{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 8

ADITIVNÍ V ÝROBA

I . Š p i č k a – T. Ty k v a A d i t i v n í v ý r o b a a a u to m a t i z a c e v e s l é v á r e n s t v í

Laser Cusing (LC) – technologie společnosti Concept Laser, obdobná selektivnímu laserovému spékání. Laser Sintering (LS, laserové spékání kovů) – nejpopulárnější skupina pracující s principem laserového spékaní kovů. Patří sem technologie SLS, SLM, DMLS a LC. Průmysl 4.0 (4. průmyslová revoluce) – označení pro současný trend digitalizace a automatizace výroby. Na základě výchozí myšlenky vzniknou „chytré továrny“ využívající kyberneticko-fyzikální systémy, které převezmou opakující se a jednoduché činnosti, které do té doby vykonávali lidé. Postupně by mělo dojít k úsporám času, peněz a zvýšení flexibility firem. Rapid Prototyping (RP, rychlé prototypování) – rychlá výroba prototypových dílů z kovu. Selective Laser Melting (SLM, selektivní laserové tání) – technologie obdobná selektivnímu laserovému spékání (SLS), liší se však v tom, že materiál zcela taví, a umožňuje tak různé vlastnosti materiálu (krystalovou strukturu, pórovitost atd.). Selective Laser Sintering (SLS, selektivní laserové spékání) – proces aditivní výroby nebo 3D tisku, kde vzniká výrobek tavením práškového materiálu (např. plast, kov, keramika nebo sklo), který je spékán dle digitálního modelu vysoce výkonným laserem a následně vytváří pevnou strukturu [2]. A d i t i v n í v ý r o b a d o bý vá p r ů my s l Málokdy se výrobní technologie dostane až do hlavní zpravodajské relace národních televizních stanic. Jinak je to u 3D tisku. Líbivý pojem se zasluhuje o to, že už dávno známá technologie dělá kariéru a najednou se po celé zemi diskutuje jako revoluce ve výrobě. „Předpověď, že každý si bude moci doma na 3D tiskárně vyrobit vlastní náhradní díl, je už ale z větší části smetena ze stolu,“ říká ve Frankfurtu nad Mohanem Dr. Wilfried Schäfer, jednatel Svazu německých továren obráběcích strojů. Diskuze se teď spíše točí kolem nástupu 3D tisku nebo generativní výroby – additive manufacturing (AM), jak ji označují profesionálové, do průmyslové sériové nebo alespoň malosériové výroby. Pryč od rapid prototypingu devadesátých let minulého století přes rapid tooling směrem k rapid manufacturingu – tak lze popsat dnešní stav vývoje. Tematický prostor „Additive Manufacturing Area“ představuje aplikace pro plasty i kovy. Výhody aditivní výroby jsou nasnadě. Jednak umožňuje realizovat nové nápady co do designu i výrobní koncepty s novými funkcemi, protože lze vyrobit vysoce komplexní geometrické tvary, které se pomocí klasických metod doposud nedaly vyrobit, nebo pouze za cenu vysokých nákladů. Zadruhé lze dosáhnout vyšší efektivity využití času a materiálu. Nyní lze v jediném výrobním kroku integrovat přímo i funkce. To je zajímavé také s ohledem na optimalizaci materiálů pro funkci součástky. Proto hraje aditivní výroba již dnes významnou roli zejména u lehkých konstrukcí pro letecký a automobilový průmysl. Zatřetí může výrobce cíleně vyhovět individuálním požadavkům zákazníků, protože i jednotlivé díly lze vyrobit ekonomicky – za předpokladu, že uživatel disponuje příslušnými zkušenostmi. Mnohé ze zmíněných výhod lze ukázat na příkladu chapačů pro roboty společnosti robomotion GmbH z německého města Leinfelden-Echterdingen. Zde se aditivně vyrobené díly používají sériově. Díky 3D tisku lze chapače individuálně uzpůsobit geometrii produktů. Ať už klobása nebo čokoládové vajíčko – speciálně tvarované prsty chapače uchopí předmět jemně a rychle. Díky malosériové výrobě na laserových spékacích zařízeních je individuální uzpůsobení nejen ekonomické, nýbrž otevírá i cestu k novým funkcím. Tak lze například za

78

S l é vá re ns t v í . L X V . b ř eze n – d u b e n 2017 . 3 – 4

nízké náklady integrovat do prstů chapače pružiny, díky kterým se přizpůsobí produktům různých velikostí, což minimalizuje přípravné časy u zákazníka. Díky generování dílu po jednotlivých vrstvách lze navíc přímo do chapače umístit vzduchové kanálky, držáky hadic i válce pneumatických akčních členů. „Výhody jsou nasnadě: chapače lze konstruovat kompaktněji a lehčeji,“ říká Dr. Andreas Wolf, jednatel společnosti robomotion. Nyní se aditivně vyrábějí i jiné díly strojů, např. senzory a přírubové desky [3]. Výzkum v okolí aditivní výroby se zabývá zajištěním kvality, například reprodukovatelnosti, používáním nových materiálů a zvýšením ekonomičnosti výroby. Ukazuje se, že souvislosti mezi nastavenými parametry výroby a kvalitativními znaky vyrobeného dílu je nutno v mnohých případech ještě detailněji prozkoumat. Budoucím cílem je zajistit nastavením stroje dodržení požadovaných vlastností vyrobené součástky v úzkých tolerancích. Některá provedení strojů aditivní výroby nevyužívají sofistikované polohování a pro některé aplikace zase může být přínosná zvýšená přesnost. Aditivní výroba se rozšířila z plastů na tisk kovů, včetně nerezové oceli a titanu, a v mnoha případech se využívá pro hotové výrobky. Aditivní výroba využívá nejrůznější technologie a může být různá i její sofistikovanost a velikost (existují dokonce i stolní nebo osobní 3D tiskárny). Levnější stroje, prezentované na nedávném veletrhu 3D tisku, nevyužívají poziční senzory pro zpětnou vazbu motorům využívaným pro polohování. Tyto motory bývají krokové (obecně jsou méně přesné než servomotory) a ovládací prvky a rozhraní HMI jsou méně sofistikované než u strojů CNC. Na dražším konci spektra se 3D tisk rozšiřuje do rozměrů velkých konstrukčních dílů letadel. Výrobci technologií CNC, kteří mají zkušenosti s vyspělou automatizací, mají příležitosti pro rozšiřování na rostoucím trhu aditivní výroby, jenž má potenciál stát se větším než trh CNC, když nakonec může dospět k tisku propracovaných vícemateriálových sestav. Další příležitosti pro vyspělou automatizaci spočívají ve schopnosti zvyšovat rychlost a přesnost tisku, aby se odstranila nutnost dokončovacích úprav nebo sekundárního zpracování u některých materiálů pokročilé materiálové vědy pro jemnější povrchovou úpravu na jednom stroji [4]. N e j b ě ž n ě j i p o u ž í va n é t e c h n o l o g i e a d i t i v n í v ý r o by Následující kapitola shrnuje nejběžněji používané technologie aditivní výroby, které je možno rozdělit do tří skupin: – technologie na bázi polymerizace působením světla; – technologie na bázi tuhnutí nataveného materiálu; – technologie na bázi spékání práškového materiálu. Každá z těchto technologií má své výhody a nevýhody, první dvě zmíněné skupiny v mnoha případech vyžadují přidání nadbytečného materiálu ve formě opor tak, aby se vytvářený díl prostorově nedeformoval. Technologie postavené na spékání prášku mají tu výhodu, že přidání dodatečného materiálu (opory) není potřeba, neboť nespečený prášek vytváří přirozenou oporu pro další přidávané vrstv y v ýrobku. Nev ýhodou je nutnost odstranit nespečený prášek z vnitřních prostor výrobku, což vyžaduje přizpůsobení konstrukce příslušného dílu. Všechny díly vyrobené některou z aditivních technologií RP lze následně obrábět, brousit, lepit, leštit, barvit atd. Rozměry pracovních komor zařízení RP jsou v řádu stovek milimetrů a pro výrobu větších dílů nebo celků se tyto skládají z menších částí odpovídajících velikosti komory příslušného zařízení [5].

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 3-4 2017  

Slevarenstvi 3-4 2017  

Profile for inasport