Aditivní výroba dobývá průmysl

Málokdy se výrobní technologie dostane až do hlavní zpravodajské relace národních televizních stanic. Jinak je to u 3D-tisku. Líbivý pojem se zasluhuje o to, že už dávno známá technologie dělá kariéru a najednou se po celé zemi diskutuje jako revoluce ve výrobě. „Předpověď, že každý si bude moci doma na 3D-tiskárně vyrobit vlastní náhradní díl, je už ale z větší části smetena ze stolu," říká ve Frankfurtu nad Mohanem Dr. Wilfried Schäfer, jednatel Svazu německých továren obráběcích strojů.

Diskuse se teď spíš točí kolem nástupu 3D-tisku nebo generativní výroby – additive manufacturing (AM), jak ji označují profesionálové, do průmyslové sériové nebo alespoň malosériové výroby. Pryč od rapid prototypingu devadesátých let minulého století přes rapid tooling směrem k rapid manufacturingu – tak lze popsat dnešní stav vývoje.

Tohoto tématu se veletrh METAV, 19. mezinárodní veletrh kovoobráběcích technologií, ujímá svou novou koncepcí. Pod heslem „Power your Business" prezentuje od 23. do 27. února 2016 v tématickém prostoru „Additive Manufacturing Area" celé spektrum nabídky aditivních metod, materiálů a služeb kolem 3D-tisku. Veletrh METAV tímto rozšiřuje a doplňuje svou nabídku výrobních technologií pro všechny obory, především pro výrobu kovových dílů, strojů, letadel, automobilů, nástrojů i zdravotnické techniky. Aditivní výroba se jako výrobní metoda propojuje s dalšími stěžejními oblastmi řetězce tvorby hodnot v kovoprůmyslu, především oblastí CAD a simulace, dokončování, měřicí techniky pro výrobu a řízení kvality. Vedle ryzích AM-systémů vznikají i hybridní koncepce, které integrují generativní metody s klasickým obráběním. „To je pro mnohé uživatele velmi zajímavé řešení," vysvětluje jednatel Schäfer.

Tématický prostor „Additive Manufacturing Area" představuje aplikace pro plasty i kovy
Výhody aditivní výroby jsou nasnadě. Jednak umožňuje realizovat nové nápady co do designu i výrobní koncepty s novými funkcemi, protože lze vyrobit vysoce komplexní geometrické tvary, které se pomocí klasických metod doposud nedaly vyrobit, nebo pouze za cenu vysokých nákladů. Zadruhé lze dosáhnout vyšší efektivity využití času a materiálu. Nyní lze v jediném výrobním kroku integrovat přímo i funkce. To je zajímavé také s ohledem na optimalizaci materiálů pro funkci součástky. Proto hraje aditivní výroba již dnes významnou roli zejména u lehkých konstrukcí pro letecký a automobilový průmysl. Zatřetí může výrobce cíleně vyhovět individuálním požadavkům zákazníků, protože i jednotlivé díly lze vyrobit ekonomicky – za předpokladu, že uživatel disponuje příslušnými zkušenostmi.

Vystavovatelé vítají iniciativu pořadatele veletrhu METAV, svazu VDW. Stefan Ritt ze společnosti SLM Solutions v Lübecku například říká: „Aditivní technologie vytvářejí nové možnosti pro lehké konstrukce a komplexní struktury. Tématický prostor „Additive Manufacturing Area" představuje tyto potenciály v aplikacích pro plasty i kovy." Kromě toho si cení faktu, že na veletrhu METAV budou v „Moulding Area" a „Medical Area" osloveny důležité segmenty zákazníků pro aditivní technologie, například z výroby nástrojů a forem nebo z oboru zdravotnické techniky.

Mnohé ze zmíněných výhod lze ukázat na příkladu chapačů pro roboty společnosti robomotion GmbH z německého města Leinfelden-Echterdingen. Zde se aditivně vyrobené díly používají sériově. Díky 3D-tisku lze chapače individuálně uzpůsobit geometrii produktů. Ať už klobása nebo čokoládové vajíčko – speciálně tvarované prsty chapače uchopí předmět jemně a rychle. Díky malosériové výrobě na laserových spékacích zařízeních je individuální uzpůsobení nejen ekonomické, nýbrž otevírá i cestu k novým funkcím. Tak lze například za nízké náklady integrovat do prstů chapače pružiny, díky kterým se přizpůsobí produktům různých velikostí, což minimalizuje přípravné časy u zákazníka. Díky generování dílu po jednotlivých vrstvách lze navíc přímo do chapače umístit vzduchové kanálky, držáky hadic i válce pneumatických akčních členů. „Výhody jsou nasnadě: chapače lze konstruovat kompaktněji a lehčeji," říká Dr. Andreas Wolf, jednatel společnosti robomotion. Nyní se aditivně vyrábějí i jiné díly strojů, např. senzory a přírubové desky.

„Samozřejmě je tu ještě spousta výzev," připouští Rainer Gebhardt, expert pracovní sekce Additive Manufacturing svazu VDMA. Tak je například manuální podíl v procesních řetězcích aditivní výroby v současné době ještě vysoký. Proto dodavatelé i uživatelé aditivních výrobních technologií, sdružení v pracovní sekci, intenzivně pracují na dalším vývoji AM-technologií a automatizace. To vyžaduje dobrou znalost celého procesu, od materiálů přes přípravné a dokončovací práce až po výrobní proces a kontrolu kvality samotných dílů.

Výzkum v okolí aditivní výroby se zabývá zajištěním kvality, například reprodukovatelnosti, používáním nových materiálů a zvýšením ekonomičnosti výroby. Ukazuje se, že souvislosti mezi nastavenými parametry výroby a kvalitativními znaky vyrobeného dílu je nutno v mnohých případech ještě detailněji prozkoumat. Budoucím cílem je, zajistit nastavením stroje dodržení požadovaných vlastností vyrobené součástky v úzkých tolerancích. Zajištění kvality je důležitým tématem také v tématickém prostoru „Quality Area" veletrhu METAV 2016.

Veletrh METAV je proto nejlepší platformou pro diskusi stávajících výzev se všemi zúčastněnými, s výrobci, uživateli, vědci, výrobci materiálů i poskytovateli služeb. Nejen proto je pracovní sekce Aditivní výroba svazu VDMA zastoupená na veletrhu METAV. „Účelné využití aditivní výroby je ústředním klíčem ke konkurenčním výhodám ve strojírenství," říká Rainer Gebhardt. „Tématický prostor „Additive Manufacturing Area" veletrhu METAV vidíme jako velmi dobrou možnost, pohnout se s aktuálními otázkami dál a podpořit povědomí o pracovní sekci a jejích nabídkách na trhu." Vystavovatelé prezentují v rámci fóra přidruženého k „Additive Manufacturing Area" svá „best practise" řešení s 3D-tiskem, ať už s laserovým spékáním plastů, laserovým navařováním kovů nebo kombinacemi klasických a aditivních technologií.

Přidaná hodnota díky atraktivnímu konferenčnímu a doprovodnému programu
Dalším partnerem tématického prostoru „Additive Manufacturing Area" veletrhu METAV je společnost Rising Media. Tento pořadatel kongresů z města Santa Barbara v americkém státě Kalifornie pořádá jednu z největších a nejdůležitějších mezinárodních odborných konferencí na téma 3D-tisk: Inside 3D Printing 2016, která se koná ve dnech 24. a 25. února 2016 společně s veletrhem METAV na výstavišti v Düsseldorfu. Tato konference se chápe jako fórum pro profesionální výměnu informací o aditivních výrobních technologiích a přitahuje přednášející z celého světa, kteří zde hovoří o tématech z celého řetězce tvorby hodnot, od výzkumu až po finální využití. „Oslovujeme experty, vědce, poskytovatele služeb, obchodníky i investory z celého světa," říká Dr. Eric Klemp, jednatel výzkumného střediska Direct Manufacturing Research Center (DMRC) při univerzitě v Paderbornu, který je zodpovědný za program konference. „Oni už nepotřebují nějaké vysvětlování základů, nýbrž chtějí prosondovat hranice dnes dostupných technologií 3D-tisku," vysvětluje jednatel Klemp. Kooperace s veletrhem METAV nabízí účastníkům kongresu navíc k přednáškám i kontakt s praxí, neboť všichni účastníci mají volný vstup na veletrh, kde jsou zastoupení nejdůležitější výrobci zařízení a dodavatelé technologií, stejně jako poskytovatelé služeb a výzkumné ústavy.

V rámci „Additive Manufacturing Area" veletrhu METAV a odborné konference Inside 3D Printing bude udělena také cena International Additive Manufacturing Award (IAMA), dotovaná celkovou částkou 100 000 USD. Touto cenou jsou vyznamenávány inovace z průmyslu i vědy z celého spektra tvorby hodnot aditivní výroby. Americký Svaz obráběcích strojů AMT a německý svaz VDW představili cenu IAMA poprvé na výstavě IMTS (International Manufacturing Technology Show) v září 2014 a od roku 2015 ji společně udělují každým rokem.

Pozadí veletrhu METAV 2014 v Düsseldorfu
Veletrh METAV 2016 – 19. mezinárodní veletrh kovoobráběcích technologií se koná od 23. do 27. února 2015 v Düsseldorfu a prezentuje kompletní spektrum výrobní techniky. Těžištěm jsou obráběcí stroje, výrobní systémy, přesné nástroje, automatizace materiálových toků, počítačové technologie, průmyslová elektronika a příslušenství. K těmto oborům nově přistupují témata odlévání, zdravotnická technika, aditivní výroba a kvalita, která jsou v rámci tzv. tématických prostorů (areas) s vlastní nomenklaturou pevně zakotvená v programu veletrhu METAV. K cílové skupině návštěvníků veletrhu METAV patří všechny průmyslové obory obrábějící kovy, zejména výroba strojů a zařízení, automobilový průmysl a jeho subdodavatelé, letecký a kosmický průmysl, elektrotechnický průmysl, energetická a zdravotnická technika, výroba nástrojů a forem, obrábění kovů a řemesla.

Další informace: www.metav.de