NCC MESTEC | Buněčná mikroprutová struktura

Motivace

Hlavní motivací pro vytvoření výsledku bylo vytvořit zcela novou strukturu, která bude mít izolační a termální vlastnosti při zachování nízké hmotnosti. Struktura bude sloužit jako náhrada plného materiálu. Vyrobená mikroprutová struktura má malou měrnou hmotnost a zároveň vysokou specifickou tuhost v definovaných směrech. Jednotlivé buňky jsou trojdimenzionálně stabilní. Pokud je vyrobena z kovového prášku, je nehořlavá a má nízkou termální vodivost. Protože buňka struktury obsahuje dutou část, je vhodná jako tepelná i zvuková izolace.

Komerční využití

Vzniklá struktura má potenciál při výrobě nových dílů do leteckého, automobilové a kosmického průmyslu, kde je potřeba dosahovat tepelných a zvukových izolací. Hlavní využití najde v aditivní výrobě, pro kterou je také struktura primárně určena.

Fáze vývoje

Struktura je již vyrobená a odzkoušená pro využití v praxi.

Popis

Buněčná mikroprutová struktura je homogenní strukturou s definovanými (nejen) mechanickými vlastnostmi ve všech směrech, která je vhodná pro technologii 3D tisku. Strukturu je možné vytisknout jak metodou „Fused deposit Modeling“, tak metodou „Selective Laser Melting“ (SLM). Buněčná mikroprutová struktura má plástvový tvar, jehož nejmenším prvkem je tzv. element, kruhového průřezu. Ideální varianta je, kdy je buňka tvořená šesti elementy po obvodu a jedním středovým elementem, který je o polovinu předsazen oproti elementům po obvodu. Všechny elementy mají stejný elipsovitý tvar s kruhovými otvory na obou koncích. Elementy jsou duté a jejich velikost může být měněna pomocí měřítka, nejmenší povolený průměr otvorů je 0,2 mm, maximální rozměr není omezen. Tloušťka stěny jednotlivých elementů je omezena minimální hodnotou 0.1 mm a maximální hodnotou, která je 1/4 průměru otvoru elementu. Buňky jsou tvořeny vždy sudým počtem elementů např. 4, 6, 8 apod. Všechny rozměry buňky a jejich uspořádání jsou variabilní v závislosti na parametrech technologie 3D tisku a způsobu využití buněčné mikroprutové struktury za účelem konstrukčního a technologického využití.

Další informace

Mikroprutovou strukturou se rozumí struktura malých rozměrů, přičemž název je převzat z anglického „lattice structure“, který je běžně používán pro tento druh výplňových prvků.