Téma
Nová technologie elektrochemického leštění aditivně vyrobených dílů otevírá zcela nové možnosti využití nejen v oblasti vesmírných aplikací
Výzkumný tým ve složení Michela Remešová, Lenka Klakurková a Vendula Bednaříková, které působí v rámci výzkumné skupiny Pokročilé materiály a povlaky pro průmysl Ladislava Čelka na CEITEC VUT, významnou měrou přispěl k úspěšnému řešení projektu TA ČR zaměřeném na technologii elektrochemického leštění aditivně vyrobených dílů pro materiály. Vyvinutá technologie řeší stávající nedostatky aditivní výroby a má potenciální aplikace v řadě oblastí, od medicíny až po vesmírné aplikace. technologie byla také oceněna Zlatou medailí na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně.
Aditivní výroba, známá také jako 3D tisk, je proces, při kterém se trojrozměrné objekty vytváří postupným nanášením materiálu vrstvu po vrstvě podle digitálního modelu. Na rozdíl od tradičních výrobních metod, jako je obrábění nebo lití, kde se materiál odebírá nebo odlévá do formy, aditivní výroba umožňuje vyrábět objekty složitých tvarů, jež by byly obtížně realizovatelné konvenčními postupy.
Vyvinutá technologie reaguje na jednu ze zásadních nevýhod aditivní výroby kovových dílů, kterou je kvalita (drsnost) finálního povrchu. Kvůli této vlastnosti jsou komponenty vyráběné technologií 3D tisku například v oblasti vesmírných aplikací stále mimo reálné praktické využití. Stávající kvalita povrchu aditivně vyrobených dílů zároveň do značné míry limituje jejich vlastní design a možnosti využití tenkostěnných a prutových struktur, které by vedly k zásadnímu odlehčení výsledných komponent a celkové tvarové optimalizaci, například za účelem lepší pevnosti v konkrétním požadovaném směru. Použití prutových struktur při návrhu nově vyvíjených komponent tak představuje významný potenciál pro další vylepšení užitných vlastností, například pro snižování hmotnosti, efektivnější výměnu tepla a podobně. Vyvinutá technologie elektrochemického leštění může být využita také v dalších oborech. Třeba u aditivně vyrobených kovových biokompatibilních kostních náhrad (implantátů), u kterých je touto cestou dosaženo hladšího povrchu s lepší interakcí s okolními tkáněmi zlepšující proces zarůstání do tkání, a také je sníženo riziko bakteriální kontaminace. Technologie tak otvírá nové možnosti využití aditivně vyráběných hliníkových a nerezových dílů v aplikačních oblastech, kde dosud takové díly nebyly akceptovány.
Výzkumná skupina Pokročilé materiály a povlaky pro průmysl se zaměřuje na různé povrchové úpravy, přičemž jednou z oblastí je využití chemických a elektrochemických procesů. V poslední době tým zaznamenal poptávku po povrchových úpravách 3D tištěných kovových dílů, což bylo do jisté míry i tématem zahraniční stáže M. Remešové v rámci projektu CLiCAM. „Stáž ve společnosti specializující se na 3D tisk kovů nám umožnila komplexní pochopení potřeb zákazníků, kteří hledají způsoby, jak zlepšit a maximalizovat užitné vlastnosti svých stávajících 3D tištěných součástí. Společně se snižováním drsnosti povrchu 3D tištěných součástí je současně kladen akcent i na zvýšení jejich korozní odolnosti nebo tvorbu izolačních povlaků (anodická oxidace součástí z hliníkových slitin). S ohledem na specifickou mikrostrukturu 3D tištěných materiálů však není možné k těmto materiálům přistupovat konvenčními technologickými postupy známými z průmyslové praxe pro tvářené či lité materiály a je třeba vyvinout a aplikovat zcela nové postupy a technologická řešení," vysvětluje Remešová.
Vyvinutá technologie vznikla ve spolupráci společností One3D, CEITEC VUT a Fakulty strojního inženýrství VUT a byla oceněna prestižní Zlatou medailí předsedy hodnotitelské komise v kategorii Excelentní spolupráce ve výzkumu a vývoji mezi akademickou sférou a průmyslem na posledním ročníku Mezinárodního strojírenského veletrhu (MSV) Brno.
Zdroj: CEITEC VUT
V CEITEC VUT umí z keramiky vyrobit neprůstřelné sklo i náhradní kloub
Studenti v matematice nejsou zvyklí klást otázky. Badatelsky orientovaná výuka to chce změnit
Na CEITEC VUT vznikla výzkumná skupina věnující se epitaxním materiálům a nanostrukturám. Povede ji rakouský výzkumník Hermann Detz
Vědci z CEITEC VUT chtějí nabídnout keramické pancíře pro pouštní i subarktické oblasti
Pokročilý výzkum i příležitosti k rozvoji přivedly italský výzkumný pár na CEITEC