Jednou z typických příčin poruchy bývá „únava materiálu“, v tomto případě nastala u držáku hlavy robota UBS, který se zlomil. „Náhradní díl již neexistuje, výrobce ho nedodává nebo může být daný stroj i tak starý, že neexistuje ani jeho výrobce,“ říká P. Pánek s tím, že obvykle k takovému dílu neexistuje ani dokumentace. Pokud by byla, ušetřilo by to následující krok.

Druhou fází je kompletní zaměření poškozeného dílu a tvorba dokumentace, která poslouží v případě, kdy selže stejná součást jinde ve výrobě. Při digitalizaci už konstruktéři přemýšlí nad tím, jak bude nový díl vypadat. Zdaleka totiž nemusí mít stejný tvar jako původní. „Hledáme cestu, jak zlepšit jeho životnost. V tomto konkrétním případě víme, že hliníkový díl praskl, v jakém místě a proč se to stalo, a můžeme vše za pomoci moderních materiálů řešit,“ upřesňuje P. Pánek.

Po dokončení dokumentace začíná příprava nového náhradního dílu. U něj je nutné určit řadu parametrů a vytvořit model kompletní části. Například definováním hustoty materiálu v jednotlivých místech lze zvyšovat pevnost tam, kde je potřeba. Samotný obslužný program tiskárny Markforged, kterou k tomuto účelu v PSZ využívají, pomůže se základními pevnostními výpočty.

Nedílnou součástí procesu je volba konkrétního surovinového složení z palety materiálových kombinací odolných kompozitů. Základem je materiál Onyx (či nylon), který lze vyztužit karbonovými, kevlarovými či skelnými vlákny, a to i v jejich vysokopevnostní a vysokoteplotní variantě. Každý prvek dodává výslednému dílu určité vlastnosti: pevnost, pružnost apod. Na různá místa dílu lze při tisku aplikovat rozdílné materiály a tím progresivně přizpůsobovat vlastnosti výsledného produktu.

Následuje tisk dílu, který trvá řádově hodiny – od jedné u velmi jednoduchých částí až po desítky u složitých. „Během tisku sledujeme jednotlivé vrstvy a snažíme se najít místa, kde by mohly vznikat nedokonalosti. Oproti digitálnímu zadání je výsledkem díl s určitými tolerancemi. Tiskárna například nikdy nevyrobí tak ostrou hranu, jakou můžeme navrhnout, takže je nutné po vytištění díl pečlivě zkontrolovat,“ upozorňuje P. Pánek.

Hotový díl, který může být jako v tomto případě složen z několika kusů, putuje zpět na linku. Ještě před tím si mohou konstruktéři vyzkoušet usazení dílu přímo u tiskárny. „Takto vytištěná součást dosahuje pevnosti slitiny hliníku, přitom má řádově nižší hmotnost a její výroba je oproti konvenčním metodám, například kompletně obráběnému dílu, méně nákladná,“ vyzdvihuje P. Pánek. Při stejné pevnosti je navíc díky nově navržené struktuře pravděpodobnost opakovaného selhání mnohem menší.