Losangeleský start-up Divergent 3D má plán, jak rozvrátit (tradiční) výrobu automobilů, hlásal před nedávnem titulek článku v magazínu Forbes. Firma podnikatele Kevina Czingera vyvinula prototypy sportovního motocyklu a automobilu, jejichž součástky jsou z velké části vytištěné na 3D tiskárnách. Czinger díky tomu získal desítky milionů dolarů od investorů a jeho firma na vývoji technologií pro levnější produkci automobilů spolupracuje dokonce s francouzským koncernem PSA. On sám a řada dalších vizionářů prohlašují, že Průmysl 4.0 převrátí výrobu naruby, stávající dodavatelské řetězce se zhroutí, a dokonce i tak sofistikované produkty, jakými jsou automobily, bude možné vyrábět lokálně pomocí 3D tisku. Už nebude nutné převážet hotové výrobky přes půl světa, cestovat budou pouze data a ta to zvládnou mnohem rychleji.

Ano, třeba to tak jednou opravdu bude, ale jak daleko jsme od této mety? Dosáhneme jí za pět, nebo spíš za 20 let? V propletenci obchodních zájmů dnešních věrozvěstů revolučního nástupu průmyslové digitalizace či 3D tisku není jednoduché se vyznat a mnohdy se v něm ztrácí i zdravý rozum. Ten pomůže zachovat jedině znalost technologických možností, ale i omezení, která nové výrobní postupy v současném stupni vývoje přináší, a dobrý odhad, kam se v dohledné době mohou posunout.

Jiný přístup ke konstruování

I kovové součásti je už řadu let možné takzvaně tisknout, tedy vyrábět aditivně, postupným přidáváním jednotlivých vrstev. Cena je ale vzhledem k ceně zařízení a času potřebnému k tisku ve většině případů výrazně vyšší než cena součásti vyrobené konvenčními technologiemi. Z toho je jasné, k čemu se 3D tisk kovů nehodí − k hromadné výrobě součástí, které je možné vyrobit obráběním, odléváním nebo třeba svařováním. "Zásadní výhodou aditivní výroby kovových součástí je fakt, že se složitostí výrobku neroste jeho cena. U jiných technologií to neplatí − výrobky složitějších tvarů jsou vždy dražší," upozorňuje Libor Beránek, vedoucí Ústavu technologie obrábění, projektování a metrologie na Fakultě strojní pražského ČVUT. "Aditivní výroba úplně mění přístup ke konstruování. Lze provádět topologické optimalizace dílů nebo ušetřit vnitřní materiál − plné stěny součásti může nahradit nějaká složitá prostorová struktura, která přenáší zatížení podobně, ale je mnohem lehčí," dodává.

Takzvanou topologickou optimalizací je možné pomocí speciálních algoritmů nalézt optimální tvar součásti (například z hlediska její hmotnosti) při znalosti prostředí (připojovacích rozměrů, podpor a podobně) a zatížení, které na součást působí. Výsledkem jsou často z pohledu klasických výrobních technologií velmi netradiční tvary připomínající struktury, které se vyskytují v přírodě − takzvané bionické konstrukce. Jinými než aditivními postupy by jejich výroba byla nemožná nebo velmi drahá.

Jsou tu ale i některé nevýhody. "Rozměrová přesnost a kvalita povrchu aditivně vyrobených součástí je horší než třeba u přesných odlitků. Zatímco u obráběných dílů dosahujeme přesnosti řádově v setinách či tisícinách milimetru, u 3D tisku je realistické očekávat desetiny milimetru. Podobné je to s kvalitou povrchu," vysvětluje Libor Beránek. To znamená, že většinu funkčních ploch součástí bude třeba po vytištění ještě obrobit. Tady se ale podle Beránka skrývá další zádrhel: "Topologicky optimalizované díly se složitě upínají do obráběcích strojů, náročnější je i samotné programování obrábění." Pro součásti ve všech směrech zakřivené a rozměrově nepřesné je obtížné i vyvinout speciální upínací nářadí, takzvané přípravky. To vše součástky vyrobené aditivní technologií dále prodražuje. V technické praxi navíc podle Beránka dnes chybí znalost, jak díly od začátku konstruovat pro 3D tisk. Pro konstruktéry není snadné se na nový způsob práce rychle přeorientovat.

Pokračování textu je k dispozici pouze pro platící čtenáře

Předplatitelé mají i řadu dalších výhod: nezobrazují se jim reklamy, mohou odemknout obsah kamarádům nebo prohlížet archiv.

Proč ji potřebujeme?

Potřebujeme e-mailovou adresu, na kterou pošleme potvrzení o platbě. Zároveň vám založíme uživatelský účet, abyste se mohli k článku kdykoli vrátit a nemuseli jej platit znovu. Pokud již u nás účet máte, přihlaste se.

Potřebujeme e-mailovou adresu, na kterou pošleme potvrzení o platbě.

Pokračováním nákupu berete na vědomí, že společnost Economia, a.s. bude zpracovávat vaše osobní údaje v souladu se Zásadami ochrany osobních údajů.

Vyberte si způsob platby kliknutím na požadovanou ikonu:

Platba kartou

Rychlá online platba

Připravujeme platbu, vyčkejte prosím.
Platbu nelze provést. Opakujte prosím akci později.