3D tisk, odborněji aditivní výroba, má u BMW rozsáhlé využití. Dnes jsme se mohli zúčastnit krátké virtuální exkurze, kterou nás provedl Stefanus Stahl pracující na pozici „Design for Addivitve Manufacturing“. Co jsme se o aditivní výrobě dozvěděli a v jakých oblastech je užitečná?
Obecně se dá říct, že aditivní výroba umožňuje optimalizovat efektivitu při vývoji, využít různé inovativní prvky a zároveň zvýšit kvalitu. Centrum BMW pro aditivní výrobu se nachází v blízkosti Mnichova a jen v loňském roce zde bylo tímto procesem vyrobeno více než 300 tisíc různých součástek. Ty jsou následně distribuovány na různá místa po celém světě, k výrobě však pochopitelně může (v omezené míře) docházet také lokálně mimo zmíněné centrum.
Aditivní výroba má opravdu široké využití
Proces aditivní výroby je využíván v pěti hlavních oblastech, a to při:
- ověření funkčnosti
- výrobě individualizovaných produktů
- sériové produkci
- výrobě náhradních dílů
- výrobě produkčních systémů
3D vytisknuté součástky můžeme běžně najít například u vozů značky Rolls-Royce, Mini a dalších. V některých případech je navíc aditivní výroba levnější než klasická produkce součástek u běžné sériové výroby. Nejedná se tedy o technologii, která by sloužila pouze k designování a výrobě prototypů, jak se mnozí domnívají.
Například v případě náhradních dílů, kdy se po několika letech už vybrané součástky nemusí vyrábět běžným způsobem (např. odléváním), je možné pomocí aditivní výroby požadované části „dovyrobit“. Individualizované části můžeme například spatřit u vozů Mini (typicky logo/nápis vedle průduchu klimatizace u spolujezdce).
Jak celý proces funguje?
Nejprve je vytvořen 3D model, který je následně „rozřezán“ na vrstvy a tyto vrstvy jsou na sebe při výrobě pokládány. Samozřejmě hraje významnou roli to, jaký materiál je k výrobě prvku použit. Tiskárny přitom mohou být z hlediska náročnosti konstrukce a velikosti poměrně univerzální. Na stejné tiskárně je tak mnohdy možné vyrobit součástku do motoru nebo třeba část karosérie.
První zařízení pro aditivní výrobu (vyrobené známou společností EOS) BMW vlastnilo již v roce 1991. Zpočátku byla využívána stereolitografie, dnes jsou však využívány různé metody – FDM, laser sintering, polyjet, digital light synthesis, multijet fusion, laser beam smelting, 3D print + sinter a další.
Každá z těchto technologií je ideální pro jiné využití. Rozdíly mohou být nejen ve velikosti produktů, které takto dokážou tiskárny vyrobit, ale také v rychlosti tisku. Neexistuje tedy jedna naprosto univerzální technologie, která by uspokojila veškeré požadavky na výrobu. Zatímco při tvorbě prototypů je důležitá rychlost, v sériové výrobě se typicky jedná o optimalizaci nákladů a zachování vysoké kvality.
Samotný design nejrůznějších součástek pak často vzniká za využití generativního designu. Zjednodušeně řečeno tak počítač a chytré algoritmy vytvoří optimální design na základě požadavků (například tuhost). Zároveň je tímto způsobem možné zohlednit mnohem více kritérií než dokáže vzít v úvahu lidský pracovník.
