Výzkumný a zkušební letecký ústav se v oblasti 3D tisku věnuje zejména různým typům termoplastů. Druhou a neméně důležitou součástí výzkumu je však práce na úpravě samotných tiskáren, která vede ke zlepšování mechanických i fyzikálních vlastností výtisků.
„V současné době se hodně zaměřujeme na aplikace v oblasti space, proto se zabýváme například 3D tiskem z materiálu PEEK metodou FDM, což je pokročilý termoplast, vhodný právě pro aplikace v extrémních podmínkách,“ říká Michal Král, vedoucí oddělení Vývoj, konstrukce a technologie v divizi Space ve VZLÚ.
3D tisk je v průmyslu stabilně využívanou a etablovanou technologií. Do jaké míry už pronikl do segmentu kosmického výzkumu?
V kosmické technice už 3D tisk není úplným nováčkem, avšak je třeba hned na úvod zmínit, že pokud se při konstrukci nosičů, satelitů, sond či dalších zařízení, která mají opustit zemský povrch, využívá technologie 3D tisku, jde téměř vždy o kovový tisk slitin titanu či hliníku. Například vozítko Perseverance, které nyní jezdí po povrchu Marsu, používá jedenáct dílů, jež byly vyrobeny pomocí 3D tisku kovů.
Oproti tomu plastové materiály se pro konstrukci zatím příliš nevyužívají, protože prostředí ve vesmíru je pro ně velmi nepříznivé. Plastový tisk ovšem může hrát jinou roli, aktuálně se například hojně hovoří o možnosti tisku přímo ve vesmíru. Astronauti by mohli mít na palubě ISS modifikovanou 3D tiskárnu, aby si mohli jen za pomoci notebooku sami tisknout součásti, které budou potřebovat například pro opravu vnitřních zařízení.
To je velmi zajímavé. Napadá mě, zda mohou mít ve vesmíru vytištěné součásti jiné vlastnosti než ty, které jsou vytištěny na zemi?
Přesně tuto otázku jsem si položil, když jsem o tom poprvé četl. Klasická FDM 3D tiskárna funguje vrstvením materiálu a na Zemi technologii velmi pomáhá gravitace, která však na ISS chybí. Nemám k dispozici žádná relevantní data, abych mohl věc fundovaně zhodnotit, ale domnívám se, že prostředí v tomto případě kvalitu určitým způsobem ovlivňovat bude.
Samotného by mě zajímaly bližší technické detaily i to, jakým způsobem se problematika absence gravitace řeší.
A když se zaměříme na oblast letectví, jak si stojí využívání 3D tisku tam? V letectví se v primární konstrukci 3D tisk uplatňuje zatím v omezené míře, a to zejména z bezpečnostních důvodů. V této oblasti panuje opravdu velký konzervatismus. U sekundárních konstrukcí, na něž nejsou kladeny tak obrovské bezpečnostní nároky, se už ale tisk využívá čím dál více. Nutno však dodat, že konzervatismem je v letectví ovlivněno prakticky vše, takže třeba i zavádění nových materiálů vůbec není jednoduché. Jejich kvalifikace totiž je nesmírně finančně i časově náročná, protože certifikační limity na mechanické i fyzikální vlastnosti jsou velmi přísné a proces zkoušek zdlouhavý. Takže třeba v oblasti kompozitních materiálů se užívají více méně jen ty, které jsou roky ověřené, a náhrada za zcela nové typy materiálů není příliš častá.
(Celý článek naleznete v aktuálním vydání Technického týdeníku.)