3D tisk v Brně: barvy, design i titanové kolo

Renishaw + Empire Cycles = titanové kolo

Na začátku tohoto článku jsme zmiňovali firmu Renishaw a metodu topologické optimalizace. Do této skládačky musíme přidat ještě společnost Empire Cycles, která se zabývá výrobou kvalitních celoodpružených sjezdových kol a vyjde nám z ní unikátní speciál, jehož rám byl vyroben pomocí 3D tisku z titanu. A jak do toho spadá topologická optimalizace? Jednoduše tak, že jde o ideální metodu pro odlehčení konstrukce pro její následnou výrobu 3D tiskem. Pro výrobu titanového rámu se konkrétně využil software Altair solidThinking Inspire, s jehož pomocí byla původní konstrukce navržená pro výrobu z hliníkové slitiny odlehčena postupným odebíráním materiálu tam, kde to nemá negativní vliv na celkovou pevnost.
Software prostě z modelu "odkrajuje" nepotřebné části, bez nichž struktura zůstane pevná, z čehož často vyleze velmi složitý model, který by byl tradičními metodami velmi složitý na výrobu, ovšem 3D technologie si s tím dokáží poradit. Pro tento titanový rám to tak zcela neplatí, ale zde šlo především o to, aby se ušetřilo na materiálu a výsledek byl lehčí a přinejmenším stejně pevný.
Na veletrhu jsme mohlli vidět jen část výsledného rámu a shodou okolností právě tu, na níž Reinshaw popisuje vývoj od hliníkového návrhu po titanový díl. Využila k tomu titanový prášek a díly spojila pomocí strukturálního epoxidového lepidla od firmy 3M. Celý rám musel být vyroben z několika kusů, protože tiskárna je omezena prostorem komory 250 x 250 x 300 mm, takže výstup tisku vypadal takto. Všimněte si podpůrných struktur, jež musely být posléze odstraněny.
Celý výsledný rám má hmotnost 1,4 kg a je o třetinu lehčí než původní hliníkový rám. Výše vyfocená sedlovka byla testována dle standardu EN 14766 a vydržela 50.000 cyklů zátěže 1200 N a pak ještě pět dalších takových cyklů, a to bez poškození. Celkový rám tedy můžeme považovat za extrémně pevný a je tu ještě prostor pro jeho další odlehčení.

3D laboratory a tisk kovu

Nakonec se podíváme na čtyři výstupy české 3D laboratory, která často využívá pro tisk kovové slitiny. Všechny zobrazené kovové výtisky byly vyrobeny pomocí stroje SLM280HL, a to pomocí titanové slitiny nebo hliníkové slitiny. Máme tu tedy titanový implantát kyčelního kloubu, kovovou kapsuli z hliníkové slitiny a z podobného materiálu vytvořený mechanický filtr.
Je tu ale také jeden nekovový exponát, a to model zavěšení vyrobený ze sádro-kompozitního prášku pomocí tiskárny Zprinter 650 firmy 3D Systems. Ta umožňuje vytvářet barevné objekty s jakýmsi drsným povrchem, na němž jinak není patrná stupňovitost jako u tiskáren s technologií FDM a podobnými.

Závěrem

K vidění toho tedy bylo dost a i zájem odborné veřejnosti o technologie 3D tisku se dle organizátorů značně posílil, což jde ruku v ruce s jejich rozšiřováním mezi další obory průmyslu a lidské činnosti. Můžeme tedy předpokládat, že 3D tisk má v průmyslu světlou budoucnost.
Někdy příště možná bude využit pro nahrazení tradičních metod, jako je třeba modelářská hlína opracovávaná robotickýma a lidskýma rukama při navrhování nových konceptů v automobilovém průmyslu. Široké uplatnění by mohl již brzy najít ve zdravotnictví, a to nejen pro stavbu těl, na nichž mohou trénovat medici, ale také třeba náhradních orgánů, jak ostatně ukazuje výše uvedený umělý kloub od 3D laboratory.

Potenciál tkví především v tom, že každý výtisk je originál a jako takový může být přizpůsobený konkrétním požadavkům, přičemž jeho výroba je do velké míry zautomatizována. Nicméně jsou tu ještě velké překážky týkající se především kvality výstupů a rychlosti tisku. Nyní tedy namíříme zrak na firmu HP, která by měla co nevidět představit svou 3D tiskovou technologii, jež by dle vyjádření její CEO měla být rychlá a poskytovat kvalitní výstupy.