Nový pohled na tištěné díly

Aditivní technologie, někdy  zjednodušeně 3D tisk, zasahují dnes do mnoha oborů a pracují s různými materiály. Vedle klasických plastů se výrazně prosazují také kovové díly, vyrobené těmito technologiemi. Jak je tisknout správně a jak s nimi dobře zacházet, to jsou některé ze základních otázek, které aktuálně řeší západočeská výzkumná organizace COMTES FHT spolu se svými partnery v přeshraničním projektu AM SURF.
Výzkum a vývoj

„Každá operace na kovovém díle na něm zanechá stopy a ne vždy jsou žádoucí. Podobně jako vám svářeč řekne, že z pohledu kvality konstrukce je nejlepší svar žádný svar, snažíme se i my najít správný postup při výrobě těchto dílů, abychom snížili potřebu dalších prací na něm,“ uvedla vedoucí výzkumného týmu COMTES FHT  Martina Koukolíková základní motivaci v projektu.

S kovovým tiskem pracují v dnešní době mnohá odvětví, od nástrojářů po medicínské obory. Každé využití má své specifické požadavky na materiálové vlastnosti hotových dílů. Významnou roli pro další zpracování a použití hraje samotný povrch. Právě na ten se výzkumníci v projektu AM SURF zaměří. Každá ze tří zapojených výzkumných organizací přinese své jedinečné know-how. Technologické centrum v bavorském Chamu bude tisknout zkušební vzorky podle stanovených kritérií. Výzkumníci z OTH Amber-Weiden pak část povrchu upraví speciálním laserem, aby dosáhli požadovaných vlastností. COMTES FHT a jeho odborníci na materiálové analýzy budou v průběhu projektu zkoumat vlastnosti vytištěných a upravených dílů a pomohou stanovit vhodnější kritéria pro výrobu.

3D kovový tisk, COMTES

Aby projekt nezůstal pouze v teoretické rovině, zapojil se do projektu také Klastr Mechatronika, který má dobré vazby na konkrétní uživatele těchto technologií a zaručí tak, že výsledky výzkumného týmu se dostanou k podnikům a uživatelům, kteří je uplatní. „Na aditivní výrobě je skvělá právě její adaptabilita pro různá odvětví. V současnosti se testují medicinské materiály, které svým povrchem usnadní hojení, to je důležité třeba u různých implantátů. Chcete přeci, aby Vám „nová kyčel“ fungovala co nejdříve,“ popsala výhody tištěných materiálů Kateřina Podaná, výkonná ředitelka Klastru Mechatronika a také garantka specializace Nové materiály v projektu Smart Akcelerátor Plzeňského kraje III. „Na druhou stranu, když jste nástrojář a chcete povlakovat vrtáky, chcete mít kvalitní uhlazený povrch, který zaručí odolnost Vámi přidaného povlaku,“ dodala Podaná.

Popsat vlastnosti kovových materiálů v aditivní výrobě není snadné. Samotná technologie vlastnosti klasických materiálů, které jsou obecně známy, samozřejmě ovlivní. Navíc tyto technologie umožní vyrobit díly z několik různých materiálů a ovlivnit tak je některé části výsledného kusu. COMTES FHT pro výzkum povrchových vlastností vytištěných dílů využije nový konfokální mikroskop, který díky projektu AM SURF pořídil. „Tento typ mikroskopu spojuje výhody klasických přístupů. Využívá různé kombinace laseru,  a tím nám nabídne různé druhy zobrazení, například profil povrchu, jeho drsnost a podobně,“ shrnul výhody tohoto zařízení Pavel Podaný, vedoucí materiálových analýz v COMTES FHT. „Jednoduše se dá říci, že na jednom přístroji můžeme zanalyzovat několik věcí, najdeme například chyby v tisku, můžeme navrhnout úpravy parametrů pro tisk a následné opracování. Naším cílem je snížit co možná nejvíce potřebu následných operací a tedy i zásahů do materiálových vlastností,“ dodala s odkazem na zmínku o svarech Martina Koukolíková.

Projekt AM SURF je podpořen Evropskou unií v rámci programu Interreg Bavorsko-Česko. Jeho realizace začala v červnu 2023 a ukončen bude po třech letech, tedy v květnu 2026. Kromě samotných výzkumných aktivit se v projektu počítá také s různými veřejnými akcemi, během kterých se výzkumný tým podělí o své dosavadní výsledky s odbornou i širší veřejností. Nejbližší z těchto akcí se plánuje již na jaře 2024.

 

foto: ilustrační, Smart akcelerátor III Plzeňského kraje (COMTES FHT a.s.)