Je to všechno o přesnosti

3D tisk prudce roste, zejména v leteckém a kosmickém průmyslu. Přesto se v následujících letech nebejdeme ani bez klasického kovoobrábění. Mikrometricky přesné dokončovací obrábění a pečlivé povrchové úpravy součástí jsou a zůstanou důležité.

Název "Catalyst" pro turbovrtulové turbíny nezní nijak mimořádně. Ale na druhý pohled to bude trochu vzrušující, protože název je program. Hnací agregát amerického výrobce GE Aviation bude nejen vynášet do vzduchu malá letadla, ale také ukazuje vysokou inženýrsko technickou úroveň, jejíž dosažení umožnila škola: turbína se skládá z pouhých 12 součástí, všechny vyrobené 3D tiskem. Dosud se podle GE při konvenční výrobě skládá taková turbína z  855 součástí.  Hmotnost turbíny hnacího agregátu "Catalyst" klesne asi o pět, spotřeba paliva až o 20 %. Na zkušebně má již agregát GE velmi dobré výsledky a brzy by mělo dojít na první zkušební lety.

V žádném jiném průmyslovém oboru není 3D tisk tak významný jako v leteckém a kosmickém průmyslu. Segment pokrývá téměř pětinu globálního trhu. Hlavním důvodem jsou "nízká množství" - pro srovnání: v roce 2018 bylo vyrobeno 80 milionů automobilů na celém světě, zatímco dva nejdůležitější výrobci komerčních letadel, Boeing a Airbus dokončili 1 600 letadel. Ta jsou velká a složitá a musí být vyráběna svědomitě a pečlivě. To umožňuje poměrně pomalému 3D tisku dokázat jeho silné stránky. Na malých součástech, ale patrné je to i na velkých, komplexních komponentech.

Při 3D tisku se používají kovové materiály, jako je ocel, titan nebo hliník – většinou v práškové formě nebo jako kovový drát – pro vytvoření nové součáti od nuly. Laserem se prášek roztaví a vrstva za vrstvou přidává podle předem definovaných CAD údajů, dokud není vytvořen požadovaný tvar. Kromě výroby složitých tvarů, jako je turbína "Catalyst", umožňuje tento postup také vývoj součástí, které v sobě spojují několik funkcí. Jedná se o jednu z průkopnických vlastností 3D tisku, protože v minulosti měla obvykle každá součást pouze jednu funkci. Různé výrobní kroky, které jsou nezbytné při tradičním kovoobrábění, odpadnou a bude zapotřebí poměrně malé množství poněkud dražšího materiálu.

Tyto výhody umožňují používat 3D tisk v průmyslové výrobě krok za krokem. Podle společnosti pro průzkum trhu IDC dosahovala roční míra růstu investic do technologií mezi roky 2015 a 2020 výrazných 24,1 procenta. Podle prognóz poradenské firmy PwC Strategy by měl globální trh technologií a výrobků pro 3D tisk v průmyslu růst až do roku 2030 mezi 13 a 23 procenty ročně. Očekává se, že celý objem trhu by pak mohl být pravděpodobně kolem 22,6 mld. EUR.

Tyto předpovědi však vyvolávají otázky, jak hluboké, rychlé a podstatné změny 3D tisk přináší: Opravdu mění všechny dosavadní výrobní postupy kovových součástí? Které výrobní postupy a kroky v budoucnosti odpadnou a které ne? A jak to ovlivňuje hodnotový řetězec a role zúčastněných společností?

Rozšířené využití 3D tisku v leteckém a kosmickém průmyslu neznamená konec kovoobrábění," předpovídá Mark Howe, vedoucí Global Product Management Metalworking Lubricants ve společnsoti FUCHS. "Kovoobráběcích kapalin se nebudeme moci vzdát ani v budoucnu." Dosud to byli především hlavní dodavatelé a jejich subdodavatelé, kteří dodávají téměř hotové kovové součásti do OEM a velkým dodavatelům, kteří je pak instalují do letadla. "Použitím 3D tisku odpadne v budoucnu velká část tohoto 'hrubého opracování'," říká Howe. "Naopak, velcí hráči budou pomocí 3D tisku vyrábět stále více vlastních dílů, které však potom budou muset být optimalizovány pro montáž."

Ačkoli 3D tisk získává podíl na trhu a přináší stále složitější součásti – nemůže ale nahradit mikrometricky přesné dokončovací obrábění a pečlivé povrchové úpravy. "Tato přesná práce téměř vždy vyžaduje frézování, vystružování, vrtání a broušení, a to kvůli velmi malým tolerancím," říká Howe. "Kovové součásti musí být přesně opracovány a dokonale lícovat, zejména v leteckém průmyslu s jeho velmi vysokými požadavky na kvalitu."

Toto zušlechťovací procesy budou v blízké budoucnosti ve zvýšené míře provádět OEM a jejich velcí dodavaté. "Všechno hovoří proto, že tyto aktivity budou v průběhu nadcházející rostoucí výroby stoupat, aby pokryly poptávku," říká Mark Howe. To už je vidět: celosvětový aktuální stav objednávek představuje 13 000 dopravních letadel, což při současném tempu výroby odpovídá průběžné době osmi let a roční míře růstu výroby dopravních letadel 4,5%. Fakta a čísla, která vzbuzují optimistickou náladu manažera společnosti FUCHS: "Procesní kapaliny v kovoobrábění mají solidní budoucnost."

je roční růst výroby dopravních letadel.