3D tisk, řadící se mezi poměrně mladé technologie, je na vzestupu napříč různými odvětvími. To potvrzuje i každoročně rostoucí objem vytisknutých součástek a větší dostupnost 3D tiskáren. Ty se běžně používají v medicíně při výrobě umělých kloubů, zdravotnických pomůcek, při přípravě speciálních implantátů nebo při vytváření předoperačních modelů orgánů a kostí. Trojrozměrně vytištěné výrobky ale v poslední době vyvolávají zájem i v leteckém nebo automobilovém průmyslu. Celá auta se prozatím sériově netisknou, ale některé díly, které za svůj vznik vděčí 3D tiskárně, už můžete najít třeba i ve vašem novém autě.
Už asi před dvaceti lety si automobilky uvědomily potenciál ukrytý ve 3D tisku a začaly do něj investovat. To znamenalo nákup průmyslových 3D tiskáren a zřízení celých laboratoří. Kdysi zcela nová a neprobádaná technologie 3D tisku se už nyní používá zcela běžně a vozy, které aktuálně opouštějí továrny, jsou již trojrozměrně vyrobenými komponenty vybaveny.
Proč je 3D tisk pro automobilový průmysl tak lákavý?
Technologie 3D tisku poskytuje automobilovému průmyslu výhody, které šetří nejen peníze, ale i čas na výrobu. Tištěné plastové díly jsou totiž levnější a jejich výroba je podstatně kratší. Trojrozměrný tisk tak může nahradit nákladnou a dlouhodobou CNC výrobu, což znamená snížení výrobních nákladů, zejména při výrobě složitých karoserií.
Na rozdíl od tradičních přístupů k designu vozidel, až už se týká osobních nebo nákladních automobilů, kde se používají různé materiály, umožňuje 3D tisk v automobilovém designu nižší spotřebu materiálů a méně plýtvání, což je výhodné pro všechny fáze výroby. 3D tiskárny poskytují návrhářům možnost zkoušet více variant stejného detailu během fází vývoje nového modelu. Přináší jim tak větší flexibilitu, která má za následek efektivnější návrhy nebo možnost provádění změn i během procesu hodnocení modelu. To zase pomáhá výrobcům automobilů zůstat v obraze s potřebami trhu a být napřed.
Kromě toho je 3D tisk ideální i při výrobě dílů na zakázku. Poskytuje tak automobilkám prostor pro experimentování nebo nové způsoby, jak posouvat nejen kreativitu, ale i kvalitu jejich práce. Například v britské automobilce MINI si zákazníci mohou na přání upravit vnitřní i vnější součásti svého vozidla a výsledný design pak zkontrolovat pomocí 3D vizualizací. Pro tržní životaschopnost takového projektu je velmi důležité snížení nákladů, které umožňují právě 3D tištěné komponenty. Ty tak učinily tuto formu personalizace dostupnou veřejnosti.
Výzvou pro automobilový průmysl jsou už dlouhodobě náhradní díly. Poptávka je totiž ze své podstaty nepředvídatelná a výroba náhradních dílů v očekávání pozdější poptávky vyžaduje velké náklady na skladování. S využitím 3D tisku lze návrhy všech dílů uchovávat jako digitální kopie a s rozšiřováním stolních 3D tiskáren by mohl být na přání zákazníka náhradní díl vyroben přímo v obchodě. Dokonce i díly, které již neexistují, mohou být vyrobeny na základě digitálních skenů existujících dílů. Starší designy tak mohou získat nový život.
Průkopníkem bylo BMW
První automobilka, která takto vyrobené součástky začala používat, byl německý gigant BMW. Aktuálně 3D technologii využívá už více než 25 let. „Procesy, jako je aditivní výroba, nám pomáhají zrychlit vývoj a dostat naše vozy rychleji do sériové výroby. 3D tisk také zkracuje výrobní časy dílů a současně má pozitivní přínos v mnoha dalších vlastnostech daných komponentů,“ sdělil Daniel Schäfer, Senior Vice President pro integraci výroby a pilotní výrobní linku v BMW Group. Netrvalo to dlouho a trojrozměrně vytištěné díly se rozšířily i do luxusních vozů Rolls-Royce.
V Peugeotu je vytištěná polička na brýle nebo držák na nápoje
Díly vytištěné na 3D tiskárně můžeme najít i v autě, které parkuje třeba i ve vaší garáži. Jedná se například o nový Peugeot 308, ve kterém je touto unikátní technologií vyrobena například polička na brýle, držák na nápoje či prostor pro uložení telefonu a jiných drobností. Bylo to vůbec poprvé, kdy byla technologie 3D tisku použita na příslušenství pro automobily, což je inovace, která je velkým
příslibem pro celý automobilový průmysl. Tato technologie se má v budoucnu sériově používat nejen při výrobě doplňků, ale i u dalších technických dílů budoucích modelů Peugeot. Skupina Stellantis, jejíž je Peugeot součástí, si dokonce nechala svou novou technologii i použitý materiál patentovat a plánuje pro ně různé využití pro všechny své koncernové značky jako je dále například Opel, Jeep, Citroën nebo Alfa Romeo.
Bentley minulý rok vytisklo více než 15 tisíc dílů
Britská automobilka Bentley je známá nejen svými renomovanými karoseriemi, ale také svými ambicemi rozšířit technologii 3D tisku pro automobily. Díky investici ve výši více než 3 milionů eur dokázala společnost v roce 2021 vyrobit více než 15 000 komponentů na 3D tiskárnách, což ušetřilo čas při navrhování a výrobě a minimalizovalo odpad. Kromě procesních a ekonomických výhod, které Bentley z použití aditivní výroby získává, zaznamenali její zákazníci také významnou přidanou hodnotu. Díky 3D tisku si mohou například nechat vyrobit originální a personalizované části vozu.
Bugatti Bolide je díky 3D tisku lehčí a rychlejší
Francouzský výrobce automobilů Bugatti se ve snaze vytvořit své dosud zdaleka nejlehčí, nejrychlejší a nejagresivnější vozidlo obrátil na aditivní výrobu. Bolide, jak se tento sporťák se sortimentem nových technologií nazývá, má 3D vytištěné některé díly, které výrazně snižují jeho hmotnost. Výrobci do něj integrovali například tištěný titanový brzdový třmen nebo podpěru spoileru či držák motoru. Zapojení 3D tisku bylo zvláště důležité u složitě tvarovaných dílů a mimo jiné i díky tomu je nyní Bugatti Bolide schopný zrychlit z 0 na 500 kilometrů za hodinu asi za 20 sekund.
Mercedes myslí i na nákladní automobily
Automobilový průmysl se neomezuje jen na vozidla pro přepravu osob, ale zahrnuje také vozidla pro přepravu zboží. Poté, co se Mercedes úspěšně zaměřil na 3D tisk plastových dílů, nyní vyrábí díly pro nákladní automobily z kovu. Stal se tak první společností, která se zaměřuje na 3D výrobu dílů pro nákladní vozidla. Použitím aditivní výroby se náhradní díly stávají pevnější a pružnější. Další výhodou je, že je Mercedes aktuálně schopen vyrábět tyto díly v malém množství, a navíc s nízkými náklady.
Porsche schovává pod kapotou trojrozměrně tištěné písty
Automobilka Porsche používá aditivní výrobu již od počátku 90. let. Pomocí ní vyrábí například části sedadel nebo náhradní díly pro staré modely. Inovativní novinka přišla ale v roce 2020, kdy konstruktéři vyrobili 3D tištěné písty do motorů, které používají vysoce výkonné silniční speciály Porsche 911 GT2 RS. Součástky jsou asi o 10 % lehčí než ty původní, motoru umožňují dosáhnout vyšších otáček, a díky tomu také vyššího výkonu, z původních 700 koní tak bude zvládat až 730.
Ferrari zapojuje 3D tisk i do motosportu
Trojrozměrně tištěné písty nevyrábí jen Porsche, ale i Ferrari. Ti přišli na to, že aditivní výroba může hrát klíčovou roli i v motoristickém sportu. Umožňuje totiž navrhovat lehčí, pevnější a účinnější díly v mnohem kratším časovém rámci. Kromě pístů pro jeden z motorů Ferrari navrhli konstruktéři i 3D tištěné brzdové pedály s dutou strukturou – výsledek, který by při jiných výrobních metodách nebyl možný.
3D tištěné pneumatiky od Michelinu
Francouzský výrobce pneumatik Michelin představil svůj první prototyp pneumatiky využívající aditivní výrobní technologie už v roce 2019. Pneumatiky nazvané Uptis byly navrženy jako bezvzduchové, aby se snížilo riziko propíchnutí. Pokud se s nimi ale i přes to něco stane, lze 3D technologie použít i na jejich opravu. V roce 2021 najely speciálně vyrobené pneumatiky Uptis svých prvních pár kilometrů. Po tomto úspěchu společnost doufá, že do roku 2024 přejde na jejich komercializaci. K dnešnímu dni byl 3D tisk používán pouze k vývoji prototypu s využitím obnovitelných zdrojů a bio materiálů. Pokud by ale výroba dosáhla vyšších objemů, mohla by být technologie použita ve větším měřítku. Pneumatiky Uptis snižují plýtvání, podporují udržitelnou mobilitu a obsahují flexibilní strukturu vyztuženou skelným vláknem a pryží.(do)
