Díky pozvání společnosti Misan, která v České republice zastupuje značky CONCEPT LASER a Arcam EBM (dnes patřící pod GE Add itive company), jsme měli možnost navštívit zákaznické centrum GE Add itive, kde jsme nejen vyslechli zajímavé přednášky, ale viděli i reálné ukázky výroby.
GE Customer Experience Center (CEC) bylo založeno v Garchingu u Mnichova v roce 2017. Od té doby prošlo tímto centrem na 300 firem, z nich 200 jen během letošního roku. V průměru ho tedy navštíví jedna firma denně. Jeho hlavní poslání je jediné: ukázat, co GE dělá v aditivní výrobě napříč všemi obory, ve kterých se GE angažuje. GE vstoupilo do oboru aditivní výroby v roce 2010, kdy byl ustaven tým pro aditivní výrobní technologie v rámci GE Aviation. První úspěch se dostavil již v roce 2012, kdy se tomuto týmu podařilo zkonstruovat první vytištěnou trysku pro vstřikování paliva do motoru LEAP. Tato tryska byla v dalších letech následována mnoha dalšími komponentami, z nichž mnohé získaly certifikaci. Přelomový byl pro firmu rok 2016, kdy zakoupili společnost Concept Laser, a začátek roku 2017, kdy do rodiny přibyla společnost Arcam. V témže roce vzniká společnost GE Additive a spouští se výroba nových strojů. Od začátku se GE Additive specializuje na 3D tisk z kovů a vůbec se nezabývá polymery. Dvě tec hnologie , dva různé příst upy Výše zmíněnou akvizicí společností Concept Laser a Arcam získala GE Additive know-how a možnost praktické realizace dvou různých aditivních technologií, a to technologie DMLM (Direct Metal Laser Melting) a technologie EBM (Electron Beam Melting). Na společnosti Concept Laser je zajímavá její historie, poněvadž má svůj původ u významného německého výrobce forem Hoffmann Group, který potřeboval 3D tisk z kovu pro vlastní vývoj a výrobu. Samotný Concept laser byl založen v roce 2000 a od samého začátku se orientuje na technologii DMLM. Zde probíhá výroba dílů lokálním natavováním ve vrstvách nanášeného kovového prášku pomocí laseru. Celý proces probíhá v ochranné atmosféře a vystavená komponenta se poté následně tepelně zpracovává. Společnost Arcam byla založena ve Švédsku již v roce 1997 a k aditivní výrobě zvolila jiný přístup – technologii EBM. I v tomto případě probíhá výroba postupným nanášením a natavováním prášku, tentokrát ale s využitím elektronového paprsku. Výrobní proces zde probíhá ve vakuu za vysokých teplot, díky čemu dochází k redukci vnitřního pnutí, takže nová stavba „drží lépe pohromadě“ a nemusí se používat tolik podpůrných struktur. Příklady , které hovo ří za vše Palivová tryska pro motor LEAP (viz obr. 1): hrot trysky, tak, jak je zde navržen, nelze vyrobit žádnou jinou technologií. Aditivní technologie zde umožnila zjednodušení konstrukce z 20 poskládaných dílů na pouhý jeden a současně i snížení hmotnosti o celých 25 %. Prodloužila se i životnost tohoto dílu, a to až pětinásobně. Hrot trysky je již několik let sériově vyráběn v množství 35 až 40 000 ks/rok. Výrobu 30 000. kusu v říjnu 2018 provázely ve výrobním závodě GE v Alabamě velké oslavy a tento den je považován za přelomový, poněvadž dokládá skutečně masovou výrobu tohoto výjimečného produktu. Lopatka nízkotlaké turbíny (LPT): aktuálně je vyráběna v objemech 60 000 ks/rok. Díky použití aditivní technologie se podařilo dosáhnout až 50% snížení hmotnosti oproti dílu obrobenému z nerezové oceli a 10% zvýšení účinnosti. Držák systému elektrického otevírání dveří (PDOS): celý proces realizace tohoto produktu od návrhu po sériovou výrobu trval pouhých 10 měsíců. Přitom se podařilo snížit jeho hmotnost o 10 % a ztrátu materiálu o neuvěřitelných 90 %. Rám satelitu (viz obr. 2): aditivní výroba umožňuje realizaci organických tvarů, které jsou vytvářeny automaticky pomocí nástrojů topologické optimalizace. Díky tomu se materiál vkládá pouze tam, kde je zapotřebí, aby byla zachována požadovaná funkčnost daného dílu. Aditivní výroba umožňuje nejen realizaci v podstatě libovolných tvarů a geometrií, ale také zcela zásadní konsolidaci dílů. Kromě toho jsou všechny tyto díly pouze od jediného dodavatele. Navíc, tyto díly nemusí být drženy skladem fyzicky, ale pouze digitálně a lze je tedy vyrábět tehdy, když jsou opravdu potřeba, a navíc přesně v potřebném množství a především pak v místě, kde jsou potřeba. Není proto vůbec žádná nadsázka, když tvrdíme, že aditivní výroba zcela zásadním způsobem mění celé dodavatelské řetězce. Exemplárním příkladem enormní úspory počtu dílů, počtu potřebných montáží, dodavatelů i rychlosti, s jakou se dostal z fáze návrhu do plného testování, je turbovrtulový motor GE Catalyst, který se dokonce vyvíjí a testuje v České republice. Motor , který by bez aditivní tec hnologie neexistoval „Malá motorová letadla dnes procházejí generační výměnou,“ říká Milan Šlapák, generální ředitel GE a GE Aviation Czech. „Směr vývoje malých letadel kopíruje vývoj těch velkých. Trend směřuje k zjednodušení řízení, digitalizaci cockpitů nebo k certifikaci pro jednoho pilota,“ dodává. Nový projekt na vývoj motoru Catalyst pro futuristický letounu TriFan 600 byl oznámen v prosinci 2015. Letoun TriFan vyvíjí společnost XTI Aircraft v americkém Denveru, zatímco veškerý vývoj, testování i certifikace byly umístěny do České republiky. Na projektu se podílejí špičkoví odborníci z GE Aviation Czech, sídlící v pražských Letňanech, spolu s ČVUT a zkušebnou v Hradci Králové. Prvním a hlavním uživatelem motorů GE Catalyst ale bude malý dopravní letoun Cessna Denali výrobce Textron Aviation (viz obr. 4). V současné době je ve zkušebnách šest prototypů těchto motorů. GE Catalyst je příkladem produktu, který bez aditivních technologií nikdy nemohl vzniknout (viz obr. 3). Primárním požadavkem bylo vyrobit motor, který by měl výrazně nižší hmotnost, a díky tomu splňoval náročné požadavky na úsporu paliva. Tohoto cíle se podařilo dosáhnout nejen díky změně používaného materiálu, ale především kvůli obrovské redukci počtu nutných komponent – 855 tradičně vyráběných součástí nahradilo 12 aditivně vyrobených! Menší počet komponent navíc umožnil i realizaci vysoce komplexních tvarů. Extrémně krátká byla i doba potřebná k prototypování. Shrneme-li konečné výsledky, tak lze již po sérii realizovaných testů potvrdit, že nový motor GE Catalyst má oproti svému předchůdci o 20 % nižší spotřebu, o 10 % vyšší cestovní rychlost a o 30 % delší meziservisní dobu. Co se výkonu týče, bude se vyrábět v provedení od 630 kW do 1 190 kW. „GE ale uplatňuje kromě aditivních technologií i další technologie, které v oboru malých turbovrtulových letadel ještě nikdo nepoužil,“ dodává Milan Šlapák. „Například vzduchem chlazené lopatky, variabilní sestavení lopatek, ale především počítačové ovládání letadla. V cockpitu pak už de facto zůstává pouze jediná páka a o vše ostatní se postará plně automatizovaný systém. Autonomní letadla tedy, podle mého názoru, budeme mít dřív než autonomní auta. Důvodem je mnohem jednodušší řízení letového provozu oproti silničnímu,“ uzavírá Milan Šlapák. Andrea Cejnarová, Garching