SME
Sobota, 25. jún, 2022 | Meniny má Tadeáš

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.

SkryťVypnúť reklamu

Najčítanejšie tlačové správy

Najčítanejšie správy na SME

SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu

Neprehliadnite tiež

Prerastená tráva, veľký pozemok, svahovitý terén. Takéto podmienky nezvládne akákoľvek kosačka, no s bubnovou to bude hračka.


INZERCIA 21 h

V Základnej škole na Drábovej ulici sa bude od budúceho roka vzdelávať 41 zdravotne znevýhodnených detí.


24. jún

Vyjadril sa prednosta Nemocnice AGEL Košice-Šaca MUDr. Peter Polan, PhD., MPH


24. jún
SkryťZatvoriť reklamu