Dievar a 3D tisk

Společně s VŠB-TUO Ostrava (Technical University Ostrava) a Galvamet jsme se pustili do ověřování potřebné technologie pro tisk tvarových dílů forem na tlakové lití dle Nadca 207. Byla spousta pochybností, především ohledně použití HIP. Jak Uddeholm, tak i Voestalpine dávali na moje otázky mlhavé odpovědi.

Nicméně naše přesvědčení spolu s doc. Ing. Tomášem Čeganem, Ph.D. z VŠB bylo jednoznačné. Bez HIP to není cesta pro průmyslové použití. Proč tento názor? Protože i když máme řadu NDT testů, úplně dovnitř materiálu nevidíme. A nevidíme proto ani potenciální skryté vady, které mohou výrazně snížit životnost finálního dílu.

A protože z hlediska použití ve formě na tlakové lití (HPDC) se jedná o kritický díl, stejně jako kritické díly pro letecké motory, i tyto díly musí projít povinně HIPem. A protože podle Obchodního zákoníku za skryté vady ručíme 2 roky, výrobce nástroje, resp. tvarových vložek metodou 3D tisku riskuje, že uhradí všechny náklady z neúspěšné aplikace tvarového dílu vyrobeného 3D tiskem, pokud neuplatní na jeho výrobu postupy obvyklé.

A jaký je výsledek našeho bádání? Jsme sice ještě stále před finálními testy, průběžné výsledky ale potvrzují naši cestu. Metalografie vzorků, tištěných na tiskárně Renishaw AM500E jsou na následném obrázku (Obr. č. 1) a jsou záměrně přiloženy k povoleným strukturám dle Nadca 207:2024. Vzorky byly tištěny jako kupony dle specifikace Nadca 207 (Obr. č. 2), následně žíhány na odstranění pnutí ve vakuové peci a odřezány z tiskové platformy. Dále byl aplikován HIP a tepelné zpracování spočívající v kalení proudem plynu a trojnásobném popouštění.

Obr. č. 1 – Metalografie struktury vzorku po 3D tisku, HIP a tepelném zpracování 

Obr. č. 2 – Kupony po tisku připravené pro žíhání na odstranění pnutí 

Aby bylo možno měřit rychlost ochlazování, a testování navíc přizpůsobit reálným podmínkám budoucích tvarových vložek, testovací kupony byly kaleny mezi dvěma deskami, každá o hmotnosti cca 30 kg (Obr. č. 3). Termočlánek Ts byl umístěn v zatěžovací desce, termočlánek Tc pak v kuponu. Ochlazovací rychlost z teploty austenitizace na 540 °C byla zhruba 12 °C/min jak na Ts, tak i na Tc, tedy více jak dvojnásobná oproti předepsané 28 °C/min dle Nadca 207.

Obr. č. 3 –  Sestava kuponů pro kalení  včetně umístění termočlánků Ts a Tc

Výsledná struktura je více než optimistická. Prakticky žádná z uvedených povolených struktur po kalení dle Nadca 207 nemá tak úžasnou jemnozrnost a rovnoměrnost, jako vzorky po uplatnění našeho postupu. Obdobně je to i s výsledky rázových zkoušek. Hodnoty >40 J významně převyšují všechny hodnoty pro tvářené oceli dle Nadca 207.

Protože se ale stále ještě jedná o testování parametrů procesu, je zřejmé, že bez praktických výsledků se budeme pohybovat jen v oblasti teorie. Pokud tedy máte svoje kritické vložky, nebo chcete odzkoušet jejich 3D tisk s komfortním chlazením, jsme připraveni. Jediné naše omezení je prozatím HIP a jeho rozměr, dia 152 x 300 mm, ale v kooperaci jsme schopni zajistit HIP i pro jakékoliv díly tištěné na platformě 250×250 mm.

A jaké že jsou parametry HIP a tepelného zpracování. Tak to zůstává duševním vlastnictvím VŠB-TUO Ostrava a Galvamet Vsetín. Pokud máte zájem o spolupráci, obraťte se na

Ing. Zbyněk Slavík
Obchodní oddělení
Tel: +420 571 999 973
Mobil: +420 724 375 922
Email: slavik@galvamet.cz

Jiří Stanislav

16. března  2025