3D tisk v obranné a vojenské technice

3D tisk v obranné a vojenské technice

Jedním ze zajímavých nástrojů vývoje a výroby, které má EXCALIBUR ARMY k dispozici, jsou 3D technologie, které využíváme již třetím rokem.

Vlastní vývoj a výrobu opíráme o 3D tisk při prototypování, zpracování funkčních součástí nové techniky, a také pro výrobu náhradních dílů u starších strojů. Výhodou tištěných komponentů oproti těm tradičním je rychlá produkce.

Vývojové centrum v současnosti disponuje 3D tiskárnami STRATASYS F120 a FORTUS 450 mc. Tiskárny představují snadné použití, správu a sledování tiskových úloh z pohodlí kanceláře. Jsou dvoutryskové, tzn. první tryska tiskne podporu pro produkt, který tiskne tryska druhá. Software dokáže upravit podpory pro jejich rychlé a snadné odstranění či úsporu materiálu, nebo změnit navržené dráhy pojezdu tiskové hlavy tak, abyste dosáhli specifických vlastností výrobku.

Teplota, na kterou jsou tiskové komory vyhřívány, se pohybuje v rozpětí od 70 °C do 200 °C, přičemž záleží na typu tištěného materiálu. Obě tiskárny používají modelovací materiály ASA a ABS-M30, FORTUS navíc polykarbonáty a ULTEM, což je materiál samozhášivý a využívaný mj. v leteckém průmyslu. Díly jsou vytvářeny s přesností ± 0,09 mm nebo ± 0,0015 mm/mm (výsledná přesnost je závislá na geometrii dílu) a časové rozpětí tisku určuje tloušťka trysky a velikost výrobku. Ty nejjednodušší výtisky jsou zhotoveny v řádu hodin, složitější v řádu dnů. Díly o větší velikosti, např. přístrojové desky dělostřeleckých systémů vyrábíme v kooperacích práškovou metodou pro dosažení požadovaného typu povrchu. Průměrný tištěný objem materiálu jsou desítky kilogramů za měsíc, v závislosti na objemu zakázek.

Veškeré výtisky jsou testovány, například při aplikaci krytu na světla zkoumáme, jak se chová při různých směrech střelby, tzn. že nevyužíváme simulace, ale testujeme v reálném prostředí. Před každým reálným testováním využíváme MKP analýzu, což je metodika pro testování komponentů v digitálním prostředí. Výsledky z reálného testování posléze analyzujeme a následně implementujeme do vývoje dalšího dílu v 3D tisku. Naší ambicí je mít materiály do úrovně ochrany, kterou běžně používáme. Jedná se především o balistickou ochranu dle STANAG 4569 level 1-4 a protiminovou ochranu level 2a/2b - 3a/3b. Použité prvky proto musí být bezesporu odolné ve všech směrech.

Z prakticky používaných výtisků můžeme například zmínit madlo pro bojové vozidlo Patriot s integrovaným ovládáním těžkých balistických dveří nebo kryty na kovové kliky dveří, nasazované pro ochranu i komfort obsluhy v případě velmi vysokých nebo naopak velmi nízkých teplot. Součástí sériové výroby raketometů RM-70 8x8 jsou například použity výtisky krytů dveří.

V rámci projektů technologické agentury České republiky se již roky podílíme také na vývoji nových materiálů, které mají přesah nejen do naší vojenské výroby, ale otevírají cestu k novým způsobům ochrany naší národní kritické infrastruktury a vylepšení vybavení záchranných složek. Významným krokem pro 3D tisk v obranném průmyslu bude následující desetiletí, kde předpokládáme nárůst výroby v řádu několika %.