Dělení aditivních technologií včetně typických aplikací v průmyslu

Abstract

Tato práce pojednává o aditivních technologiích výroby, moderních vývojových trendech, dělení technologií aditivní výroby, vhodných aplikací jednotlivých principů v průmyslu, popisu základních funkčních principů a také o topologické optimalizaci ve výrobě obecně. Aditivní technologie jsou zde rozděleny do sedmi kategorií na základě technologických principů, a to material extrusion, powder bed fusion, vat photopoly-merization, material jetting, binder jetting, sheet lamination, direct energy deposition. Konkrétní technologie spadající do zmíněných kategorií jsou zasazeny do kontextu a principiálně popsány. Dále jsou popsány jejich možné aplikace v různých odvětvích průmyslu, jako je automobilový průmysl, kosmonautika, letectví, zdravotnictví, high-pressure casting, lost wax casting, spotřební průmysl, luxusní zboží, či stavebnictví. Společně s možnými aplikacemi technologií jsou zde popsány i současné trendy ve výrobě, moderní vývojové trendy a krátké pojednání o možné budoucnosti těchto technologií, jako je například bourání konvenčních hranic výrobního procesu, kde se konzument pozvolna stává i výrobcem. V porovnání s ostatními aditivními technologiemi se práce o něco více podrobněji věnuje technologii tisku FDM jakožto technologii komerčně nejrozšířenější. Společně s popisem je zde i vlastní praktická ukázka tisku, kde je současné hobby FDM zařízení porovnáno se dvěma zařízeními střední třídy na základně měření kvality tisku pomocí přístroje výpočetní tomografie. Praktickou ukázkou je zde obohacena i část topologické optimalizace ve výrobě.

This thesis deals with additive manufacturing technologies, modern development trends, division of additive manufacturing technologies, suitable applications of individual principles in the industry, description of basics and functional principles, and topological optimization in production. Additive technologies are divided into seven categories based on technological principles, namely material extrusion, powder bed fusion, vat photopolymerization, material jetting, binder jetting, sheet lamination, direct energy deposition. Specific technologies falling into the mentioned categories are put into context and described in principle. Furthermore, their possible applications are described among various industries such as the automotive industry, aviation, aerospace, healthcare, high-pressure casting, lost wax casting, consumer industry, luxury goods and civil engineering. Apart from the possible applications of technologies, current trends in production, modern development, or a short discussion of the potential future of these technologies are described as well, such as breaking down the conventional boundaries of the production process where the consumer becomes a producer. The work deals with FDM printing technology in a little more detail compared to the other additive technologies, as it is the most commercially widespread technology. There is also a practical demonstration of printing, where the current hobby FDM device stands against two middle-class devices. The comparison is based on measurements of print quality using a computed tomography device. Chapter of the topological optimization in production is also enriched with a practical example.