Revoluce ve 3D tisku: stanovení nových standardů pro průmysl!

Revoluce ve 3D tisku: stanovení nových standardů pro průmysl!

Dne 20. srpna 2025 poskytnou vědci z University of Duisburg-Essen informace o převratných pokrocích v oblasti 3D tisku, zejména prostřednictvím procesu laserové práškové fúze (LPBF). Jak uni-due.de LPBF se etabloval jako rozšířený průmyslový 3D tiskový proces, který se používá zejména v leteckém průmyslu, lékařské technologii a výrobě nástrojů. Tyto technologie umožňují výrobu složitých a vysoce odolných součástí.

Výzkum probíhal po dobu šesti let v rámci prioritního programu financovaného Německou výzkumnou nadací (DFG) s názvem „Materiály pro aditivní výrobu“. Tento program byl nyní úspěšně ukončen a získané znalosti byly zpřístupněny prostřednictvím mezilaboratorního studia a speciálního vydání časopisu Advanced Engineering Materials. Dr. Anna Ziefuß, jedna ze zúčastněných výzkumnic, popisuje výsledky mezilaboratorní studie jako milník pro vědu a průmysl.

Standardizace a výsledky výzkumu

Mezilaboratorní studie, považovaná za největší otevřený soubor dat svého druhu, zahrnovala spolupráci 32 mezinárodních laboratoří. Cílem bylo podpořit standardizovanou výrobu komponentů z kovových a polymerních prášků. Zkoumáno bylo zejména porovnání materiálových vlastností, parametrů stroje a řízení procesů.

Hlavním cílem těchto výzkumných snah je zlepšování a standardizace materiálů a aditivních procesů. Prioritní program SPP 2122 byl zahájen v roce 2019, do kterého se zapojilo více než 30 výzkumných týmů na vývoji prášků na míru a funkcionalizaci nanočástic. Od 10. listopadu 2025 budou data shromážděná z mezilaboratorní studie veřejně dostupná.

Kromě LPBF spoléhá aditivní výroba na různé další procesy, jako je výroba tavených vláken (FFF) a robocasting. Podle informací z iwn.fraunhofer.de fluidní reologie významně ovlivňuje tlakové chování při vytlačování materiálu. Používá se směs polymerních filamentů a vysokotavných částic, které se taví a zpracovávají přes trysku.

V projektech je sběr dat podporován také numerickými simulacemi pro zefektivnění různých aspektů tiskového procesu. Toto jsou důležité kroky při identifikaci ideálního složení pasty požadované pro požadované tištěné objekty.

Kontext 3D tisku

3D tisk, také známý jako aditivní výroba, popisuje procesy pro výrobu trojrozměrných objektů nanášením materiálu vrstvu po vrstvě. Tento proces se od 80. let 20. století rychle rozvíjel a používá se v různých oblastech, včetně průmyslu, výzkumu, stavebnictví a lékařské techniky. Materiály jsou zpracovávány pod kontrolou počítače na základě CAD/CAM dat, což zvyšuje hospodárnost s klesajícím počtem kusů a rostoucí geometrickou složitostí.

Výzvy technologií 3D tisku jsou však rozmanité. Patří sem právní aspekty, zdravotní rizika a materiálové náklady. Přestože školení a další vzdělávání v aditivní výrobě jsou různorodé, neexistuje v této oblasti žádná specifická školení. Jak Wikipedie objasňuje, že 3D tisk otevírá nejen nové možnosti výroby, ale také inovativní přístupy ve výzkumu, jako je biotisk pro výrobu orgánů a tkání.

Stručně řečeno, 3D tisk je na přelomu, kdy standardizace a zlepšování procesů jsou klíčové pro další vývoj nových materiálů a technických aplikací. Výsledky probíhajících výzkumných projektů slibují dalekosáhlé dopady na průmysl.