Toyota Europe wspólnie z firmą MacLean-Fogg i instytutem Fraunhofer ILT przetestowała i zatwierdziła największy praktycznie „prawie solidny” insert (element formy) do odlewania ciśnieniowego, który został wydrukowany w całości metalem. Insert waży około 156 kg (350 funtów) i będzie używany w obudowie przekładni hybrydowego modelu Yaris.
Element ten został wykonany techniką Laser Powder Bed Fusion (LPBF) w systemie typu gantry z wieloma laserami, wykorzystano proszek stalowy narzędziowy L-40 od MacLean-Fogg, który jest zoptymalizowany do zastosowań wymagających odporności na wysokie temperatury i cykle termiczne.
Nowe materiały i technologie w służbie produkcji
Kluczową innowacją jest stal L-40, opracowana specjalnie pod druk 3D dużych elementów do form odlewniczych. Posiada ona wysoką twardość, dobrą udarność i zmniejszoną tendencję do pęknięć, nawet przy budowie dużych, masywnych części i umiarkowanej temperaturze podgrzewania. Dzięki temu ograniczono potrzebę bardzo kosztownych i czasochłonnych obróbek cieplnych po wydruku.
System drukujący Fraunhofer ILT to platforma LPBF typu gantry z pięcioma laserami, komorą roboczą, która może być podgrzewana do około 200 °C, co pozwala utrzymać lepszą stabilność termiczną i ograniczyć deformacje przy druku dużych form.
Znaczenie dla przemysłu i przyszłość
To przedsięwzięcie pokazuje, że druk 3D metalu przestaje być tylko narzędziem prototypowym i stopniowo wkracza do rdzenia produkcji przemysłowej. Redukując czas oczekiwania na formy odlewnicze i zwiększając ich trwałość, Toyota Europe uzyskuje większą elastyczność w projektowaniu i produkcji, co w kontekście coraz bardziej skomplikowanych komponentów (np. w autach hybrydowych i elektrycznych) jest bardzo cenne.
Jednak wyzwania pozostają: potrzeba zaawansowanej infrastruktury, dokładnej kontroli procesów druku (temperatura, chłodzenie, gaz osłonowy), a także materiałów, które sprostają obciążeniom mechanicznym i cieplnym. Na razie projekt jest dowodem możliwości, ale jego szeroka adopcja będzie zależeć od opłacalności i powtarzalności w warunkach produkcyjnych.
Podsumowanie
Toyota Europe wraz z MacLean-Fogg i Fraunhofer ILT przeskoczyła kolejną barierę — 3D-druk wykorzystany do wykonania dużego, metalowego insertu formy do odlewania ciśnieniowego, który nie tylko waży ponad 150 kg, lecz także spełnia wymagania produkcyjne. To kamień milowy, który pokazuje, że druk 3D metalu może być stosowany nie tylko do prototypów, ale także w licznych zastosowaniach produkcyjnych, jeśli masz odpowiednie maszyny, materiały i procesy.
