Academic Centre
Tiek uzskatīts, ka mēs dzīvojam 4. industriālas revolūcijas laikā, ko mēdz dēvēt par Industriju 4.0. Tas ir termins, ko izmanto, lai aprakstītu digitālo tehnoloģiju un automatizācijas integrāciju tradicionālajos ražošanas procesos. Viens nozīmīgs sasniegums Industrijā 4.0 ir 3D drukāšanas parādīšanās, kas pazīstama arī kā aditīvā ražošana.
“3D druka ir mainījusi ražošanas pieeju, ļaujot izveidot sarežģītus, pielāgotus objektus ar nepieredzētu ātrumu un efektivitāti. Atšķirībā no tradicionālajām ražošanas metodēm, kas ietver atņemšanas procesus (materiāla noņemšana no lielāka bloka), 3D druka ir aditīvs process, kurā veido objektus slāni pa slānim, izmantojot digitālos dizainus. Šī tehnoloģija ļauj ražot sarežģītas ģeometrijas un iekšējās struktūras, kuras būtu grūti vai neiespējami sasniegt ar tradicionālajām metodēm,” stāsta pētījuma īstenotāji.
Zinātniskajā līmenī 3D drukā jau daudz kas ir veikts un izpētīts, tāpēc LU MMI pētnieki mēģināja spert tālāku soli 3D drukas procesā. Institūtā ir pieejams 3D printeris ar divām sprauslām, kas nodrošina druku ar diviem materiāliem. Līdz ar to ir iespējams izdrukāt objektu ar papildus funkcionalitātēm, piemēram, izolējošā materiālā ievadīt elektrovadošu celiņu tīklu ar ieplānoto izvietojumu.
Lai izpētītu šīs tehnoloģijas jaunus pielietojumus un apkopotu informatīvo datu bāzi, LU MMI izstrādāja projektu “Risinājumu rīks optimālai projektēšanai viedo polimēru nano kompozītmateriālu struktūru izveidei izmantojot 3D printēšanu” – OPTITOOL. Projekta vispārējais mērķis bija izveidot zinātnē balstītu informācijas platformu lietotājiem, kas izmanto aditīvo ražošanu nanomodificētu struktūru izgatavošanai Industrijai 4.0. Izveidotā platforma ļauj radīt viedo daudzfunkcionālo produktu ar optimālu dizainu un novērtēt tā ilgizturību, tādā veidā palielinot produkta efektivitāti.
Projekta laikā tika izveidots Risinājumu rīks (RR) viedo polimēra nanokompozīta struktūru izgatavošanai, izmantojot aditīvo ražošanu. Risinājumu rīks ir praktiskās informācijas sistematizēts kopums, kas balstīts uz zinātnisko pētījumu rezultātiem un apraksta viedo polimēru kompozītmateriālu struktūru izgatavošanas vadlīnijas, izmantojot aditīvās ražošanas metodes, un inženierrīkus drukāto detaļu projektēšanai un analīzei. RR sastāv no dažādām aplikācijām, kas paredzētas materiāla analīzei dažādos struktūras līmeņos.
RR sevī ietver:
- atvērtās piekļuves datubāzi ar 3D drukas izmantoto materiālu fizikālajām un mehāniskajām īpašībām;
- aplikāciju, kas nodrošina plānota objekta fizikālo un mehānisko īpašību simulāciju, ņemot vērā drukāšanas parametrus un mikrostruktūru;
- aplikāciju, kas nodrošina plānota objekta simulāciju un parametru optimizāciju pie iestrādātiem elektrovadošiem celiņiem;
- lietotāja rokasgrāmatu.
“Risinājumu rīks ir domāts gan zinātniekiem, gan visiem 3D drukas faniem. Pielietojot RR, ir iespējams izveidot struktūru ar nepieciešamiem parametriem pirms objekta drukas, tāpēc tiek patērēts mazāk resursu (materiāli, elektrība un 3D printera amortizācija) un gala rezultāts atbilst prasībām,” uzsver LU MMI pētnieki.
Sadarbība ar uzņēmumiem SIA “Baltic Scientific Instruments” un zinātnisko ražošanas firmu SIA “RITEC”, izstrādātais Risinājumu rīks tika pārbaudīts uz reāliem uzņēmumu produktiem. Iegūtie rezultāti apliecināja, ka projekta laikā izstrādātais Risinājumu rīks ļauj izveidot jaunas detaļas ar nepieciešamajiem parametriem un nodrošināt sarežģītu detaļu aizvietošanu, izmantojot lētākas un viedākas metodes nekā 3D druka.
Projekts “Risinājumu rīks optimālai projektēšanai viedo polimēru nano kompozītmateriālu struktūru izveidei izmantojot 3D printēšanu” – OPTITOOL, ir finansēts no Eiropas Reģionālās attīstības fonda līdzekļiem, projekta Nr. 1.1.1.1/19/A/031.
Projekta īstenošanas ilgums: 36 mēneši.
Zinātniskā ražošanas firma SIA "RITEC": http://www.ritec.lv/
SIA "Baltic Scientific Instruments" : http://bsi.lv/en/
 Materiālu mehānikas institūta pētnieki sadarbībā ar diviem Latvijas uzņēmumiem veikuši 3D drukāto detaļu izpēti un ieviešanu produktos. Pētījumā radīts Risinājumu rīks jeb praktiskās informācijas sistematizēts kopums, ar kura palīdzību iespējams izveidot struktūru ar nepieciešamiem parametriem pirms objekta drukas, tādējādi samazinot patērētos resursus.){kind=link}