolupráce mezi různými aplikacemi – kosmickým výzkumem, letectvím a výzkumem termojaderné fúze.“

„Potřebujeme, aby výzkumné týmy z těchto odvětví spolupracovaly,“ uzavírá Jarvis.

Zdroj: BBC

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..