Auta z 3D tiskárny? Realita už dnes

Kompozitní materiály jsou cestou ke snižování hmotnosti a spotřeby automobilů. Jejich výroba je však zatím drahá a technicky náročná. Letecký inženýr Greg Mark však ukázal, jak jednoduše lze kompozitní díly vyrábět pomocí pokročilé 3D tiskárny.

Kompozitní tisk

Mark navrhl pro potřeby automobilového průmyslu 3D tiskárnu Mark One 3-D schopnou z uhlíkových vláken vytisknout kompozitní díly za několik hodin.

Tiskárna Mark One 3-D používá k tisku nepřerušované „nekonečné“ uhlíkové vlákno. Na rozdíl od krátkých vláken, mají díly vyrobené pomocí jediného spojitého uhlíkového vlákna mnohem větší pevnost.

Tiskárna pomocí přesného vzorce skládá za dané teploty jednotlivá vlákna a vyvaří požadovaný tvar. Výsledný díl údajně vykazuje stejné mechanické vlastnosti jako kompozitní díl vyrobený klasickou technikou – tedy mimo jiné lepší poměr hmotnosti a pevnosti než hliníkové slitiny (6061-T6).

V případě nutnosti dokáže tiskárna kombinovat uhlíkové vlákno s dalšími materiály, jako jsou plasty PLA (Polylactic Acid) nebo nylon. Levné plasty mohou vytvářet nosné struktury, na které lze nanést pevnou vrstvu z uhlíkových vláken. Nebo naopak, na jádro z uhlíkových vláken lze nanést vrstvu z plastu.

Při použití samostatného uhlíkového vlákna lze tisknout s přesností 100 mikrometrů (0,1 mm). Pomocí kombinace plastů a uhlíkových vláken pak s přesností 200 mikrometrů (0,2 mm).

Závodní auta, tuninig, opravy

Kde tedy 3D tiskárna kompozitních dílů najde uplatnění? U sériové výroby, kde je nutno vyrábět desítky nebo stovky jednotlivých dílů denně prozatím ne. Alespoň ne u velkých a komplexních dílů.

Zde zřejmě firmy půjdou cestou, jakou ukázala automobilka BMW.

Své uplatnění najde Mark One 3-D u závodních stájí, které potřebují okamžitě vyrábět malosériové díly s vysokou pevností a nízkou hmotností. Z jakého důvodu? Výroba originálního kompozitního dílu klasickou cestou je velmi drahá a zdlouhavá.

U klasické výroby neřešíte jen konstrukci dílu, ale také technologii výroby (postup výroby, přípravky, výrobní stroje, logistiku atd.). Naproti tomu pomocí 3D tiskárny lze kompozitní díl vytisknout doslova a do písmene přímo v konstrukční kanceláři závodního týmu a okamžitě jej poslat do dílny.

O tiskárnu údajně projevilo zájem již několik týmů z Formule 1. Greg však odmítl specifikovat jména stájí.

Stejně tak lze technologii využít v tuningových nebo opravárenských dílnách. Ladiči automobilů získají mocný nástroj k rychlé výrobě nových kompozitních dílů auta, od různých částí karoserie, přes vnitřní vybavení až po vnitřní součástky. Naopak servisní dílny nemusí pro zničený díl posílat do centrálního skladu, ale vyrobí si ho přímo na místě.

Ostatně 3D tiskárny nakonec mohou zaujmout i velké automobilky. Uplatnění zde tiskárny pro tisk kompozitů najdou nejen u výroby prototypů, ale i u sériové výroby drobných kompozitních dílů auta.