Armáda posouvá 3D tisk na novou úroveň

Zařízení s označením Jointless Hull Large Format Tool o rozměrech 9,1 x 6,1 x 3,7 m bude dodáno do Technologického centra v Illinois, kde sídlí Armádní centrum excelence pro aditivní výrobu, na podzim příštího roku. Po zprovoznění začne sloužit nejen pro armádu, ale i pro další odvětví vojenské služby USA i soukromé dodavatele.
Aditivní výroba neboli 3D tisk zůstává vyvíjející se technologií s praktickými omezeními, pokud jde o materiály a trvanlivost tištěných produktů, takže se vedení armády rozhodlo získat zařízení o řád větší, než ta, která existují pro velké díly využívající kov.

Něco, co tu ještě nebylo
Do stavby stroje, na níž uzavřela smlouvu se společností Ingersoll Machine Tools, investovala armáda 11 mil. dolarů, celkové finanční prostředky na projekt přesahují 45 mil. dolarů. Vizí projektu je zkombinovat velkoformátové obráběcí stroje, historicky ověřené v různých průmyslových odvětvích, s technologiemi aditivní výroby. Výsledek umožní kovovou aditivní výrobu v dříve nedosažitelném měřítku, a to nejen pro systémy pozemních vozidel, ale pro různé velkoformátové aplikace. Schopnost tisknout tak velké kovové díly otevře nové aplikace a rozšíří využití aditivních výrobních procesů. Navíc díky inovativní metodě 3D tisku budou vyráběné díly odolnější, než bylo dosud možné.
Velikost tiskárny eliminuje potřebu tisknout menší kovové díly, které by se pak musely svařovat dohromady, čímž by vznikaly na vozidle či platformě slabá místa. Tiskárna zahrnuje i novou technologii – aditivní nanášení třením (additive friction stir deposition), která odbourává potřebu svarových bodů a zvyšuje pevnost a bezpečnost tištěných produktů. V tomto procesu jsou kovové materiály přivedeny velmi blízko k bodu tání (plně kapalného stavu nikdy nedosáhnou) a uloženy v pevné fázi ve vysoce tvárných vrstvách, které lze poté formovat do požadované podoby. Pětiosá frézovací hlava také umožňuje stroji při tisku obrábět a odvrtávat nepotřebné materiály.
Návrhy složitých produktů často obsahují komplikovaně umístěné nebo těžko dostupné dutiny, jejichž vrtání pomocí obráběcího procesu po vytištění bude nemožné nebo neúměrně nákladné, zatímco Jointless Hull, který vytváří vrstvu po vrstvě, umožňuje vkládat dutiny nebo různé prvky kamkoli.

Zkombinuje různé materiály – včetně balistických
Navíc může Jointless Hull tisknout díly s využitím více různých kovů včetně hliníku, oceli a titanu pomocí metody vrstvení. Tato schopnost je u kovové aditivní výroby poměrně vzácná, a hrála i roli v rozhodnutí armády při výběru dodavatele, kde se uplatnila i firma Meld Manufacturing, která vynalezla proces aditivního nanášení třením.
Lze tak začít tisknout s lehčí strukturou materiálu a na vnější straně pak mít balistický materiál, takže výsledek je lehčí, rychlejší a bezpečnější, neboť tam bude balistický materiál integrován. Další výhodou je možnost relativně rychlé úpravy designu. Mezi odléváním, svařováním a úpravou dílů pro zvýšení odolnosti tak lze provádět rychlé uzpůsobení, zatímco u tradiční kovové 3D tiskárny může provedení změny designu trvat i několik měsíců. Jointless Hull zkrátí tento čas na polovinu.
Jakmile bude tiskárna aktivní, poslouží k tisku širokého spektra trupů vozidel. Zájem je také o aplikace pro letecké platformy a v rámci americké armády již vyjádřilo zájem o použití tiskárny i námořnictvo a námořní pěchota.
Nový stroj poskytne Rock Island Arsenalu aditivní schopnost, která nikde jinde neexistuje, nejen pro výrobu dílů pro armádu, ale i pro celé ministerstvo obrany. Podle armádní informace bude dodána i menší verze 3D tiskárny, která bude použita k testování a vývoji konceptů a návrhů v malém měřítku, jež se později mohou stát projekty pro velkou tiskárnu.

Josef Vališka
Foto: Departement of Defence

Publikováno: 25. 8. 2023 | Počet zobrazení: 121 23