Kdy budeme vyrábět díly doma na 3D tiskárně? Lehčí, pevnější, dražší
Nemůžete sehnat náhradní součástku na auto nebo motorku a všechny vyzkoušené postupy už selhaly? Nebo potřebujete mít konkrétní díl lehčí a odolnější? Zajímavou variantou je 3D tisk. Není ale pro každého.
Technologie, která se v Česku objevila v polovině 90. let 20. století, se sice používá zejména ve výzkumu a na tvorbu prototypů, ale našla si cestu i do výroby náhradních dílů pro auta i motocykly. Dá se tak vyrobit třeba dnes už nesehnatelné sání do Škody 1202, brzdové páky či karburátor do „péráku“ nebo třeba plynový pedál do studentské formule. Využívání technologie na tento účel zákon nebrání. „Je to stejné jako s klasickými náhradními díly,“ říká tajemník Svazu dovozců automobilů Josef Pokorný. Buď součástka podléhá homologaci a pak stejně jako klasicky vyrobený díl musí mít i schvalovací značku, nebo ji nepotřebuje a její výrobě tímto způsobem nic v cestě nestojí.
3D model
První věcí, kterou budete pro vytisknutí součástky potřebovat, je 3D model dílu. S pomocí aplikace pro přípravu 3D tisku je model převeden na sled příkazů, jimž tiskárna rozumí. „Přinesenou součástku naskenujeme a doměříme, abychom správně zachytili úplně všechny detaily,“ říká Lubomír Holba, technik tisku společnosti 3Dwiser z pražského Hloubětína, s tím, že zejména u složitějších dílů je třeba věnovat pozornost každému detailu. I proto samotná tvorba prostorového modelu dílu zabere mnoho hodin a je vlastně nejnákladnější položkou tvorby součástky na 3D tiskárně. „Dělá to klidně i dvě třetiny konečné ceny,“ vysvětluje obchodní ředitel hloubětínské firmy Marek Mančal.
Samotný tisk
Musíte si samozřejmě vybrat i materiál, z něhož součástka vznikne. Může být z kompozitu vyztuženého třeba kevlarovým, karbonovým nebo skleněným vláknem. Ale také z kovu. „Tiskneme většinou díly z nerezu, lépe se s ním pracuje a má lepší vlastnosti než třeba dural,“ říká Holba. Spouští program, z cívky se začíná odvíjet struna z mikroskopických kuliček kovu ve voskovém pouzdře. Na tiskovou podložku tiskárny, s teplotou povrchu okolo 80 stupňů Celsia, tryska o průměru necelého půl milimetru rozvážně nanáší horkou směs, a to do programem přesně vymezeného prostoru, vrstvičku po vrstvičce. „Na malé tiskárně takový díl tiskneme třeba i 26 hodin,“ podotýká Holba s tím, že velké součástky vytvořené na větších tiskárnách zaberou ještě mnohem více času.
Odstranit „bednění“
Zatímco kompozitový díl nepotřebuje další zpracování ani tvrzení, kovové součástky je nutné ještě vyčistit od částí pojiva a sintrovat (spéci) za vysoké teploty v peci. Je to vlastně proces, kdy se vytištěný kus zbavuje podpůrného materiálu, a zůstane tak celokovový díl. Limitujícím prvkem jsou zde maximální rozměry dílu, například na tiskárně Metal X činí 250 x 183 x 150 mm. Hotový díl má po spečení požadované rozměry, ač se tiskl větší. Aplikace pro přípravu tisku totiž automaticky počítá se smrštěním během tepelné úpravy.
V čem může být lepší
„Takto vytvořené díly svými vlastnostmi plně odpovídají originálu, nebo je mají ještě lepší,“ poukazuje Mančal na to, že třeba brzdová páka na motorku vytištěná z nerezu s vnitřními komorami je z pohledu pevnosti, pružnosti i hmotnosti lepší než původní duralový originál. Vylepšování dílů moderními technikami je možné rovněž u součástek vytištěných z kompozitu či plastu. Například vyztužením kevlarovým, karbonovým nebo skleněným vláknem vznikne lehčí a pevnější brzdový komponent.
Vzdálená hudba
Všechno je ale otázka peněz, cena je individuální a odvíjí se od velikosti či složitosti tvaru součástky. Pořízení dílu na 3D tiskárně totiž vyjde na tisíce korun. To je mnohdy řádově výše než kus vytvořený klasickou cestou. „Třeba jsme od A do Z dělali funkční repliku karburátoru na pérák. Jen samotné vytištění vyšlo na pět tisíc, další tisícovky pak spolkla tvorba 3D modelu,“ vysvětluje finanční náročnost Mančal.
A šlo by si domů koupit tiskárnu, jejíž ceny se u nejlevnějších modelů pohybují okolo 20.000 Kč, a vytvořit si díl třeba v garáži? Technicky to možné je, ovšem samotné pořízení nestačí. „Bez modelu ve 3D to nejde, laik ho sám nevytvoří,“ říká Holba. Původní součástku navíc nemůže nahradit díl vytištěný z nejlevnějšího plastu, ceny tiskáren používajících pevnostní materiály už začínají nad stovkou tisíc korun.
Zatím si tedy součástky třeba na favorit asi tisknout doma nebudeme. Jestliže jsme si ale před 20 lety neuměli představit, co všechno technologie 3D tisku dokáže, není vyloučeno, že za deset let už to bude opravdu běžné vybavení domácnosti jako chladnička nebo myčka.
Náhradní díly z 3D tiskárny a legislativa: Josef Pokorný, tajemník Svazu dovozců automobilů
Vztahují se pravidla pro náhradní díly i pro součástky z 3D tiskárny?
Samozřejmě, platí i pro ně. Díl podléhající schválení musí homologaci získat bez ohledu na způsob výroby, ostatní součástky musí plnit požadavek parametrů alespoň dílu původního.
Jaké součástky jsou povinně homologované?
Jedná se o části či samostatné technické prvky, na něž se vztahuje předpis EHK-OSN pro konstrukci vozidel – nelze je hromadně ani jednotlivě vyrábět bez schválení a označení homologační značkou. Jde například o osvětlení, zasklení, zrcátka, bezpečnostní pásy, disky kol, některé části brzd, spojovací tažné zařízení či některé části emisního a hlukového systému vozidla.
A součástky bez schválení?
U ostatních dílů platí pouze obecný požadavek, aby parametry odpovídaly součástce původní – tedy aby byl zaměnitelný za původní kus, aniž by došlo ke zhoršení technických parametrů vozidla.
Nebudou s takovým dílem potíže třeba na STK?
Při prohlídce na STK technik může zpochybnit jen zjevné nevyhovující parametry – například výčnělky, pevnost či rozměry. Nikoli ovšem pouhý fakt, že byla součástka vyrobena metodou 3D tisku.
Časopis Svět motorů si můžete objednat na ikiosek.cz.
