Schall prináša revolúciu v 3D tlači: komponenty pre letectvo sú stabilnejšie a presnejšie!

Schall prináša revolúciu v 3D tlači: komponenty pre letectvo sú stabilnejšie a presnejšie!

Výzvy v oblasti 3D tlače komponentov pre oblasti dôležité z hľadiska bezpečnosti, ako je letectvo a konštrukcia vozidiel, sú značné. Napriek pokročilým technológiám sa tieto komponenty používajú len zriedka kvôli problémom s kvalitou. Výskumný tím na katedre výrobného inžinierstva na Saarlandskej univerzite pod vedením profesora Dirka Bähreho dosiahol cenný pokrok v zlepšovaní kvality komponentov.

Pod vedením doktoranda Olivera Maurera sa zvuk využíva v novom procese na zvýšenie kvality malých kovových komponentov v práškovej 3D tlači. Podľa správy zo Sárskej univerzity sa zvuk používa na zhutňovanie kovového prášku počas procesu tavenia laserom. To vedie k zvýšenej stabilite a homogenite vyrobených komponentov, čo je kľúčové pre ich ďalšie použitie. Integráciou reproduktora do 3D tlačiarne vznikajú cielené vibrácie, ktoré výrazne zlepšujú vlastnosti tlačeného materiálu.

Postupy zlepšovania kvality

Použitie zvukových vĺn je podobné ako pri zhutňovaní betónu. Cielené zvukové vibrácie spôsobia, že sa častice kovového prášku priblížia k sebe. Laser roztaví zhutnený prášok, čo vedie k rafinovanej kryštálovej štruktúre a zlepšenej pevnosti. Správy ukazujú, že okrem minimalizácie dutín táto metóda tiež optimalizuje mikroštruktúru komponentov a zvyšuje geometrickú presnosť. Menej pórov a homogénnejší povrch sú výsledkom tejto inovatívnej technológie.

Ďalšou výhodou je rýchlejšia dostupnosť komponentov, keďže nová metóda vyžaduje menej následného spracovania. Štúdie ukazujú, že zvukové vibrácie robia proces tavenia kontrolovanejším, čo by mohlo znížiť vnútorné napätie komponentov. Toto je obzvlášť zaujímavé pre malé, komplexne tvarované komponenty, ktoré sa používajú napríklad v medicínskej technike na protézy.

Proces nie je vhodný len pre určité zliatiny, ale možno ho preniesť aj na iné druhy kovov. Maurer už publikoval vedecké články o tejto technológii a hľadá aktívne partnerské spoločnosti na ďalší rozvoj a aplikáciu procesu v praxi.

Letecké vyhliadky

V kontexte letectva sa spoločnosti ako Trumpf spoliehajú na aditívnu výrobu, aby boli komponenty ľahšie a stabilnejšie. Aditívna technológia má teraz v tejto oblasti viac ako 20 % podiel na trhu a pomáha minimalizovať vysoké náklady na dopravu do vesmíru. Najmodernejšie procesy ako laserová fúzia kovov (LMF) a laserové nanášanie kovov (LMD) umožňujú presné návrhy, ktoré špecificky používajú materiál len tam, kde je to potrebné. Napríklad držiak pre komunikačné satelity bol vyrobený o 55 % ľahší bez straty stability.

Mnohé spoločnosti si uvedomujú hodnotu vylepšených techník 3D tlače pre aplikácie kritické z hľadiska bezpečnosti. Vývoj na Sárskej univerzite ponúka sľubné prístupy k riešeniu existujúcich problémov a otváraniu nových trhov.