5 budúcich projektov v aditívnej výrobe
Aditívny dizajn a výrobné procesy sú katalyzátormi technických inovácií alebo dokonca revolúcií. Rozšírenie aditívnej výroby bude mať významný a rušivý vplyv na niektoré priemyselné odvetvia. Zostavili sme päť prípadov, ktoré ukazujú, kam môže cesta viesť.
1. Relativita - rakety, motory a najväčšia kovová 3D tlačiareň na svete
Kalifornská spoločnosť Relativity vyvinula samoučiacu sa 3D tlačiareň, ktorá dokáže do 60 dní vytlačiť celé rakety vrátane motorov. Cieľom je umiestniť do roku 2020 na obežnú dráhu prvú plne 3D tlačenú raketu.
Z pohľadu relativity sú prvými a jedinými, ktorí používajú aditívnu výrobu v každom výrobnom kroku. V porovnaní s klasickou raketou, ktorej výroba trvá asi 18 mesiacov, je Terran-Raketa je pripravená na štart za pouhých 60 dní. Rýchlu výrobu podporuje aj skutočnosť, že Terran stovky komponentov menej potrebné ako porovnateľné rakety, ktoré sa tradične vyrábajú.
Rakety sa vyrábajú na Hviezdna brána, podľa ich vlastného vyjadrenia najväčšia 3D tlačiareň na kov. Hviezdna brána je nielen veľká, ale aj inteligentná. Tlačiareň nezávisle vyhodnocuje zhromaždené údaje počas a po výrobe a podľa toho optimalizuje svoje procesy.
Ak by spoločnosť Relativity úspešne uviedla na trh svoju prvú raketu v roku 2020 a zachovala si predpovede rýchlejšej a lacnejšej výroby rakiet, mohli by sa novým priemyselným štandardom stať 3D tlačené rakety.
2. Siemens a Hackrod - jednotlivé autá snov
Siemens a americký start-up Hackrod pracujú na autách snov šitých na mieru, ktoré si zákazník nakonfiguruje pomocou aplikácie a potom ich vytvorí priamo na 3D tlačiarni. „La Bandita“ je prvým výsledkom tejto spolupráce. Koncept predstavený v roku 2018 bol navrhnutý so softvérom od spoločnosti Siemens a vo veľkej miere vyrobený na 3D tlačiarni s veľkosťou garáže.
Projektom chcú tieto dve spoločnosti sprostredkovať víziu budúceho dizajnu a výrobných procesov. „Hackrod ponúka úplne nový model priemyselnej výroby,“ hovorí Tom Tengan, riaditeľ spoločnosti Siemens Digital Enterprise v Kalifornii. „V budúcnosti to môže dať predovšetkým stredným spoločnostiam príležitosť uviesť na trh inovatívne výrobky šité na mieru bez veľkých výrobných liniek.“
Pre tento projekt sa spoločnosť Hackrod spolieha na novú digitálnu platformu od spoločnosti Siemens. Táto platforma obsahuje softvér, pomocou ktorého bol vyrobený podvozok „La Bandita“. Softvér je vybavený iba základnými podmienkami, ako sú napríklad rozmery skrinky, a z toho generuje najlepší možný dizajn. Čím viac času má algoritmus na výpočet podpornej štruktúry, tým sú vzpery organickejšie.
3. Biotlač - tlačené orgány a tkanivá
Vedci z Tel Avivskej univerzity vytlačili ľudské srdce z buniek pacienta len za 3 hodiny. Srdce je však len 2,5 cm dlhé, približne rovnako veľké ako srdce králika.
Aj keď je srdce pre človeka príliš malé, ilustruje potenciál aditívnej výroby v oblasti výroby orgánov. Je to prvé 3D tlačené srdce so všetkými základnými zložkami, tj. Komorami, predsieňami a krvnými cievami. Pretože tlačené srdce pozostáva výlučne z jeho vlastných buniek, nie je potrebný žiadny darca a tvar a funkcia sa dajú individuálne prispôsobiť.
Vedci chcú z dlhodobého hľadiska uspokojiť potrebu darovania orgánov pomocou 3D tlačených orgánov. Bude to pár rokov, kým sa to skutočne stane. Už teraz je jasne vidieť obrovský potenciál biotlače v rôznych formách. Napríklad tímu Fraunhoferovho inštitútu a univerzity v Stuttgarte sa podarilo vyrobiť kostný atrament, ktorý je schopný vytvárať nové kostné tkanivo v oblastiach v kostre, kde sú kosti poškodené.
4. Letectvo - vďaka aditívnej výrobe sú lietadlá ekonomickejšie
Skupiny Airbus EADS a EOS chceli preskúmať, ako by aditívna výroba komponentu zmenila celkovú spotrebu energie pre tento diel nainštalovaný v modeli A320. Bežne vyrábané závesy pristávacích klapiek sa porovnávali s tými, ktoré sa vyrábali aditívne pomocou procesu DMLS (priame kovové laserové spekanie).
Najskôr sa pánty odlievané do ocele porovnali s aditívne vyrobenými dielmi s novou titánovou konštrukciou. Nové pánty sú ľahšie a znižujú tak spotrebu energie a znečistenie životného prostredia. Vďaka vylepšenej konštrukcii sa dá hmotnosť lietadla znížiť asi o 10 kg. Počas celej výrobnej a prevádzkovej fázy sa spotreba energie komponentu znížila o 40%. Okrem toho by sa mohla znížiť spotreba surovín o 25% v porovnaní s procesom liatia investícií.
Tento projekt ukazuje, že v leteckom priemysle sa počíta každé kilo a že aj malé zmeny môžu mať veľký vplyv. A320 môže vážiť až 73 500 kg, takže stále existuje veľký potenciál úspor. Budúce generácie lietadiel by mohli ešte viac ťažiť z výhod aditívnej výroby, ak sa 3D tlač použije v ranom štádiu. Iba vtedy, keď sa 3D tlač zohľadní ako možný výrobný proces počas fázy brainstormingu, prehodnotia dizajnéri a vývojári. Len
potom je možné využiť celý potenciál tejto technológie.
5. Jedlo - Pizza and Co. z 3D tlačiarne
Vedci v laboratóriu Creative Machines Lab na Kolumbijskej univerzite pracujú na vývoji tlačiarne špeciálne na výrobu potravín. Ako oblasti použitia si môžete predstaviť jedlé pasty, gély, prášky a tekuté prísady (napr. Vajcia, maslo a bielkoviny). V súčasnosti sa tlačené jedlo, napríklad pizza, stále ohrieva samostatným laserom. V budúcnosti by sa tlač aj ohrev mohli vykonávať pomocou špecializovaného zariadenia.
Ak si v budúcnosti budete chcieť upiecť osobnú narodeninovú tortu, mohlo by to ísť napríklad takto: Spustíte 3D tlačiareň v kuchyni, naplníte nádoby na prísady čokoládou, marcipánom, múkou atď., Vyberte veľkosť, tvar a farbu a môžete vyraziť. to sa deje. Každý kúsok môžete individuálne prispôsobiť alergiám, preferenciám alebo neznášanlivosti vašich hostí.
Pomocou tejto technológie je možné vyrábať potraviny, ktoré sa dajú dokonale prispôsobiť potrebám ich spotrebiteľov. Pre profesionálnych športovcov alebo chronicky chorých, ktorí potrebujú špeciálnu stravu, by mohli byť v blízkej budúcnosti alternatívou 3D tlačiarne potravín.