Lítáme v 3D tisku? Lítáme!

Svaz českého leteckého průmyslu uspořádal panelovou diskusi o využití 3D tisku v leteckém průmyslu. Jak se dá tato technologie v letectví využít, jaká jsou její úskalí, a používají ji již české firmy? A jaká ji čeká budoucnost? To byla hlavní témata setkání, které proběhlo na půdě ČVUT v Praze – v nové budově Českého institutu robotiky, informatiky a kybernetiky, ve středu 29. listopadu 2017.

Před zaplněným sálem uvedli diskusi výkonná ředitelka SČLP Alice Undusová a děkan Fakulty strojní ČVUT, profesor Michael Valášek. „3D tisk je jedna z těch oblastí, kdy průmysl je v úrovni poznání mnohdy v první linii spolu s univerzitami,“ popsal děkan Valášek a vzápětí nastínil témata, kterým se později věnovali i přítomní hosté: Jak lze 3D tisk skutečně použít ve výrobě, jaké stroje při výrobě dílů aditivní technologií používat, zda lze u takto vyrobených dílů dosáhnout významně lepších vlastností než u těch vyrobených tradičními metodami a také jak může výzkum na univerzitách přinést výsledky aplikovatelné i v praxi.

Úvod do problematiky 3D tisku zprostředkoval Libor Beránek domácí Fakulty strojní ČVUT. „Největší změnou u aditivních technologií je, že se mění paradigma, že s rostoucí komplexností výrobku roste i cena. To zde totiž neplatí. A když můžeme vyrábět komplexní tvary, nemusíme řešit rozbor na jednotlivé konstrukční prvky, což přináší celou řadu výhod,“ popsal jedno z hlavních pozitiv 3D tisku. „Rozměrovou a tvarovou přesnost můžeme přirovnat k technologii slévání, nízká je i kvalita povrchu,“ vyjmenoval i některé z nevýhod technologie, mezi které patří i např. i nutnost postprocessingu.

Více do zkušeností z praxe se pustil Radek Vrána z Ústavu konstruování Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně, kde testují aditivní technologie s celou řadou materiálů, včetně například tisku z hořčíku, který je biodegradabilní a lze ho tak využít například v medicíně. Podobně jako na ČVUT, i brněnské technické učení využívá zkušenosti z výzkumu při výrobě a dalším zlepšování vlastní formule, VUT v 3D tisku ale spolupracuje například i s Evropskou vesmírnou agenturou. Některé z popisovaných dílů si účastníci panelové diskuse mohli prohlédnout i naživo.

Jako první ze zástupců průmyslu vystoupil Petr Kůs z firmy Ray Service, která sídlí ve Starém městě u Uherského Hradiště. Ray Service vyrábí zejména kabelové svazky, a to jak pro civilní, tak pro vojenský letecký průmysl, a díly vytvořené aditivní technologií využívá jednak jako pomůcky do výroby, tak jako součást výrobků vyvinutých přímo ve firmě. „Hlavní výhodou je, že konstruktér není omezen tím, co je schopný vyrobit konvenční stroj. 3D tisk umožní vyrobit i tvary, na které se ani pětiosé obráběcí centrum nedostane,“ zakončil Petr Kůs svou prezentaci. A jeden z projektů, na kterých se Ray Service podílí, představil hned další řečník.

Tím byl Milan Šlapák z GE Aviation. Jak popsal, americká společnost, která v pražských Letňanech vyvíjí a vyrábí letecké motory, se do zkoumání možností využití 3D tisku pustila již před šesti lety, v samých začátcích používání této technologie. A na výzkumu a rozvoji 3D tisku od té doby intenzivně pracuje. Skupina GE dokonce vyčlenila samostatnou divizi GE Additive. Česká GE Aviation je zodpovědná za výrobu, testování a certifikaci nového motoru ATP, na kterém je použito několik dílů vyrobených 3D tiskem. Nová technologie ale posloužila i při samotném vývoji motoru. „3D tisk nám pomohl významně zkrátit dobu vývoje motoru. Některé díly jsme nemuseli vyrábět tradičními konvenčními technologiemi, kde trvá měsíce pouze výroba přípravků. Toto čekání nám úplně odpadlo,“ popsal Šlapák jeden z přínosů využití 3D tisku. „3D tisk nám také umožní jít do tenčích stěn, než jakých bychom byli schopni dosáhnout klasickou technologií, což snížilo váhu některých dílů o tři až pět procent. A podařilo se nám snížit i náklady na výrobu. Motor ATP v sobě obsahuje 12 dílů, které jsou vyrobeny aditivní technologií. Těchto 12 dílů ale nahrazuje 855 dílů, které bychom jinak vyráběli tradičními technologiemi,“ dodal. Kromě toho využilo GE 3D tisk i při výrobě prototypů dílů a používá ho i při vylepšování stávajících motorů. Jak ale Milan Šlapák vysvětlil, ne u všech dílů se aditivní technologie vyplatí – výhodná je u dílů složitých tvarů, kde náklady na výrobu konvenčními metodami s větší komplexitou dílu exponenciálně rostou, zatímco při využití 3D tisku mohou naopak mírně klesat.

Na nutnost pořádně zvážit, jak 3D tisk optimálně využít, upozornil i poslední řečník, Jaroslav Vtípil ze společnosti CARDAM, kterou společně založily Fyzikální ústav Akademie věd ČR a firmy Česká zbrojovka a Beneš a Lát. „Výroba 3D tiskem vyžaduje změnu myšlení. Nesmíte přemýšlet, jak nahradit tradičně vyrobené díly tištěnými, ale musíte přemýšlet přímo v 3D tisku. Tato změna myšlení vám dá úplně nové možnosti,“ vysvětlil Vtípil. Popsal také, jaké výhody přináší spojení průmyslu a vědy v jedné instituci.

Diskuse s posluchači vydala na celou hodinu. Jeden z dotazů mířil například na certifikaci 3D dílů v letectví. Milan Šlapák z GE vysvětlil, že certifikační autority sledují celý proces vývoje, výroby a testování, aby měly jistotu, že firma dokáže zabezpečit požadované vlastnosti všech dílů. I proto neočekává, že by ze strany certifikačních orgánů přišlo při samotném schvalování nějaké překvapení. Upozornil také, že několik dílů vyrobených 3D tiskem již certifikováno bylo.

Odpovědi na otázku, zda může 3D tisk narazit na nějaké limity co do velikosti vyrobeného produktu, se ujal Jaroslav Vtípil ze společnosti CARDAM. Podle něj samozřejmě limity existují, ale jen pro jednotlivé technologie a materiály, a tam, kde narazí na své limity jedna technologie, může navázat další, i když dnes třeba ještě neznámá.

Další dotaz, a to zda se použití 3D tisku nějak projevuje na únavových vlastnostech materiálu, mířil na Radka Vránu z VUT. Ten popsal, že únavové vlastnosti se liší materiál od materiálu, ale že je lze vylepšit další tepelnou úpravou výrobku.

Z pléna zazněla i výzva, aby se firmy, které aditivní technologie používají, aktivněji zasadily o jejich propagaci a rozšíření jejich používání. Na rozšíření používání se ptal i následující diskutující. Konkrétně mu šlo o to, jestli GE plánuje využít 3D tisk v budoucnu i ve větší míře, než je ta stávající na motoru ATP, a jaké jsou ještě možnosti vylepšení starších motorů. Milan Šlapák se opět odkázal na graf, který zobrazuje, jak začne být od určité míry komplexnosti dílů výhodné používat metodu 3D tisku. Nicméně zmínil i další parametry, proč by mohl být díl v současnosti vyráběný tradičně nahrazený dílem tištěným. Mezi ně patří, pokud se podaří jedním dílem nahradit větší množství dílů jiných, nebo pokud se podaří snížit podíl lidské práce, která může snáz způsobit odchylky z kvality. U letectví je také zásadní motivací pro použití 3D tisku snížení hmotnosti dílu.

Padly i dotazy na to, jak komplikovaná je práce s hořčíkem, na srovnání kvality a vlastností kompozitových vs. tištěných karbonových dílů, ke kterému se vedla diskuse napříč publikem, i na to, jak si poradit s postprocessingem, aby náklady na něj nesmazaly úsporu vzniklou využitím 3D tisku.

Diskuse pokračovala i po formálním konci akce. Všichni zúčastnění se bez výhrad shodli, že v 3D tisku opravdu „lítáme“ a „lítat“ i nadále budeme.

Záznam celé diskuse:

SČLP & Cumulus media

Kontakty pro média: Alice Undusová, alice.undusova@sclp.cz

Napsat komentář