Drukarki 3D tworzące obiekty ze sproszkowanego tworzywa sztucznego mają już ugruntowaną pozycję. Kolejny stopień ich ewolucji, to urządzenia 3D drukujące w metalu. Swoje kompetencje w zakresie tej techniki, Audi rozwija w niedawno uruchomionym Centrum Druku 3D w metalu. Tutaj, specjaliści Audi w zakresie konstrukcji narzędzi i rozwoju technologii, z wykorzystaniem procesu topienia laserem wytwarzają części ze stali i aluminium. Proces ten wykorzystywany jest już w seryjnej produkcji narzędzi. W perspektywie kilku najbliższych lat, w ten sposób będzie można wytwarzać krótkie serie produkcyjne wybranych części samochodowych.
Do druku 3D w metalu nadają się właściwie wszystkie materiały, które można zgrzewać. Stal, aluminium czy tytan. Bazą wyjściową dla tej techniki jest sproszkowany metal, o wielkości ziarna od 15 do 60 tysięcznych milimetra – mniejszej niż grubość ludzkiego włosa. Drukarka nanosi proszek cienkimi warstwami, a laser topi go zgodnie z danymi z projektu CAD, tworząc w ten sposób kontury elementu konstrukcyjnego. Wykorzystując druk 3D w metalu, wytwarzać można obiekty o dowolnych, bardzo złożonych kształtach geometrycznych, których w ogóle nie można by wyprodukować z wykorzystaniem innych metod lub byłyby one bardzo trudne do uzyskania. Druk 3D umożliwia – dosłownie – żłobienie dookoła narożników.
Typowe przykłady takich zastosowań, to stalowe elementy konstrukcyjne z wbudowanymi zwojami chłodnicy czy użebrowaniem chłodzącym, spotykane często w narzędziach odlewanych. Analizy i testy pokazują, że drukowane części mają takie same właściwości materiałowe jak tradycyjnie wytwarzane części. Dzięki skomplikowanym geometriom, można nawet przy mniejszym ich ciężarze osiągnąć znacznie wyższą sztywność części.
Pełną parą na Księżyc
Audi chce wznieść się jeszcze wyżej, również wykorzystując tę nową technikę. Samobieżnym pojazdem eksplorującym Audi lunar quattro zmierza aż na Księżyc. Pojazd ten w 85 procentach składa się z drukowanego aluminium. W ramach „Mission to the Moon“ (Misja na Księżyc), zespół berlińskich inżynierów „Part-Time Scientists“, pragnie przy wsparciu Audi po raz pierwszy od ponad 45 lat dotrzeć do jednego z lądowisk programu NASA Apollo na Księżycu. Grupa szesnastu ekspertów Audi wspiera Part-Time Scientists swoją wiedzą i doświadczeniem w wielu obszarach techniki, dzięki czemu łazik do misji księżycowej osiągnął swą optymalną formę i kształt.
By zwiększyć jego stabilność i przyczepności, inżynierowie i projektanci powiększyli pojazd oraz jego koła o ponad dziesięć centymetrów. Jednocześnie zredukowali jego masę, optymalizując kombinację materiałów i dzięki drukowi 3D w aluminium, zeszli z 38 do poniżej 30 kilogramów.
Ścianki kół Audi lunar quattro mają na przykład grubość zaledwie jednego milimetra, ale ich twardość jest dzięki wyszukanej konstrukcji doskonała. Znaczna redukcja masy m.in. kół, wpłynęła bezpośrednio na to, że badacze mogą załadować na pokład łazika aparaturę badawczą o wartości 1,8 mln euro. Oszczędności na masie pojazdu pozwoliły też na zabranie na misję znacznych rezerw paliwa. Podczas kompleksowych i długich testów, na przykład w komorze symulującej intensywne oświetlenie słoneczne, konstruktorzy zdołali odtworzyć ekstremalne warunki panujące na Księżycu i sprawdzić przydatność różnych podzespołów łazika. Na Audi Summit można było obejrzeć przykład prototypu wariantu koła pojazdu księżycowego.
