Místo laseru používá elektronový svazek a je navržená i pro tak náročné kovy, jako je wolfram nebo molybden. 3D tiskárna kovů BeamShape ElectronForge, která měla světovou premiéru na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně, získala Zlatou medaili MSV. Metoda umožňuje vyrábět čisté a pevné díly, například pro letectví a kosmonautiku nebo zdravotnictví. Za tiskárnou stojí brněnská technologická firma BeamShape, spin-off Vysokého učení technického v Brně.

„Zařízení pracuje na principu tavení kovového prášku svazkem elektronů ve vakuu, nikoli laserem. Tato metoda se označuje EBM, z anglického Electron Beam Melting. Tiskárna je navržená tak, aby zvládla i kovy, které se běžnými laserovými tiskárnami zpracovávají obtížně, například měď, molybden nebo wolfram. Tavení ve vakuu navíc udržuje materiál čistý,“ popsal zakladatel a CEO společnosti BeamShape Petr Mareš.

Srdcem stroje je elektronový tubus s výkonem 2 kW při urychlovacím napětí 60 kV, který firma sama navrhla a vyrobila. Tiskárna je technologicky blízká elektronovému mikroskopu, pracuje však s mnohonásobně vyšším výkonem. Stejný svazek, který kov taví, umí jeho povrch také zobrazit.

„Brno patří ke světové špičce v elektronové mikroskopii a my toto know-how přenášíme do 3D tisku kovů. Elektronový svazek zvládne kovy, na které laser nestačí, a s ElectronForge chceme tuto technologii dostat z laboratoří do průmyslové výroby. Jsme nesmírně hrdí, že jsme mohli tiskárnu poprvé představit právě v Brně, na stánku univerzity, ze které jsme vzešli,“ říká Mareš, který je absolventem fyzikálního inženýrství na strojní fakultě VUT.

Firmu založil se svým kolegou Hynkem Štětinou, absolventem Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT, a od počátku spolupracuje se svou alma mater, konkrétně Ústavem fyzikálního inženýrství. Právě díky úzké spolupráci se firma pyšní titulem spin-off VUT. „Tiskárna zatím není v prodeji. Spolu s premiérou ale otevíráme program early access a hledáme partnery z průmyslu i výzkumu, se kterými budeme technologii ladit pro konkrétní aplikace,“ dodává Mareš.
Tvrdý oříšek

V průmyslu se dnes 3D tisk kovů prosazuje hlavně díky laserovým tiskárnám. U některých materiálů ovšem laser naráží na své limity. Měď jeho světlo z velké části odráží a wolfram má extrémně vysoký bod tání. ElectronForge proto staví na metodě Electron Beam Melting. Kovový prášek v ní vrstvu po vrstvě taví zaostřený svazek elektronů ve vysokém vakuu. Elektrony kov ohřívají velmi účinně, bez ohledu na to, jak je lesklý, a vakuum chrání materiál před kyslíkem a dalšími nečistotami. Metoda tak umožňuje vyrábět čisté a pevné díly, například pro letectví a kosmonautiku, energetiku nebo zdravotnictví.

Vývoj elektronového tubusu a tiskárny podpořila Technologická agentura ČR v programech TREND a SIGMA. Design stroje navrhl Jakub Novák ze studia DesignNovak, na výrobě se podílely firmy VITMECO a TX Robotics. Design, který návštěvníci uvidí na veletrhu, je navržen už pro budoucí sériovou verzi stroje.

BeamShape, s.r.o. je brněnská deep-tech společnost a spin-off VUT, která se specializuje na technologie elektronového svazku. Navrhuje a vyrábí elektronové tubusy pro vlastní přístroje i pro průmyslové partnery a na MSV 2026 představila vlastní 3D tiskárnu kovů ElectronForge. Více na beamshape.com.