Technologie aditivní výroby
Co je to aditivní výroba? Pojem zahrnuje řadu technologií, které umožňují vytvářet trojrozměrné objekty přidáváním materiálu vrstvu po vrstvě.
Mezi tyto technologie patří:
- Stereolitografie (SLA): SLA používá tekutou pryskyřici, která je ztužena laserem nebo UV světlem k vytvoření přesných a detailních modelů. Je široce používán při prototypování a ověřování návrhů.
- Selektivní laserové sintrování (SLS): SLS využívá vysoce výkonný laser k selektivnímu tavení práškového materiálu, jako je nylon nebo kov, vrstvu po vrstvě. Nabízí velkou univerzálnost a používá se pro výrobu funkčních prototypů a dílů pro konečné použití.
- Modelování tavené depozice (FDM): FDM vytlačuje termoplastický filament vrstvu po vrstvě, aby vytvořil objekty. Je oblíbenou volbou pro rychlé prototypování, nástroje a malosériovou výrobu.
- Přímé laserové spékání kovů (DMLS): DMLS využívá vysoce výkonný laser k selektivnímu tavení kovového prášku, což umožňuje výrobu složitých kovových dílů s vysokou přesností. Uplatnění nachází v leteckém, lékařském a automobilovém průmyslu.
Aplikace aditivní výroby
Všestrannost technologií aditivní výroby vedla k jejich přijetí v různých průmyslových odvětvích.
Mezi klíčové aplikace patří:
- Letecký průmysl: Aditivní výroba umožňuje výrobu lehkých a složitých součástí, snižuje spotřebu paliva a zvyšuje výkon. Usnadňuje také rychlé vytváření prototypů pro ověření návrhu.
- Lékařské a zubní: 3D tisk způsobil revoluci ve zdravotnickém průmyslu tím, že umožnil výrobu implantátů specifických pro pacienta, chirurgických vodítek a protetiky. Výrazně zkrátila dodací lhůty a zlepšila výsledky pro pacienty.
- Automobilový průmysl: Aditivní výroba umožňuje výrobu dílů na míru, snižuje náklady na zásoby a dodací lhůty. Umožňuje také vytvářet složité geometrie a lehké konstrukce, což zvyšuje výkon vozidla.
- Spotřební zboží: Schopnost vytvářet přizpůsobené a personalizované produkty změnila průmysl spotřebního zboží. Aditivní výroba umožňuje výrobu jedinečných designů a malosériovou výrobu.
Výhody a výzvy aditivní výroby
Aditivní výroba nabízí několik výhod, včetně:
- Svoboda designu: Schopnost vytvářet složité geometrie a složité návrhy, které nejsou proveditelné pomocí tradičních výrobních metod.
- Úspora nákladů: Aditivní výroba eliminuje potřebu nástrojů a snižuje plýtvání materiálem, což vede k úsporám nákladů, zejména při malosériové výrobě.
- Rychlé prototypování: Schopnost rychle vyrábět prototypy umožňuje rychlejší iterace návrhu a zkrácení doby uvedení na trh.
Navzdory četným výhodám představuje aditivní výroba také výzvy:
- Rozsah dostupných materiálů pro aditivní výrobu je ve srovnání s tradičními výrobními procesy stále omezený.
Jak to funguje v praxi? Průmysl aktivně pracuje na rozšíření škály materiálů dostupných pro aditivní výrobu. Výzkumní pracovníci a výrobci vyvíjejí nové formulace, kompozity a slitiny, aby rozšířili možnosti materiálů pro různé aplikace.
Bohužel navzdory významnému pokroku jsou materiálové možnosti pro aditivní výrobu ve srovnání s tradičními výrobními procesy stále omezené. Toto omezení omezuje plný potenciál technologie v určitých průmyslových odvětvích, která vyžadují specifické vlastnosti materiálu nebo mají přísné regulační požadavky.
- Díly vyrobené aditivní výrobou často vyžadují následné zpracování, jako je povrchová úprava nebo tepelné zpracování, aby bylo dosaženo požadovaných vlastností.
Následné zpracování je běžnou praxí v aditivní výrobě k dosažení požadované povrchové úpravy, mechanických vlastností a přesnosti. Ke zlepšení konečného produktu se používají techniky, jako je broušení, leštění, tepelné zpracování nebo chemické úpravy.
To ale prodlužuje výrobní proces o čas, náklady a složitost. Dosažení konzistentních a jednotných výsledků může být náročné, zejména u složitých geometrií. Kromě toho může potřeba následného zpracování omezit rychlost a efektivitu aditivní výroby, což brání jejímu potenciálu pro velkoobjemovou výrobu.
- Rozšíření aditivní výroby pro hromadnou výrobu je významnou výzvou kvůli omezením rychlosti, velikosti a vlastností materiálu
Průmysl se snaží zlepšit škálovatelnost aditivní výroby vývojem rychlejších strojů, větších objemů výroby a optimalizací výrobních procesů. Je vyvíjena snaha o zvýšení rychlosti tisku, zmenšení velikosti jednotlivých vrstev a zvýšení celkové efektivity technologie.
Navzdory pokrokům zůstává škálovatelnost významnou výzvou. Rychlost a omezení velikosti současných technologií aditivní výroby ztěžují dosažení rychlosti výroby požadované pro velkosériovou výrobu. Kromě toho vlastnosti materiálů používaných v aditivní výrobě nemusí vždy splňovat přísné požadavky na hromadnou výrobu, což omezuje její použitelnost v některých průmyslových odvětvích.
Závěr
Technologie aditivní výroby zásadně proměňují výrobní procesy napříč průmyslovými odvětvími. Nabízejí svobodu designu, úsporu nákladů a rychlé prototypování, což firmám umožňuje rychleji inovovat a přizpůsobovat své produkty požadavkům trhu. Ačkoliv existují výzvy v oblasti materiálových možností, následného zpracování a škálovatelnosti, průmysl i výzkumné organizace intenzivně pracují na jejich překonání.
Aditivní výroba, zejména 3D tisk, je dnes nedílnou součástí mnoha výzkumných a vývojových projektů. Právě v této oblasti mohou firmy využít významné daňové optimalizace prostřednictvím odpočtů na výzkum a vývoj (VaV). Daňové odpočty na VaV jsou klíčovým nástrojem podpory inovací a umožňují firmám snížit daňový základ o náklady vynaložené na vývoj nových technologií, prototypů či výrobních postupů, včetně investic do 3D tisku a souvisejícího vybavení.
Využití aditivní výroby v projektech výzkumu a vývoje je v praxi velmi časté. Investice do 3D tisku, prototypování nebo testování nových materiálů a výrobních procesů tak lze často uplatnit v rámci daňových odpočtů, čímž firmy získávají významnou finanční úsporu a zároveň podporují vlastní inovační potenciál.
Pokud tedy vaše firma realizuje projekty zaměřené na vývoj nových produktů, optimalizaci výrobních procesů nebo testování inovativních řešení s využitím aditivní výroby, doporučujeme zvážit možnost uplatnění daňových odpočtů na výzkum a vývoj. Tato možnost přináší nejen úspory, ale i motivaci dále investovat do moderních technologií a posouvat hranice inovací.
Žádné komentáře