Slovníček pojmů: Generativní design

Generativní design je přístup, v němž se designér/inženýr a počítač spojí jako spolutvůrci. Výsledkem je odlehčený design organického vzhledu, který je ideální pro aditivní výrobu. Jsou zadány základní parametry – oblasti, kde může a kde naopak nemůže díl růst, okolní podmínky (působící síly, tlak, teplota, atd.) a v neposlední řadě také materiálové vlastnosti. O zbytek se už postará počítačový algoritmus, který nabídne konstruktérovi desítky až stovky variantních designů, ze kterých si konstruktér vybere na základě dalších požadavků.

Konstrukční inženýři tak spolupracují s technologiemi, aby společně vytvořili více, lépe a méně: více nových nápadů a produktů, které lépe vyhovují potřebám uživatelů, v kratším čase a s menším negativním dopadem na životní prostředí.

 

 

Počátky aditivní výroby

V roce 1996 se lékaři, ve zdravotnickém centru Wilford Hall v Texasu, snažili oddělit siamská dvojčata. Domnívali se, že po operaci bude moci chodit pouze jedno z nich. „Poté, co byl vytvořen model kostní struktury dívek pomocí 3D tisku, zjistili, že sdílená kost horních končetin je větší, než se očekávalo a úspěšně ji rozdělili – což vedlo k tomu, že obě dvojčata mohla chodit,“ vypráví o svém překvapení, čeho jeho myšlenka dokázala dosáhnout, Chuck Hull – známý jako otec 3D tisku.

Hull, který získal titul bakaláře z inženýrské fyziky, pracoval na začátku osmdesátých let pro malou společnost, která pomocí UV světla vytvrzovala tenké vrstvy plastových dýh na stolní desky a nábytek. Stejně jako ostatní v tomto odvětví byl frustrován, že výroba malých plastových dílů pro prototypování nových výrobků může trvat až dva měsíce. Začal své volné večery trávit experimentováním ve své malé laboratoři. V momentě, kdy našel nový způsob využití UV technologie – k rychlé přeměně počítačových návrhů na funkční prototypy – zavolal svou ženu a v pyžamu ji vytáhl do laboratoře, aby jeho objev viděla jako první.

 

Patent s číslem 4,575,330 spatřuje světlo světa 11. března 1986.

 

Snaha o registrování tohoto patentu přišla už dříve roku 1981 z Japonska. Ovšem japonský doktor Hideo Kodama nebyl schopný aplikaci dokončit kvůli nedostatku financí. O tři roky později stejný osud čekal i na francouzské trio Jeana-Claude André, Oliviera de Witte a Alaina le Méhauté.

Stereolitografie (SLA) používá materiály, které se nazývají „fotopolymery“ (pryskyřice). Jedná se obvykle o materiál na bázi akrylu, který je tekutý, dokud není zasažen ultrafialovým světlem. Pak okamžitě ztuhne. Zjednodušeně máte nádobu na tuto tekutinu a ultrafialové světlo (nejčastěji laser, případně digitální projektor) a po vrstvách tekutinu proměníte v pevný kus plastu. Tato metoda aditivní výroby patří mezi nejstarší, ale zároveň stále oblíbené – zvládne hladké povrchy i ostré detaily.

Technologie selektivního laserového sintrování (SLS) spéká vysoce výkonným laserem po tenkých vrstvách práškový materiál v ploše řezů dle digitálního modelu. Tato technologie je vhodná pro pohyblivé díly, ohebné spoje a vysoce komplexní díly. Na rozdíl od technologie SLA není třeba podpůrných struktur a díly můžeme vyrábět v prostoru nad sebou. Díly jsou odolné a funkční, s krátkou dobou dodání a za rozumnou cenu.

Zdroj obrázku: European Patent Office

 

Aditivní výroba, růst a harmonie

Aditivní výroba usiluje o vytvoření rovnováhy, ve které lidé a příroda existují v harmonii. Rovnováhy, která splňuje technické, ekonomické a další náročné požadavky současné generace. Usiluje o udržitelný rozvoj, který se v momentálně skloňuje ve všech sedmi pádech. Aditivní výroba je o hledání inovací v již dříve ověřeném. Inovací, které mohou přispět k rozvoji udržitelných materiálů, produktů i výrobních procesů.

První dramatický zásah do této pomyslné harmonie nastal invazivním farmařením našich předků – vykáceny byly části lesů, tak aby se mohly na polích pěstovat základní potraviny jako pšenice, ječmen, cizrna a len. S průmyslovou revolucí docházelo k pokroku nejen v zemědělství, ale i v manufakturní výrobě. Naučili jsme se nepotřebné odebírat. Přišli jsme na to, jak vytvořit požadovaný tvar v daných rozměrech a daném stupni přesnosti obráběním. Každý jednotlivý krok zanechával na tomto světě nesmazatelnou stopu připomínající pomyslnou trofej růstu lidského pokroku, zatímco degradoval náš vztah se Zemí a jejími přírodními zdroji.

 

Příroda může být ten největší učitel.

 

Včelí plást je složen z pravidelných šestibokých útvarů, kterým se říká buňky. Na první pohled je to banální kombinace z pohledu technika je ale včelí plást naprosto dokonalou strukturou. Plásty jsou stavěny z vosku, což je produkt včelího metabolismu, který včely produkují ze svých žláz umístěných naspodu zadečku. Společným úsilím roste včelí dílo. Matematické analýzy ukázaly, že kombinace šestihranů umožňuje ideální využití prostoru. Ale nejen to – spotřeba materiálu je při tomto způsobu řešení nejmenší a pevnost výsledné konstrukce největší.

Aditivní výroba se nechává přírodou inspirovat a místo toho, aby materiál odebírala, jak tomu bylo po tisíce let, na každý díl materiál postupně nanáší ve velmi tenkých vrstvách (stovky až desítky mikrometrů). Tak každý aditivní produkt postupně “roste”. Z digitálního designu vytvoří trojrozměrný předmět bez přebytečných materiálových zbytků. Myslet jinak a zároveň myslet aditivně, umožňuje vytvářet složitější tvarové konstrukce a především díly, obsahující skryté vnitřní konstrukce.

 

Nově nabízíme vyhlazení povrchu dílů systémem PostPro3D

Hlásíme další strojní výpomoc do naší firmy. Začátkem srpna 2019 byl pro ostrý provoz spuštěn vyhlazovací stroj PostPro3D od společnosti Additive Manufacturing Technologies (AMT), která inovativní řešení vyvíjela několik let ve spolupráci s univerzitou v anglickém Sheffieldu.

Komplexní systém PostPro3D umožňuje precizní vyhlazení povrchu dílů pomocí napařování. Tato úprava zajišťuje ošetření proti vniknutí kapaliny či plynu, snižuje pórovitost a vylepšuje mechanické vlastnosti. Dále také perfektně zvýrazní a vyjasní odstíny barvených dílů. Díky certifikaci procesu v souladu s normami ISO 10993-5, ISO 10993-1 a ISO 10993-12 jsou vyhlazené díly biokompatibilní a lze je použít pro aplikace ve zdravotnictví.

Automatizovaný proces PostPro3D využívá k dokončení technologii BLAST (Boundary Layer Automated Smoothing Technology), která funguje na díly vyrobenými různými technologiemi (SLS, MFJ, FDM). Benefitem je rychlost celého procesu, díly v prostoru o velikosti 600x400x400 mm jsou vyhlazené již za necelou hodinu. Pořízením PostPro3D se nám i našim zákazníkům otevírá nová a mnohem kvalitnější možnost povrchové úpravy koncových dílů.

Filip Mejvald, vedoucí produkčního týmu One3D dodává: „Velice si vážíme spolupráce s AMT. Profesionální přístup od testování, přes instalaci, až po perfektní podporu při ostrém provozu zařízení. Obsluha stroje je velice snadná a přívětivá a podává perfektní výsledky. Pomáhá nám i našim zákazníkům posouvat představy o kvalitnějších funkčních dílech dál a dál.”

Zprovoznili jsme největší SLA systém ve střední Evropě

V červenci 2019 jsme do ostrého provozu uvedli nový přírustek do naší strojové rodiny – SLA systém NEO800, od britské společnosti RPS.

Tento stroj vyniká velmi vysokou přesností a kvalitou dílů, schopností spolehlivého provozu 24/7 a vyjímečně velkým stavěcím prostorem 800x800x600 mm, což odpovídá objemu 384 000cm3 ! Pro obsluhu a zpracování dat využívá inovativní a zároveň jednoduchý software Titanium vyvinutý společností RPS.

Filip Dokoupil, CTO společnosti One3D dodává: “Oceňujeme přátelský, poctivý přístup a hlavně nadšení pro aditivní výrobu. Pokud totiž máte pro něco skutečnou vášeň, nikdy nebudete nabízet nedotažené nebo nefunkční produkty. A tato představa se nám zhmotnila ve spolupráci s firmou RPS. Stroj NEO800 je robusní systém s vyjímečným objemem stavěcího prostoru, opakovatelností výroby a je dotažen do detailu v každém aspektu, což jsme po několika týdnech intezivního používání opravdu ocenili.”

Další články v médiích online:

(anglicky) Largest 3D printing service bureau in Czech Republic, One3D, invests in RPS’ NEO800
(německy) 3D-Druck-Dienstleister One3D kauft RPS NEO800 3D-Drucker
(anglicky) Czech 3D printing service One3D acquires RPS NEO800 stereolithography system

Workshop – Budoucnost české výroby

Dne 1.3.2019 jsme se účastnili inovačního workshopu v Brně v prostorách pořádající firmy CAD Studio. Workshop byl určen pro zástupce výrobních firem. Témata workshopu se věnovala především inovacím jak ve výrobě, tak v samotných procesech zpracování poptávek a přípravy nabídek. V rámci inovací byla část věnovaná aditivní výrobě. Díky možnostem využívání softwarových nástrojů pro generativní design má aditivní výroba v průmyslu svoje místo. V dnešní době je kladen důraz na kvalitu dílů a zároveň nízké výrobní náklady-při diskusi se zástupci firem nám to bylo jen potvrzeno. Použitím aditivních technologií a generativního designu je možné v krátké době vyrobit díly složitých tvarů s maximální možnou úsporou hmotnosti a materiálu.

PF2019

Vážení obchodní partneři, dovolte, abychom Vám jménem celého týmu One3D poděkovali za spolupráci a projevenou důvěru v uplynulém roce 2018.

Z celého srdce Vám i Vašim blízkým přejeme příjemné prožití svátků vánočních, které budou naplněné klidem, pohodou a přítomností těch nejbližších. Současně Vám v novém roce přejeme mnoho radostných okamžiků, osobních a pracovních úspěchů.

Těšíme se na další spolupráci s Vámi i v roce 2019.
Společnost One3D s.r.o.

Projekt “Adoptuj si strom”

O víkendu jsme se podíleli na podzimní výsadbě aleje stromů kolem cyklostezky Loštice-Palonín, kterou organizoval spolek STURM.
Celkem bylo do adopce zařazeno 127 stromů. Děkujeme za příjemně strávené sobotní dopoledne a věříme, že
strom švestka “domácí”, který jsme zasadili poroste zároveň s námi a firemní kulturou.

FORMNEXT 2018

Co je to Formnext? Formnext je největší světový veletrh aditivní výroby, který se již čtvrtým rokem se koná v německém Frankfurtu nad Mohanem a letos ve dnech 13.-16.11.2018. Jako největší český výrobce SLS a SLA dílů, jsme ani letos na Formnextu nemohli chybět.

K vidění zde jsou současné aplikace aditivních technologií a zároveň i budoucí trendy a jejich vliv na vývoj produktů a průmyslovou výrobu. Při plánování rozšiřování naší výroby je Formnext výborné místo pro osobní jednání s novými dodavateli a výrobci technologií spojených s aditivní výrobou. Setkali jsme se i s našimi partnery a dodavateli a utužili naše výborné vztahy. Letošní Formnext opět zaručil intenzivní výměnu zkušeností na profesionální úrovni.

Seminář VVA 2018

Dne 15. 11. 2018 jsme se účastnili semináře VVA, na kterém se každý rok schází různí zástupci z vývoje automobilek, dodavatelů, poskytovatelů vývojových služeb a univerzit, aby si předali zkušenosti z konkrétních vývojových projektů a seznámili se s novými postupy v oboru. Letošním tématem byl Styling, design a inovace.

Naše firma se zde rozhodla prezentovat novinky v oblasti designu pro aditivní výrobu, jenž spočívali ve využití generativního designu a digitálních textur na dílech. Kromě přednášky jsme nabídli účastníkům semináře také širokou variaci vzorků našich inovací, které mohli společně s dalšími informacemi naleznout na našem stánku.