Schall přináší revoluci do 3D tisku: komponenty pro letectví jsou stabilnější a přesnější!

Schall přináší revoluci do 3D tisku: komponenty pro letectví jsou stabilnější a přesnější!

Výzvy v oblasti 3D tisku součástí pro oblasti důležité z hlediska bezpečnosti, jako je letectví a kosmonautika a konstrukce vozidel, jsou značné. Navzdory pokročilým technologiím se tyto komponenty kvůli problémům s kvalitou používají jen zřídka. Výzkumný tým na Chair of Manufacturing Engineering na Sárské univerzitě pod vedením profesora Dirka Bähreho dosáhl cenného pokroku ve zlepšování kvality komponent.

Pod vedením doktoranda Olivera Maurera se zvuk využívá v novém procesu ke zvýšení kvality malých kovových součástek v práškovém 3D tisku. Podle zprávy Sárské univerzity se zvuk používá ke zhutňování kovového prášku během procesu tavení laserem. To vede ke zvýšené stabilitě a homogenitě vyráběných komponent, což je klíčové pro jejich další aplikaci. Integrací reproduktoru do 3D tiskárny vznikají cílené vibrace, které výrazně zlepšují vlastnosti tištěného materiálu.

Postupy zlepšování kvality

Použití zvukových vln je podobné jako při hutnění betonu. Cílené zvukové vibrace způsobí, že se částice kovového prášku přiblíží k sobě. Laser roztaví zhutněný prášek, což má za následek rafinovanou krystalovou strukturu a zlepšenou pevnost. Zprávy ukazují, že kromě minimalizace dutin tato metoda také optimalizuje mikrostrukturu součástí a zvyšuje geometrickou přesnost. Méně pórů a homogennější povrch jsou výsledkem této inovativní technologie.

Další výhodou je rychlejší dostupnost komponent, protože nová metoda vyžaduje méně následného zpracování. Studie ukazují, že zvukové vibrace umožňují lépe kontrolovat proces tavení, což by mohlo snížit vnitřní pnutí součástí. To je zvláště zajímavé u malých, složitě tvarovaných součástí, které se používají například v lékařské technice pro protézy.

Proces je vhodný nejen pro určité slitiny, ale lze jej přenést i na jiné typy kovů. Maurer již publikoval vědecké články o této technologii a hledá aktivní partnerské společnosti pro další rozvoj a aplikaci procesu v praxi.

Letecké vyhlídky

V souvislosti s letectvím spoléhají společnosti jako Trumpf na aditivní výrobu, aby byly komponenty lehčí a stabilnější. Aditivní technologie má nyní v této oblasti více než 20% podíl na trhu a pomáhá minimalizovat vysoké náklady na dopravu do vesmíru. Nejmodernější procesy jako Laser Metal Fusion (LMF) a Laser Metal Deposition (LMD) umožňují přesné návrhy, které specificky používají materiál pouze tam, kde je to potřeba. Například držák pro komunikační satelity byl vyroben o 55 % lehčí bez ztráty stability.

Mnoho společností si uvědomuje hodnotu vylepšených technik 3D tisku pro aplikace kritické z hlediska bezpečnosti. Vývoj na Sárské univerzitě nabízí slibné přístupy k řešení stávajících problémů a otevírání nových trhů.