Automobilka Tesla by mohla v budúcnosti použiť novú 3D vytlačenú oceľovú zliatinu na výrobu elektromobilov.
Zo všetkých automobiliek sa Tesla nepochybne javí ako najinovatívnejšia. S cieľom znížiť náklady a zvýšiť produkciu továrne spoločnosť vynaložila veľké úsilie na zjednodušenie výrobného procesu.
Jednou z ich mnohých výrobných inovácií je použitie toho, čo je známe ako „giga lis“. Toto je veľký odlievací stroj. Myšlienkou je odliať niekoľko veľmi veľkých dielov a nie vyrobiť desiatky alebo stovky menších dielov a potom ich zostaviť. Tento koncept výrazne znižuje prácu potrebnú na stavbu vozidla, pretože odpadá množstvo dielov. Zjednodušuje tiež údržbu, znižuje nároky na správu dielov a zvyšuje spoľahlivosť vozidla.
So všetkými týmito výhodami by sa človek mohol čudovať, prečo to automobilky neurobili skôr.
Existuje dôvod: chladenie. Keď veľmi horúci tekutý kov vstupuje do odlievacieho stroja a vytvára požadovaný tvar, musí sa ochladiť, čo si vyžaduje čas. To zvyčajne nie je problém, pretože malé časti majú nízky pomer objemu k ploche povrchu a rýchlo sa ochladzujú. Ak však diel zväčšíte, pomer sa zmení a dielec sa ochladí oveľa dlhšie. Ak nie sú dostatočne chladené, pri vyťahovaní z odlievacieho stroja sa deformujú. Ak však diely zostanú v stroji dlhšie, výťažnosť je oveľa nižšia a proces sa stáva neekonomickým. Preto bolo odlievanie predtým vyhradené pre menšie diely.
Metóda gigacasting spočíva v čo najrýchlejšom aktívnom ochladzovaní dielu. To sa dosiahne zahrnutím chladiacich kanálov do formy. Tieto kanály dodávajú chladiacu kvapalinu, ktorá zvyšuje rýchlosť chladenia dielu, čím sa zvyšuje priepustnosť dielu cez GigaPress. Takéto tvary je možné vyrobiť len pomocou technológie 3D tlače. Hlavným procesom tlače je, že zložité kanály vložené do dráhy povrchu formy sa dajú ľahko nakresliť v CAD a reprodukovať pomocou kovovej 3D tlačiarne.
Bol tu však ďalší problém: samotná forma musela byť vyrobená z extrémne tvrdej nástrojovej ocele, aby vydržala opakované použitie. Špeciálna nástrojová oceľ bola preto vyvinutá špeciálne na tento účel.
Nový kov bol vyvinutý pomocou pokročilej metódy simulácie a predikcie materiálov nazývanej "CALPHAD", podľa správy MIT. "Tím sa rozhodol navrhnúť nové kovy pomocou CALPHAD, metódy na výpočet materiálových vlastností. Pomocou termodynamických modelov materiálov bol tím schopný predpovedať, ako sa bude nový materiál správať v rôznych podmienkach," vysvetlil MIT.
"To bolo veľmi úspešné," vysvetľuje výskumník Florian Hengsbach. "Navrhli sme veľmi sľubnú nástrojovú oceľ s vynikajúcimi vlastnosťami z hľadiska tepelnej vodivosti, tvrdosti a húževnatosti, ktorú je možné skutočne vytlačiť."
Zhrnutie: Vývoj technológie 3D tlače pre automobilový priemysel s cieľom zjednodušiť výrobný proces, znížiť náklady a zvýšiť produkciu.