Popis problému
Tradiční výroba kovových dílů pro průmyslové aplikace je často finančně náročná, časově zdlouhavá a limitovaná tvarem, který lze vyrobit konvenčními metodami. V mnoha případech je přitom možné kovové komponenty nahradit lehčími, cenově dostupnějšími a stejně odolnými díly z pokročilých polymerů. To se týká i komponent vystavených vysokým teplotám a cyklickému namáhání.
Naše řešení
V TechSim Engineering disponujeme několika FDM 3D tiskárnami umožňujícími výrobu dílů z vysokopevnostních polymerů vyztužených uhlíkovými vlákny. Díky tomu dokážeme:
- Optimalizovat geometrii dílů pomocí topologické optimalizace pro dosažení maximální pevnosti při minimální hmotnosti.
- Nahradit kovové komponenty lehčími a odolnými polymerními ekvivalenty, které odolají vysokým teplotám a únavovému zatížení.
- Rychle iterovat návrhy a vyrábět funkční prototypy i finální díly.
- Přizpůsobit výrobu od jednoúčelových komponent až po menší série.
Používané materiály, jako PA12 nebo PA6 s uhlíkovou výztuží, byly experimentálně ověřeny v našich projektech a vykazují vysokou tuhost a stabilitu i při provozních teplotách nad 100 °C.
Konkrétní realizace
Tyto technologie jsme úspěšně aplikovali například v projektech:
- Držák žiletkových nožů pro flexotiskové stroje – nahrazení původní ocelové konstrukce odlehčeným polymerním dílem s optimalizovanou geometrií a zachovanou pevností.
- Nástavec pro nasunutí rastrových sleevů – kompletní redesign kovového dílu pro 3D tisk z vysoce pevnostního PA12 s vloženými ocelovými prvky pro lokální zpevnění.
- Mechanismus sklápění UAV – výroba odlehčených s vysokou rozměrovou přesností pro letecké aplikace.
- Oběžné kolo ORC jednotky – díly s vysokou tepelnou odolností pro prostředí s provozní teplotou nad 100 °C.
Dopad
Nasazením 3D tisku z kompozitních polymerů dokážeme zkrátit výrobní časy, snížit hmotnost dílů a celkové výrobní náklady, aniž by došlo ke kompromisu v oblasti funkčnosti či životnosti. Tato technologie nám umožňuje rychle reagovat na změny konstrukce, testovat nové varianty a dodávat zákazníkům inovativní řešení, která by byla konvenční výrobou obtížně realizovatelná.