SME
Streda, 16. jún, 2021 | Meniny má Blanka, BiankaKrížovkyKrížovky
INZERCIA

Kvalita - cesta k environmentálnej udržateľnosti aj pri 3D tlači

Výskumníci z FMMR sa virtuálne úspešne spájajú so španielskymi a českými odborníkmi.

Fakulta materiálov, metalurgie a recyklácie (FMMR) patrí medzi progresívne fakulty TUKE. Tento status nepochybne vyplýva aj z výskumných tém projektov, ktorým sa vedci na fakulte venujú.

K výskumníkom, ktorí riešia moderné a aktuálne témy súčasnosti, patrí aj prof. Ing. Kristína Zgodavová, PhD., z Ústavu materiálov a inžinierstva kvality FMMR. Hlavnou oblasťou jej výskumu je kvalita produkcie.

Aktuálne sa – popri iných projektoch – venuje aj výskumu zabezpečenia opakovateľnosti a presnosti kvality produktov vyrábaných aditívnymi technológiami z kompozitných materiálov a plastov.

Túto úlohu spolu s kolegami z ústavu rieši v rámci projektu Výskum variability vlastností produktov vyrábaných z kompozitných materiálov aditívnymi technológiami.

Len krátko na objasnenie: aditívne technológie patria do oblasti digitálneho priemyslu a predstavujú spôsob výroby rôznych produktov vo vrstvách využitím technológie 3D tlačiarne na základe 3D počítačového modelu. Prvá výroba aditív sa sústredila na výrobu z polymérnych materiálov. Dnes sú 3D tlačiarne schopné pracovať s kompozitnými práškami, rôznymi druhmi kovov, plastmi, keramikou, pieskom, ale aj biologickým materiálom.

Tento rozsah použitých materiálov spolu s rozvojom aditívnych výrobných technológií umožňujú využívať hotové produkty v spotrebnom priemysle, strojárenstve, medicíne, leteckom a vesmírnom priemysle. Keďže ide o tvorbu objemového produktu a jeho použitie je spojené s vysokými nárokmi spotrebiteľa, je na mieste kvalita, ale aj environmentálna zneškodniteľnosť konečného produktu.

K tejto téme, na bližšie vysvetlenie riešenej problematiky, sme pani profesorke Zgodavovej a jej tímu položili niekoľko otázok k výskumu realizovaného v rámci projektu.

Čo rozumieme pod pojmom kvalita produktu vyrábaného 3D tlačou?

- Rovnako ako kvalita produktov vyrábaných substraktívnymi technológiami aj kvalita produktov vyrábaných aditívnymi technológiami závisí od mnohých faktorov a v konečnom dôsledku musí spĺňať požiadavky na nich kladené. Ide vlastne o súhrn vlastností, ktoré sa prejavujú v určitom okolí a čase príznačnými funkciami. Ako príklad môžeme uviesť rámy ochranných štítov, ktoré sa v ostatnom čase tlačia v obrovskom množstve, keďže je na nich veľká požiadavka.

Sú tieto rámy kvalitné?

- Zjednodušene môžeme povedať, že áno, ak spĺňajú požiadavky certifikovateľnosti. To znamená, že vlastnosti ktoré sa testujú vyhovujú kritériám, ktoré sú na ne kladené. Napriek tomu môžu byť niektoré produkty kvalitnejšie a niektoré menej kvalitné, nielen čo do bezpečnosti, presnosti rozmerov alebo povrchových vlastností. Odlišnosti v kvalite môžeme vidieť napríklad aj v tom, že niektoré produkty vytvárajú problematicky zneškodniteľný odpad, ďalšie sú vyrobené z recyklovaného plastu a ostatné sa rozpadnú v komposte. Environmentálne udržateľné produkty sú také, ktoré poskytujú environmentálne, sociálne a ekonomické výhody a zároveň chránia verejné zdravie a životné prostredie počas celého ich životného cyklu, od ťažby surovín až po konečné zneškodnenie. Práve tieto rozdiely v kvalite aditívne vyrábaných produktov, ktoré zohľadňujú environmentálnu udržateľnosť, sú predmetom nášho podrobnejšieho výskumu.

V čom je možné riziko technológií aditívnej výroby ?

- V tom, že tieto technológie nie vždy dostatočne využívajú svoje možnosti. Produkty musia mať konzistentnú, výrobou opakovateľnú kvalitu a takéto záruky producenti technológie nevedia vždy poskytnúť. Problém môže vyriešiť dobre naplánovaný proces zabezpečenia kvality od návrhu produktu až po jeho zneškodnenie.

Čo bude výstupom dobre naplánovaného procesu?

- Vznikne možnosť poskytovať dôveryhodné záruky na výsledok a aj možnosť vytvoriť štandard pre rozšírenú, environmentálnu certifikáciu výsledného produktu. Cieľom je vytvoriť zásady a princípy, na základe ktorých možno pristupovať k zabezpečeniu kvality aditívnej výroby a opísať prístupy k presnejšiemu predpovedaniu kvality počnúc návrhom, cez prípravu, realizáciu až po zneškodnenie.

Je projekt rozdelený do viacerých etáp?

- Projekt je rozdelený do troch hlavných etáp. V prvej etape bude hlavnou úlohou zhromažďovať údaje pre experimentálny výskum z existujúcich údajov o variácií vlastností produktov vyrábaných aditívnymi technológiami na TUKE; STU; AM Laboratory Mondragon University a VŠB Ostrava. V ďalšej fáze budeme realizovať vlastné merania materiálových a geometrických vlastností produktov a pozorovania ich kvantitatívnych a kvalitatívnych charakteristík.

V druhej etape riešenia plánujeme, okrem iného, vytvoriť tréningový súbor pre umelú neurónovú sieť (ANN) a výpočtový model, zostavený na základe abstrakcie poznaných vlastností. Súčasťou bude aj návrh stratégie zabezpečovania kvality pre aditívne vyrábané produkty na konkrétnych zariadeniach a z konkrétneho materiálu.

V poslednej etape sa zameriame na kategorizáciu vybraných aditívnych technológií a spôsobilosti 3D tlačiarní v súvislosti so špecificky používanými materiálmi, na základe požiadaviek na kvalitu produktov od cieľovej skupiny zákazníkov. Výsledkom bude zovšeobecnenie poznatkov pre navrhovanie v zmysle modelu „z kolísky do kolísky“, čo je opakom „vyrob- použi- zahoď“.

Na záver môžeme konštatovať, že aj napriek tejto zložitej pandemickej situácii projekt úspešne pokračuje. Podarilo sa nám virtuálne spojiť výskumný tím, umožniť vzdialený prístup do laboratórií a osobne zapojiť aj študentky z Mondragon University, ktoré sú v Košiciach v rámci Erasmus+ študentského mobilitného programu.

Tento text je platenou formou reklamy. Informujte o svojej firme viac ako 2,6 milióna čitateľov Sme.sk aj vy. Bližšie informácie nájdete TU. Kontakt: internet@petitpress.sk; tel:+421 2 59 233 227.

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie tlačové správy

Najčítanejšie správy na SME

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Neprehliadnite tiež

Leto je skvelá príležitosť pre rodičov, ako naučiť deti finančnej zodpovednosti.


12 h

Ovocné šťavy sa stali obľúbenou súčasťou ranných rituálov mnohých z nás.


14 h

Pracovať v Silicon Valley je snom každého "ajťáka". Určite vás zaujme možnosť pracovať na svetových projektoch aj na Slovensku.


22 h