Technologie 3D tisku se dostává do stále dalších oborů a aktivně s ní pracují také na Vysoké škole báňské – Technické univerzity Ostrava (VŠB-TUO), kde mají k dispozici hned dvě 3D tiskárny pro tisk z práškových kovů a polymerních práškových materiálů. Právě na první jmenované nyní ostravští studenti vytiskli koloběžku s unikátním rámem a bionickou konstrukcí, která je o čtvrtinu lehčí, než kdyby byla vyrobena tradiční metodou.

Na ostravské VŠB-TU vznikl prototyp s konstrukcí z korozivzdorné oceli, která byla vyráběna na 3D tiskárně Renishaw AM400. Ta dokáže zcela roztavit jemný kovový prášek a následně ho ve vrstvách naklást do prostorového modelu. Studenti zároveň při navrhování konstrukce uplatnili principy bioniky, která využívá poznatky ze studia živých organismů a jejich struktur pro vývoj nových technologií.

„Náš prototyp se odlišuje hmotností, rám o váze 3,2 kilogramu je zhruba o čtvrtinu lehčí, než kdyby byl vyrobený tradiční metodou. Vedle úspory materiálu, které jsme docílili tím, že součástky jsou odlehčené a duté, jsme položili největší důraz na atraktivní design koloběžky a její výrazný sportovní vzhled,“ uvádí Marek Pagáč, který tým strojních inženýrů z VŠB-TU Ostrava řídí pod hlavičkou centra 3D tisku Protolab.

Strojní inženýři sice chtěli snížit hmotnost, ale zároveň zachovat důležitou tuhost rámu, a tak nakonec celou konstrukci rozdělili a vytiskli čtyři díly, které následně znovu svařili. „Chtěli jsme zachovat tuhost rámu a současně snížit hmotnost. Komplikované to bylo zejména u jeho přední části, která je dutá a náročnější pro výrobu,“ vysvětlují Lukáš Jančar a Jakub Měsíček, konstruktéři bionické konstrukce a výpočtáři topologické optimalizace.

Jelikož však nikdo z konstruktérů na koloběžce sám nejezdí, nechal se tým konstrukčně inspirovat u českého výrobce Kostka, což je vidět na první pohled. Studenti to ale nijak neskrývají, naopak inspiraci hledali napříč obory i u samotné technologie. K nápadu vytisknout koloběžku na 3D tiskárně nakonec došli vylučovací metodou.

První koloběžka z kovového prášku na světě

„Z průzkumu trhu jsme zjistili, že se automobilový koncern BMW zabýval 3D tiskem konstrukce elektromotocyklu a letecký koncern Airbus poukázal na výhody 3D tisku před dvěma roky bionickou konstrukcí motocyklu z lehké kovové slitiny. Z titanové slitiny 3D tiskem postavila společnost Renishaw rám jízdního kola. Chtěli jsme jít cestou něčeho, co dosud nebylo realizováno,“ říká Petr Štefek, business development manager Protolabu a mentor týmu. Podle něj zatím na VŠB-TUO ve světě nenarazili na podobný projekt, který by vytiskl koloběžku z kovového prášku.

Vedle samotného 3D tisku byly nicméně použity i konvenční procesy. Ať už šlo o již zmíněné svařování, lepení prvků z uhlíkového kompozitu nebo obrábění funkčních ploch. Tvůrci unikátní koloběžky odhadují, že vývoj a výroba se pohybuje v řádech několika stovek tisíc korun s tím, že větší část rozpočtu projektu pokrývají režie na rozvoj zkušeností s topologickou optimalizací a na jeho financování se podílela také Technologická agentura ČR.

Do komerčního prodeje se zatím koloběžka nechystá, ale v Ostravě již pracují na druhé generaci, která je aktuálně vývoji a měla by se představit letos v říjnu na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně. Pokud by nakonec opravdu došlo ke komercionalizaci, výhodou výroby pomocí 3D tisku je tzv. kustomizace, kde lze navrhnout koloběžku skutečně na míru zákazníkovi. Rám lze optimálně propočítat na váhu člověka a konstrukci podřídit ergonomii.