Drobnosti hneď, nárazník do pár dní. 3D tlač urýchľuje vývoj

Drobnosti hneď, nárazník do pár dní. 3D tlač urýchľuje vývoj

Škoda Auto využíva v oddelení vývoja 3D tlač už takmer 30 rokov. Nedávno otvorila nové centrum 3D tlače so 16 tlačiarňami, z ktorých mnohé fungujú prakticky nepretržite. Ročne tu pre účely vývoja vytlačia okolo 15 000 dielov. Moderné metódy urýchľujú a zlacňujú vývoj budúcich vozidiel.

13. 11. 2025 ŠKODA SVET

  
To, že 3D tlač pomáha automobilkám najmä pri vývoji vozidiel a skúšaní nových nápadov, dnes už nie je žiadnym prekvapením. Prekvapivé však je, že Škoda Auto využíva túto technológiu už takmer 30 rokov. Už v roku 1997 totiž v rámci vývojového oddelenia vzniklo pracovisko 3D tlače. „V podstate vtedy od nás smerovali pripomienky k samotným výrobcom 3D tlačiarní, automobilka sa tak podieľala na rozvoji celej technológie,“ poznamenáva Florian Weymar, vedúci Vývoja celého vozidla.

Florian Weymar
 Vedúci Integrácie, verifikácie a validácie celého vozidla

Dnes má Škoda Auto celé špecializované centrum, kde pracuje 14 výkonných 3D tlačiarní plus dva bežnejšie stroje, aké môžu poznať aj používatelia z radov verejnosti. „Používame celkom štyri rôzne technológie tlače. Na začiatku bolo možné tlačiť diely s maximálnou veľkosťou 30 centimetrov, dnes zvládame až metrové kusy,“ opisuje Martin Sova, koordinátor kompetenčného centra 3D tlače v Technickom vývoji.

DSF1885_706479ab

Rýchlejšie a v utajení

Úlohou centra 3D tlače je v podstate urýchliť a zjednodušiť vývoj nových vozidiel a ich komponentov. Škoda Auto si touto metódou vyrába prototypy dielov, ktoré by inak museli vzniknúť komplikovanejším a drahším spôsobom alebo by sa museli objednávať u externých dodávateľov. „Využitie 3D tlače nám v tomto smere šetrí veľké množstvo času. A vzhľadom na to, že všetky dáta zostávajú priamo v automobilke, je takýto postup lepší aj z hľadiska utajenia,“ uvádza Sova výhody, ktoré z 3D tlače plynú. Modely vzniknuté touto metódou je navyše možné recyklovať.

Malé a jednoduché diely zvládne kompetenčné centrum 3D tlače pripraviť pre technický vývoj takmer na počkanie, príprava a tlač zložitejších dielov, ako sú napríklad veľké časti nárazníkov, trvá približne tri až päť dní. To všetko podľa zložitosti. Aj to je výrazne rýchlejšie, než keby si automobilka nechávala taký diel vyrábať dodávateľom. „Výhodou je aj flexibilita. Keď počas prípravy tlače príde ešte nejaká zmena, môžeme ju pomerne jednoducho a operatívne zapracovať,“ vysvetľuje Sova.

DSF1575_1bfc59f4  

Miestne vybavenie beží takmer nepretržite. Najväčšie tlačiarne využívajúce FDM technológiu sú podľa Sovu v prevádzke asi 7 500 hodín ročne – to je 312,5 dňa, takže si skutočne veľa neoddýchnu. K odstávkam dochádza iba pri údržbe a servise.

Ročne v centre 3D tlače vyrobia okolo 15 000 dielov: niektoré úplne miniatúrne, iné až do veľkosti jedného metra. „Nárazník napríklad vyrábame na niekoľko častí a potom ho skladáme,“ hovorí Sova. Niekedy sa diely používajú v surovom, neopracovanom stave, často však nasleduje ich ďalšie spracovanie, vrátane kompletného lakovania. To už majú na starosti ďalšie oddelenia, napríklad modeláreň alebo prototypová dielňa.

 

Nie je tlačiareň ako tlačiareň

Tlačiarne v kompetenčnom centre 3D tlače sú profesionálne stroje, ktoré sa nedajú porovnávať s tými, ktoré poznáme z domácností nadšencov. Aj také tu však majú, slúžia však len na ad hoc úlohy, keď si zamestnanci technického vývoja potrebujú vytlačiť menšie diely na skúšku. „Tlačové úlohy pre 16 priemyselných 3D tlačiarní zadávajú zamestnanci kompetenčného centra. Najprv od vývojárov dostanú 3D dáta a tie pripravia do podoby potrebnej pre danú tlačiareň a technológiu. Pôsobia teda zároveň ako technologické poradenské centrum. Keď je to možné, zadajú naraz tlač viacerých dielov,“ vysvetľuje Florian Weymar.

Každá zo štyroch technológií, ktoré tu na tlač využívajú, sa hodí na iné účely. Najviac vyťažená je tradičná technológia modelovania taveným nanášaním (FDM – fused deposition modeling), čo je vlastne klasická tlač z filamentu (vlákna), ako ju poznáme aj z domáceho použitia. Prebieha však v podstatne väčšom meradle, tlačiarne zvládnu až metrové diely, ktoré sa často ďalej opracúvajú a spájajú do väčších celkov. Vyrábajú sa tak modely a zástavbové diely pre prototypy, aerodynamické modely alebo rôzne overovacie skúšky.

Keď je potrebné vyrobiť diely, ktoré musia splniť aj náročnejšie funkčné požiadavky, napríklad aby jednotlivé časti do seba zapadli tak ako u sériového modelu, je vhodná technológia multi jet fusion. Tá má vyššie „rozlíšenie“, teda len minimálne viditeľné vrstvenie, a prináša lepšie mechanické vlastnosti.

K dispozícii je aj technológia polyjet, ktorá slúži na tlač dielov napríklad pre ukážkové modely na ďalšiu analýzu vzhľadu, a tiež stereolitografia (SLA). Metódy SLA a polyjet umožňujú využívať pri tlači materiály s rôznymi vlastnosťami, čo sa hodí napríklad na tvorbu dvojkomponentových dielov.

Metódy 3D tlače v Škoda Auto

Modelování tavným nanášením (FDM) 

● Využíva filament (termoplasty ABS), ktorý tlačiareň pri 3D tlači vrství pomocou trysiek.
● Pracovná plocha: 914 × 610 × 914 mm
● Rozlíšenie: 0,254–0,3302 mm
● Využitie: diely pre rôzne modely (aerodynamické, dizajnové a ďalšie), koncepty, prototypové diely

Stereolitografia

● Pracovná plocha je ponorená v nádobe s tekutým polymérom a laser vytvrdzuje jednotlivé vrstvy polyméru. Technológia zvláda zložité detaily a veľmi hladký povrch. Model je potrebné umyť a vytvrdiť.
● Pracovná plocha: 336 × 200 × 300 mm
● Rozlíšenie: 0,02–0,1 mm
● Využitie: DEF, FKM a DKM (modely), štylistické koncepty, testovacie modely

Multi jet fusion

● Jednotlivé vrstvy modelu vznikajú spekaním plastového prášku (termoplast) a spojovacieho činidla pomocou infražiaričov. Výhodou je rýchlosť aj kvalita povrchu dielov.
● Pracovná plocha: 380 × 284 × 350 mm
● Rozlíšenie: 0,08 mm
● Využitie: diely pre rôzne modely (aerodynamické, dizajnové a ďalšie), koncepty, prototypové diely

Polyjet

● Model vzniká vstrekovaním tekutého fotopolyméru, ktorý je vytvrdzovaný UV svetlom.
● Pracovná plocha: 490 × 350 × 200 mm
● Rozlíšenie: 0,016 mm
● Využitie: DEF, FKM a DKM (modely), štylistické koncepty, testovacie modely

Typickými produktmi oddelenia 3D tlače sú prototypy povrchových dielov, ako sú nárazníky, spojlery alebo aerodynamické kryty kolies. Vznikajú tu aj rôzne interiérové diely, napríklad celé prístrojové dosky, výplne dverí, ale aj diely skryté očiam zákazníkov, ako kanály na vedenie vzduchu do kabíny. „K najzložitejším veciam patria rôzne ofukovače. Sú zložité, veľmi detailné, musia byť funkčné a tolerancie sú tu veľmi prísne. Navyše typicky pripravujeme niekoľko variantov,“ prezrádza Martin Sova trochu prekvapivú výzvu.

DSF1869_c34b156e Pri tlači metódou FDM tlačí tlačiareň aj podporné štruktúry dielov, ktoré následne modelári odstránia

Budúci rozvoj

V rámci Škoda Auto zatiaľ slúži 3D tlač výhradne na rôzne fázy vývoja a overovania. „Máme však diely, ktoré vo vozidlách najazdili desiatky tisíc kilometrov úplne bez problémov. 3D tlačou je teda možné vyrábať aj diely s dlhou životnosťou,“ hovorí Sova. To naznačuje, že by mohlo byť možné využiť 3D tlač aj pre sériovú výrobu. Nie však v súčasnej podobe, keď je hromadná výroba plastových dielov pomocou vstrekolisov stále ešte lacnejšia než 3D tlač.

Jej využitie sa ponúka pre zákazkovú výrobu: či už dielov určených na individualizáciu vozidla, alebo príslušenstva. To je podľa Sovu reálne možné. Rovnako ako využitie ďalších materiálov alebo možnosť tlačiť aj oveľa väčšie diely než doteraz. „Hranice technológie sa neustále posúvajú a my vývoj rozhodne sledujeme,“ uzatvára.

Media Box

13 obrázky
Zobraziť viac Zobraziť menej