Nedávné pokroky v technologiích a materiálovém výzkumu vyvolaly nové příležitosti, přičemž aditivní výroba získává den za dnem stále větší popularitu. Příkladem je společnost Enigma-DED ( https://www.enigma-ded.com/), která je lídrem v oblasti pokročilých technologií aditivní výroby. Využívá metody DED (Directed Energy Deposition Method) a šíří jejich uplatnění v odvětví aditivní výroby. Revoluce, kterou 3D tisk přináší do oboru materiálového výzkumu, umožňuje povrchovou úpravu mechanických vlastností materiálů a umožňuje vědcům měnit vlastnosti, složení i využití různých materiálů. Technologie používané v aditivní výrobě pro úpravu a vývoj nových materiálů se rychle rozvíjejí. Nové materiály nabízejí neomezený potenciál využití v různých průmyslových odvětvích.
Aditivní výroba si zaslouží svou pověst jedné z nejinnovativnějších a nejpokročilejších technologií, především díky svým mimořádným schopnostem a potenciálu revolucionizovat tvorbu nových materiálů. V oblasti materiálové vědy byla tvorba, výzkum a úprava nových materiálů dlouhodobě omezena nedostatkem prostředků pro jejich využití. Tradiční výrobní metody po mnoho let používaly homogenní přístup k materiálům. Tento přístup ztěžoval smíchávání materiálů v tradiční výrobě. Nové strategie používané v tradiční materiálové vědě revolucionalizovaly tento obor a otevřely nové možnosti.
Dnes se stále provádějí vylepšení a změny v oblasti aditivní výroby. Jednou z důležitých výhod aditivní výroby je její schopnost zpracovávat složité a husté uspořádání různých kovů a zjednodušovat výrobní pracovní postupy. Navíc hybridizace kovů otevírá cestu k inovativnímu návrhu technických materiálů.
Vezměme si jako příklad aditivní výrobu systém Enigma-DED, který je schopen vyrábět nové inženýrské materiálové systémy nazývané „funkčně gradientní materiály“, a to v jednom kusu. Lze tak dosáhnout různých stupňů důležitých strukturálních a funkčních vlastností – například tvrdosti, tepelné odolnosti a tepelné a/nebo elektrické vodivosti – postupně, ve formě gradientu. Například středová část může mít tepelně odolné keramické jádro a flexibilní kovový povrch. Tento personalizovaný návrhový přístup splňuje extrémní a specializované inženýrské požadavky, jako jsou ty v letecké a kosmické technice nebo v lékařských zařízeních, zejména u lehkých, pevných a biokompatibilních kovů. Aditivní výroba nám umožňuje uniknout z úzkostí tradičních výrobních procesů a materiálů.
Návrh a iterační procesy spojené s vývojem nového technického materiálu jsou často složité a náročné. Obvykle jsou tyto procesy zatíženy dlouhými cykly vývoje výrobků, které zahrnují časově náročné úkoly a pracovní cykly. Přídavná výroba tyto časové i pracovní ztráty eliminuje prostřednictvím rychlého prototypování a testování dle potřeby, čímž umožňuje dosáhnout extrémně vysoké produktivity pracovního postupu.
Společnost Enigma-DED využívá přídavnou výrobu k testování výkonu nových kovových nebo keramických materiálů během několika dnů místo týdnů, a to v malých výrobních dávkách. Testujeme výkon materiálů z hlediska pevnosti, odolnosti proti korozi a tepelné stability. Navíc můžeme rychle navrhnout a vyrobit upravené složení materiálů.
Tato schopnost rychlé iterace pomáhá včas identifikovat konstrukční nedostatky a začlenit efektivní úpravy. Díky pokročilým technologiím 3D tisku, jako je DED od společnosti Enigma-DED, se výrazně zkracuje doba potřebná k dokončení jednoho cyklu vývoje materiálu. Zahozené prototypy vedou ke ztrátě surovin, avšak díky 3D tisku se tato ztráta minimalizuje, čímž se také snižují celkové náklady na vývoj materiálu.
Výkon materiálu je výsledkem kombinace několika faktorů: jeho vlastností, jeho struktury a architektury této struktury na mikro- a mřížkové úrovni. Vzhledem k tomu, že to víme, ve společnosti Enigma-DED používáme 3D tisk k návrhu a výrobě systémů pro kovový 3D tisk, které mohou koneční uživatelé ovládat, čímž vznikají materiály. Díky této kontrole dokážeme vytvářet sofistikované a složité mikrostruktury s navázanými zrny, které zvyšují pevnost o 30 % oproti kovům vyrobeným tradičnějšími metodami.
Jednou z hlavních výhod aditivní výroby je možnost řídit pórnost kovových struktur. Například aditivní výroba dokáže vyrábět pevné, lehké kovy s mikroskopickými, rovnoměrně rozprostřenými póry – vlastnost, která je žádoucí v automobilovém a leteckém průmyslu. Kovové struktury lze však navrhnout také jako zcela plné, což je užitečné pro lékařské implantáty a letecké komponenty, které musí být úplně utěsněné. Tato kontrola pórnosti zvyšuje výkon a funkčnost materiálu. Lehké, pevné a odolné struktury vyrobené pro zákazníky Enigma-DED tyto výhody ilustrují.
Enigma-DED využívá aditivní výrobu šetřící suroviny. U tradiční výroby dochází ke ztrátě materiálu na každém kroku procesu. Ztráty materiálu u Enigma-DED zvyšují náklady.
Na rozdíl od jiných typů materiálových testů má testování metodou Enigma-DED podíl odpadu nižší než 5 %. U jiných způsobů testování činí podíl odpadu 50 % nebo více. Tradiční metody zplýtvají velké množství materiálu, zejména drahých prvků, jako jsou titanové slitiny a pokročilé keramiky. Metoda Enigma-DED šetří peníze i další zdroje tím, že po testování testovací vzorky zahazuje.
Navíc je přechod od prototypování nových kovů nebo keramik k sériové výrobě pomocí aditivní výroby hladší. Využití materiálu je konzistentní a rovnoměrné. Není třeba předem nadhodnocovat množství potřebného materiálu kvůli neefektivitám. Například při výrobě nových titanových slitin pro letecké součásti není při aditivní výrobě nutné materiál upravovat řezáním. To pomáhá uchovat vývoj nových materiálů a snižuje celkové náklady pro výzkumníky.
Superslitiny, kovy a křehké keramiky jsou pokročilé materiály. Po dlouhou dobu vyžadovaly specializované aplikace s pokročilými materiály tradiční způsob zpracování. Přídavná výroba nyní mění způsob, jakým lidé zpracovávají pokročilé materiály.
Enigma-DED využívá přídavnou výrobu ke zpracování křehkých keramik – materiálů, které se obvykle praskají během běžných pracovních procesů. Díky optimální kontrole teploty, vrstvenému tisku a mechanismům zabránění praskání řeší přídavná výroba tento problém a křehké keramiky lze nyní používat.
Navíc aditivní výroba umožňuje navrhovat a vyrábět kovové materiály odolné proti záření pro jaderný průmysl a supertavitky odolné proti vysokým teplotám pro letecký a kosmický průmysl. V jaderném průmyslu se očekává, že používané kovy vydrží intenzivní ozáření po dlouhou dobu, zatímco supertavitky používané v leteckém a kosmickém průmyslu musí zachovat svou strukturální integritu při provozu za vysokých teplot a odolat extrémním povětrnostním podmínkám. Aditivní výroba řeší širokou škálu problémů při výrobě specializovaných materiálů a zvládá výzvy, které trvaly v různých oborech, jako jsou letecký a kosmický průmysl a výroba lékařských zařízení.
Aktuální novinky2025-06-30
2025-07-04
2025-07-01
EN
