Additivní výroba potřebuje know-how specialistů na prášky

Průmyslový 3D tisk – nazývaný také aditivní nebo generativní výroba – stále rychle nabývá na významu. Vznikají nové oblasti použití, vývoj materiálů a optimalizace procesů neustále postupují kupředu. Mnoho materiálů používaných pro tento účel je práškového typu a při výrobě, zajištění kvality, zpracování a logistice vyžadují know-how specialistů na prášky. Jejich inovační fórum je veletrh prášků, granulátů a sypkých materiálů POWTECH, který se letos koná od 30. září do 1. října 2020 jako speciální edice v Norimberku. S upraveným konceptem v důsledku celosvětových dopadů COVID-19 se letos speciální edice POWTECH zaměřuje na přenos znalostí – mimo jiné na téma 3D tisk.

Rychlé prototypování, tedy výroba modelů pro demonstraci a funkční vzorky, představovalo počátek aditivní výroby. Klíčovou výhodou – zkrácením všech cyklů od vývoje produktu přes výrobu až po uvedení na trh – tato technologie otevřela cestu do sériové výroby. Bezproblémová individualizace produktů nebo také integrace dalších funkcí se tak daří v kratším čase a za nižší náklady. Aditivní výroba tak firmám nabízí vynikající možnost odlišit se od konkurence, jednat rychleji a vyrábět šetrněji k životnímu prostředí.

Tato výrobní metoda si již našla uplatnění v mnoha odvětvích. Otevírá nové možnosti jak pro náročné oblasti jako zdravotnictví, automobilový průmysl a mobilitu nebo letectví a kosmonautiku, tak i pro masové trhy jako životní styl a spotřební zboží nebo výroba a průmysl. Hlavním cílem je vždy odlišit se pomocí industriálního 3D tisku a zůstat konkurenceschopný do budoucna.

20 institutů tvoří alianci pro generativní výrobu

Složitou rozmanitost této průkopnické výrobní technologie je třeba optimalizovat a propojit, což je úkolem založené aliance Fraunhofer „Generativní výroba“. Ta integruje dvacet Fraunhoferových institutů po celém Německu, které se – zaměřené na výzkumná témata jako materiály, technologie, inženýrství, kvalita a software & simulace – zabývají problematikou aditivní výroby. Tím pokrývají celý procesní řetězec.

Výzkum materiálů přináší odpovědi na aktuální otázky v oblastech energie, zdraví, mobility, informačních a komunikačních technologií i při stavbě a bydlení. Moderní lehké materiály šetří náklady a energii, keramické mikrobrennné články zásobují elektronická zařízení a nové materiály z obnovitelných surovin odlehčují životní prostředí. V oblasti aditivní výroby se instituce aliance zaměřují na následující materiály:

- Kovy – ocel, titan a hliník
- Keramika – oxidy, karbidy, silikáty a bioaktivní keramika
- Plasty – polymery a termoplastické materiály

Metalické, keramické a polymerní prášky slouží přímo nebo v podobě filamentů jako vstupní materiál pro většinu aditivních výrobních procesů. Jejich morfologie a složení ovlivňují nejen zpracovatelnost během výroby, ale i vlastnosti výsledných dílů. Jako základ pro nové inovativní produkty a také pro optimalizaci aditivních výrobních procesů využívá Fraunhoferův institut technologie k přizpůsobení práškových materiálů výrobním procesům a vlastnostem produktů. Tyto prášky jsou pomocí fyzikální depozice v plynové fázi (PVD) nebo atomové vrstvy (ALD) potaženy tenkou vrstvou. V závislosti na použitém materiálu vrstvy lze řešit různé funkce. Například vrstva slouží k mikrolegování kovových prášků, což umožňuje cíleně optimalizovat kritické vlastnosti materiálu (sklon ke vzniku trhlin, duktilita atd.). Také lze výrazně zvýšit tokové vlastnosti, takže je možné zpracovávat i prášky s vysokou aglomerací. Navíc lze upravit elektrickou vodivost prášků – a tím i finálního dílu – a zlepšit jejich odolnost proti korozi. Budoucí vývoj směřuje například k depozici tenkých tvrdých povlaků, které otevírají nové možnosti ve vývoji materiálů. Dále je kladen důraz na škálování na vyšší výrobní objemy, aby bylo možné zavést je do průmyslové výroby.

Kromě toho nabízí aliance Fraunhofer Generative Manufacturing individuálně přizpůsobené materiály pro speciální aplikace, jednotlivé procesy i celé procesní řetězce – včetně zohlednění konvenčních technologií.

POWTECH 2020 speciální edice: Bezpečné navazování kontaktů

Veletrh POWTECH nabízí specialistům z procesního průmyslu i inženýrům, kteří spoléhají na budoucí technologie aditivní či generativní výroby, ideální prostředí pro výměnu informací od analýzy částic přes klíčové procesní kroky míchání, třídění, separace a třídění až po témata dávkování prášků, skladování a logistiky prášků. Na veletrhu jsou také prezentována řešení pro odstraňování prachu z kovových prášků. Letos se akce zaměřuje na přenos znalostí v důsledku globálních dopadů pandemie COVID-19. Srdcem speciální edice POWTECH jsou odborná fóra, která jsou realizována ve dvou výstavních halách s ohledem na všechna bezpečnostní opatření. Doprovodná výstavní část umožňuje všem vystavovatelům efektivně a atraktivně představit své inovace. Předem definované koncepce stánků a prostorné meetingové zóny zajišťují dodržování všech hygienických a bezpečnostních pravidel. Část odborného programu bude po skončení akce k dispozici účastníkům online.