Loading... Loading...

ZAKÁZKOVÝ 3D TISK

Aditivní výroba, obecněji známá jako 3Dtisk, nachází stále širší uplatnění v průmyslových aplikacích. Již nyní s její pomocí podniky dosahují lepší kvality svých výrobků, zvýšené produktivity a v neposlední řadě šetří náklady. V určitých oblastech jsou tištěné komponenty přímo implementovány do finálního produktu pro zákazníka. AM otevírá nové možnosti designu součástí a volnost tvarů, kterou standardní způsoby výroby nenabízí. Nezadržitelně se blíží doba, kdy budou aditivně vyráběny i komponenty v běžné sériové produkci, a to nejen z polymerů, ale rovněž kovových materiálů.

CARDAM s.r.o. se zabývá veškerými aspekty aditivní výroby. Počínaje výzkumnými aktivitami v oblasti používaných materiálů, přes nalézání inovativních přístupů pro posouvání možností technologie dále, poradenství s designem komponentů pro AM, či zpracování požadavku zákazníka od návrhu přes výrobu, testování, až po dodání finálního produktu.

Aditivní výroba z polymerních (plastových) materiálů

Všeobecně známými FDM tiskárnami 3D tisk pouze začíná. V současné době je již vyvinuto mnoho technologií s různými možnostmi aplikací. Je možné tisknout z velmi široké škály konstrukčních, designových či speciálních materiálů s rozmanitými vlastnostmi. Polymery podobné vlastnostmi pryži, plněné karbonovými vlákny, transparentní či s vlastnostmi slévárenských vosků nejsou problémem. S vhodně zvolenou technologií je možný tisk velmi detailních modelů s perfektním povrchem, kombinace různých barev v jednom dílu či sloučení vícero komponent do jedné.

Aditivní výroba z kovů

Kovové aditivně vyráběné součásti otevírají zcela nové možnosti využití výhod 3D tisku, a to především v průmyslu. Vedle standardního prototypování umožňují zlepšovat funkcionalitu produktů a poskytnout individualizovaná řešení. Náklady a čas při stavbě vybraných komponent optimalizuje hybridní přístup při výrobě součásti, kdy je základ vyroben konvenčně a je dotištěna pouze část, kde má aditivní výroba nejvyšší přidanou hodnotu. CARDAM s.r.o. má k dispozici DMLS (Direct Metal Laser Sintering) tiskárnu EOS M290, která pojme výtisk o maximálních rozměrech 250 x 250 x 325 mm.

  • Co je DMLS – Direct Metal Laser Sintering?

Jde o metodu aditivní výroby kovových dílů, kdy je materiál ve formě jemného prášku vrstven na stavební platformu ve stroji. Nanášení prášku se střídá se spékáním oblastí, kde je tvořen finální díl, za pomoci výkonného laseru. Můžeme se rovněž setkat se zkratkou SLM – Selective Laser Melting.

  • Z jakých materiálů tiskneme?

Současné portfolio materiálů je následující:

  • Hliníková slitina AlSi10Mg

Využití: Součásti s požadavkem na nízkou hmotnost, prototypy, přípravky, bionické struktury, letectví, …

  • Nástrojová ocel 1.2709

Využití: Nástroje do slévárenského a plastikářského průmyslu, lisovací zápustky či jiné součásti s vysokými nároky na pevnost, opravy forem, náhradní díly, …

  • Korozivzdorná ocel 17-4 PH

Využití: Energetika, medicínské aplikace, součásti ve styku s kyselinami, …

  • Titanová slitina Ti6Al4V

Využití: Medicínské aplikace, součásti s požadavkem na nízkou hmotnost, design, …

  • Niklová slitina IN 718

Využití: Součásti s vysokoteplotní odolností, energetika, letectví a kosmonautika, …

Obecně je však možné tisknout z mnoha kovových materiálů, a to především z těch, které mají dobrou svařitelnost. CARDAM s.r.o. nabízí možnost vývoje parametrů pro DMLS/SLM technologii pro konkrétní

 

Aditivní výroba z jiných materiálů

Vedle polymerů či kovů je možné aditivně vyrábět i jiné materiály. Pro průmyslovou praxi jsou zajímavé například metody s uplatněním především ve slévárenství.

  • Tisk pískových forem

Aditivní výroba forem s dodáním v řádu dnů bez nutnosti přípravy slévárenského modelu a jakéhokoli příslušenství pro formování.  Nejrychlejší cesta k prototypovému odlitku.

  • Tisk slévárenských vosků

Aditivní výroba modelů pro přesné lití metodou ztraceného vosku. Rozměrově stabilní díly i u složitých tvarů. Možnost odlévání neodformovatelné geometrie. Totožné chování jako obvyklé slévárenské vosky.

 

Případové studie

Forma pro vysokotlaké lití zinkové součásti

Motivací pro návrh a aditivní výrobu formy je snaha o zvýšení kvality a snížení cyklového času odlitku. Za tímto účelem je využito konformního chlazení – chladicí kanály kopírují tvar součásti a přispívají tak ke správné tepelné bilanci nástroje. Takový přístup při využití standardních výrobních metod není možné uplatnit.

Aby byla aditivní produkce komponent formy přijatelná i z hlediska nákladů, a navíc zlepšena řiditelnost odvodu tepla z nástroje, bylo nutno upustit od standardního tvaru a formu podrobit topologické optimalizaci (odkaz na popis TO jinde na webu, je asi zbytečné to tu popisovat znovu).

Výsledkem je nástroj organického tvaru, skládající se ze dvou polovin a jedné pohyblivé vložky. Ta je rovněž aditivně vyrobena a vybavena konformním chlazením. Je využito hybridního přístupu, kdy základ je standardně obroben a funkční tvarová část aditivně dovyrobena.

Pískové formy pro prototypové odlitky

Zákazník požadoval co nejrychlejší dodání forem pro odlití několika desítek prototypových součástí z hliníkové slitiny. Vstupem byl výkres součásti s poznámkami od slévárenského technologa a CAD model součásti.

Byla provedena implementace technologických úprav do modelu součásti a návrh formy pro aditivní výrobu. Na rozdíl od klasického využití formovacích rámů bylo možné obálku formy přizpůsobit součásti, čímž byly optimalizovány náklady na tisk.