Revolúcia v 3D tlači: stanovenie nových štandardov v tomto odvetví!

Revolúcia v 3D tlači: stanovenie nových štandardov v tomto odvetví!

20. augusta 2025 poskytnú výskumníci z University of Duisburg-Essen informácie o prelomových pokrokoch v oblasti 3D tlače, najmä prostredníctvom procesu laserovej práškovej fúzie (LPBF). Ako uni-due.de LPBF sa etabloval ako rozšírený priemyselný proces 3D tlače, ktorý sa používa najmä v leteckom a kozmickom priemysle, v medicínskych technológiách a na výrobu nástrojov. Tieto technológie umožňujú výrobu zložitých a vysoko odolných komponentov.

Výskum prebiehal počas šiestich rokov ako súčasť prioritného programu financovaného Nemeckou výskumnou nadáciou (DFG) s názvom „Materiály pre aditívnu výrobu“. Tento program bol úspešne ukončený a získané poznatky boli sprístupnené prostredníctvom medzilaboratórneho štúdia a špeciálneho vydania časopisu Advanced Engineering Materials. Dr. Anna Ziefuß, jedna zo zapojených výskumníkov, opisuje výsledky medzilaboratórnej štúdie ako míľnik pre vedu a priemysel.

Štandardizácia a výsledky výskumu

Na medzilaboratórnej štúdii, ktorá je považovaná za najväčší otvorený súbor údajov svojho druhu, spolupracovalo 32 medzinárodných laboratórií. Cieľom bolo podporiť štandardizovanú výrobu komponentov z kovových a polymérnych práškov. Skúmalo sa najmä porovnanie vlastností materiálov, parametrov stroja a riadenia procesov.

Hlavným cieľom tohto výskumného úsilia je zlepšovanie a štandardizácia materiálov a procesov aditív. Prioritný program SPP 2122 bol spustený v roku 2019, do ktorého sa zapojilo viac ako 30 výskumných tímov na vývoji práškov na mieru a funkcionalizácii nanočastíc. Od 10. novembra 2025 budú údaje zozbierané z medzilaboratórnej štúdie verejne dostupné.

Okrem LPBF sa aditívna výroba spolieha na rôzne ďalšie procesy, ako je výroba tavených vlákien (FFF) a robotizované odlievanie. Podľa informácií z iwn.fraunhofer.de reológia tekutín výrazne ovplyvňuje tlakové správanie pri extrúzii materiálu. Používa sa zmes polymérových filamentov a častíc s vysokou teplotou topenia, ktoré sa tavia a spracovávajú cez dýzu.

V projektoch je zber dát podporovaný aj numerickými simuláciami na zefektívnenie rôznych aspektov procesu tlače. Toto sú dôležité kroky pri identifikácii ideálnych kompozícií pasty potrebných pre požadované tlačené objekty.

Kontext 3D tlače

3D tlač, tiež známa ako aditívna výroba, opisuje procesy výroby trojrozmerných predmetov nanášaním materiálu vrstvu po vrstve. Tento proces sa od 80. rokov 20. storočia rýchlo rozvíja a používa sa v rôznych oblastiach vrátane priemyslu, výskumu, stavebníctva a medicínskych technológií. Materiály sú spracovávané pod počítačovou kontrolou na základe CAD/CAM dát, čo zvyšuje hospodárnosť so znižovaním počtu kusov a zvyšovaním geometrickej zložitosti.

Výzvy technológií 3D tlače sú však rôznorodé. Patria sem právne aspekty, zdravotné riziká a náklady na materiál. Hoci odborná príprava a ďalšie vzdelávanie v oblasti aditívnej výroby sú rôznorodé, v tejto oblasti neexistuje žiadna špecifická odborná príprava. Ako Wikipedia objasňuje, 3D tlač otvára nielen nové možnosti výroby, ale aj inovatívne prístupy vo výskume, ako je biotlač na výrobu orgánov a tkanív.

Stručne povedané, 3D tlač je na prelome, kde sú štandardizácia a zlepšovanie procesov kľúčové pre ďalší vývoj nových materiálov a technických aplikácií. Výsledky prebiehajúcich výskumných projektov sľubujú ďalekosiahle dopady na priemysel.