Představíme nejnovější trendy v oblasti 3D tisku a 3D skenování

Nejnovější trendy v oblastech 3D tisku a 3D skenování a výzkumné možnosti své laboratoře představí oddělení Prototypových technologií na mezinárodní odborné konferenci, kterou pořádá ve dnech 10. a 11. listopadu pod názvem 3D trends 2016. Účast již potvrdili vědecké týmy, špičkoví odborníci i zástupci firem z řady zemí – Německa, Polska, Slovenska, Francie, Rakouska. Na půdě univerzity se tak sejdou a propojí své zkušenosti a znalosti jak odborníci z řad vědecko-výzkumných týmů, tak experti z průmyslové praxe. Na akademické půdě si své poznatky a zkušenosti budou moci vyměnit vědci, výzkumníci a experti z výrobní praxe.

Takto široce pojatá konference zaměřená na 3D tisky a 3D skenování se v České republice koná poprvé. Na programu jsou přednášky i prezentace řešení konkrétních aplikací s přímým praktickým využitím. „Ukážeme také výstupy, které je možné hned aplikovat v praxi. To bude jistě zajímavé pro firmy, které zvažují využití těchto technologií. Pro nás bude zase přínosné, když se dozvíme, co firmy od výzkumu na univerzitách očekávají a jakou problematiku potřebují řešit,“ řekl Jiří Šafka z pořádající Laboratoře Rapid Prototyping na Oddělení průmyslových technologií z Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace.Dodal, že prezentované výstupy budou zveřejněny v renomovaném recenzovaném časopise MM Science, který je zároveň partnerem konference.

Na konferenci se představí případové studie technologií spékání kovových prášků (technologie SLM, DLMS, EBM, atd.) a jejich využití pro různé aplikace. Jedná se o velmi jemné kovové prášky, které se v inertní atmosféře dusíku nebo argonu spékají pomocí laseru. Požadovaný výrobek je sestavován po velmi tenkých vrstvách (v řádu desítek mikrometrů) podle dat získaných z jeho virtuálního počítačového modelu. Tento výrobní postup umožňuje produkci tvarově velmi složitých dílů i výrobků s odlehčenou vnitřní strukturou. „Nejsme svázáni limitacemi konvenčních výrobních technologií a složitost tvaru není pro nás žádnou překážkou. Tento postup umožňuje udělat jakýkoliv díl a přitom výrazně ušetřit stavební materiál a značně redukovat časovou náročnost výrobního procesu. Vybavení naší laboratoře umožňuje komplexní výstupy a široké výzkumné aktivity. Technologií spékání prášku se zabýváme už od roku 2014 a neustále získáváme nové vědecké poznatky, které jsou zajímavé i pro průmyslovou praxi,“ uvedl Jiří Šafka s tím, že přítomnost jednoho z největších dodavatelů této technologieněmecké firmy SLM Solutions a dalších výrobců podobných technologií (Concept Laser, Renishaw) slibuje kvalitní odbornou diskuzi.

Na programu konference budou prezentovány i další prototypové technologie, jako např. technologie PolyJet – jedná se o progresivní výrobní metodu, při které je produkt stavěn postupným vytvrzováním vrstev viskózní kapaliny foto-polymerního materiálu pod ultrafialovým zářičem. Foto-polymerní materiál tvoří dvě základní složky. Vzájemný poměr těchto složek je určující pro výsledné vlastnosti materiálu, a zajišťuje tak jejich velkou rozmanitost. Tento postup umožňuje vytvářet díl po velmi tenkých vrstvách (16 mikrometrů), a získat tak model s velmi specifickými mechanickými a fyzikálními vlastnostmi, jako je například pružnost nebo barevnost.

Laboratoř TUL má má vybavení zhruba za milion eur (27 mil. Kč). Je jedna z nejlépe vybavených laboratoří 3D tisku v České republice a má zájemcům o spolupráci rozhodně co nabídnout. Laboratoř disponuje například přístrojem Fortus 450 či Objet Connex 500, které jsou široce využívány různými českými i zahraničními firmami, a jsou tak zapojeny nejen do vědecko-výzkumných aktivit, ale jsou využívány i v rámci smluvního výzkumu, což je v naprostém souladu se záměrem efektivního využívání univerzitního vybavení.

Pro sériovou výrobu standardních dílů je 3D tisk příliš drahý. Tato produkční sféra je pokryta konvenčními technologiemi, jako je například tlakové lití kov případně vstřikování či vyfukování plastů. 3D tisk je naopak vhodný pro produkci speciálních dílů v prototypovém nebo malosériovém režimu, což je přesně ten prostor, ve kterém univerzita nabízí podporu a výrobní kapacity svým partnerům. Některé díly se vyrábějí pro různé ověřovací zkoušky materiálů, či ověření geometrické přesnosti a to v různých fázích vývoje prototypu. Nadějně se jeví výzkum zaměřený do medicínské oblasti, konkrétně na vytváření náhrad kloubních chrupavek na míru konkrétním pacientům. „Děláme zajímavé a někdy velmi složité věci. Ale většinou se jedná o utajované výstupy, které si firmy chrání jako své vlastní know-how“ konstatoval doktor Šafka. Ze starších již odtajněných výzkumných výsledků připomněl vytvoření speciálního materiálu nekuron pro výrobce pneumatik firmu Continental Barum s.r.o, nebo hydraulické prvky speciálního rozavaděče pro firmu ArgoHytos s.r.o.

Laboratoř působí v rámci Ústavu pro nanomateriály a pokročilé technologie. Podle vedoucí oddělení průmyslových technologií Jiřího Bobka se zhruba 95 procent toho, co se v laboratoři vymyslí a vytiskne, najde uplatnění. „Tým odborníků nevymýšlí věci do šuplíku. Naše laboratoř zajišťuje zhruba pětinu z ročního 30milionového smluvního výzkumu na CxI,“ řekl

Laboratoř spolupracuje s různými pracovišti napříč celou univerzitou, ale i s organizacemi mimo TUL. Díky mezioborové spolupráci vznikla na univerzitě například bionická ruka (viz zde ) .

Laboratoř Rapid Prototyping však neslouží jen vědě a průmyslu. Na 3D tiskárně Objet Connex 500 se tiskla řada designových prvků. Před třemi lety zde návrhářka Pavla Podsedníková vytiskla pět párů bot kolekce Instant Shoe, které si obuly modelky na módní přehlídce kolekcí Liběny Rochové. Doktorandka z fakulty textilní Zuzana Hrubošová díky 3D tisku zapracovala do své kolekce oděvů reliéf, který nese praktické informace o oděvu, jako například barvu látky či způsob praní, pro lidi schopné číst Braillovo písmo. Nápad si nechala patentovat. Drobnější projekty si nechávají na 3D tiskárně zpracovat také studenti fakulty umění a architektury.

Přístroj Objet Connex 500 využila i šperkařka Pavla Říhová k výrobě kolekce šperků Flexible. Ve své kolekci šperků využila možnosti dvou-komponentního 3D tisku. Šperky řady Flexible obsahují části tvrdšího a měkčího plastu. Měkčí část byla tvořena velmi flexibilním polymerem, který se svými vlastnostmi blíží pryži, což výrazně zvýšilo komfort nasazování i nošení navržených prstenů Flexible bez nutnosti jejich zmenšování či zvětšování. U 3D tisku zůstává Pavla Říhová, už jako promovaná šperkařka, i nadále (viz článek na T-UNI Tiskne prototypy, zvládne ale i módu a šperky).

„Mezioborová spolupráce je potřebná. Vidím v tom přínos pro vývoj 3D tisku pro průmysl, pro módu či architekturu, případně pro výuku. Čím více bude univerzita využívat veškerý potenciál laboratoře, tím lépe,“ dodává Jiří Šafka.

J.Kočárková
Foto: Radek Pirkl a archiv TUL