Wystarczy drukarka 3D i mamy pojazd

Możliwość sprawdzenia własnych sił w tak prestiżowym wyścigu to jest powód do dumy. Zwłaszcza że przecieramy szlaki, bo jesteśmy pierwszym zespołem z Polski, który weźmie w nim udział - opowiada Sylwester Szymański, student Politechniki Poznańskiej, koordynator ośmioosobowego zespołu, który za pomocą wkrętarki i drukarki 3D zbudował... pojazd wyścigowy.

- Wysiłek i radość pojawiały się na przemian. Najpierw było dużo pracy, ale w końcu przychodził jakiś efekt i wszyscy się cieszyli. A potem znowu następowała praca, aż na horyzoncie ponownie pojawiał się efekt i radość. Końcowy etap budowy to już prawie samo zadowolenie, bo wszystko nabiera rzeczywistego kształtu. Jednak największa radość będzie wtedy, gdy każdy będzie mógł już się przejechać na tym pojeździe - nie ma wątpliwości Sylwester Szymański.

Pojazd, który jest już na końcowym etapie budowy, ma wystartować w prestiżowych zawodach w niemieckim Hildesheim. Są to wyścigi, w których uczestniczą bolidy stworzone dzięki technologii druku 3D napędzane tylko za pomocą... wkrętarki.

Zaczęło się w zeszłym roku
Pomysł budowy tak nietypowego pojazdu pojawił się pod koniec zeszłego roku. Sam Sylwester Szymański jest studentem zarządzania inżynierii produkcji na Wydziale Budowy Maszyn i Zarządzania Politechniki Poznańskiej, a jednocześnie należy do Koła Naukowego Inżynierii Wirtualnej Projektowania. W przeszłości był jednak na wymianie studenckiej w Niemczech, gdzie usłyszał o zawodach dla bolidów 3D organizowanych w Hildesheim. Dlatego też pod koniec zeszłego roku zwrócił się do organizatorów z pytaniem, czy polska drużyna również mogłaby wystartować.

- Tematem przewodnim tegorocznej edycji wyścigu jest druk 3D, a my jesteśmy zakładem na politechnice, który dysponuje największą liczbą drukarek 3D i jest to jedno z głównych zagadnień, którymi się zajmujemy. Pomyślałem, że to dla nas świetna okazja. Organizatorzy zgodzili się na nasz start, reszta członków koła naukowego również to zaakceptowała i zaczęliśmy prace - wspomina Sylwester Szymański.

Pracy nie brakowało od samego początku, kiedy to w fazie projektowej trzeba było ustalić, jak dokładnie będzie wyglądał pojazd. I z jakich materiałów miał zostać wydrukowany. Początkowo studenci myśleli o tym, by części drukować przede wszystkim na urządzeniach dostępnych na Politechnice Poznańskiej. Ostatecznie podjęli jednak współpracę z belgijską firmą Materialise, jednym z liderów druku 3D.

- Naszym celem było wydrukowanie głównej ramy pojazdu w całości, by pokazać potencjał druku 3D. Wszyscy kojarzą go raczej z niewielkimi formatami, a obecnie jest to również druk wielkoformatowy. Chcieliśmy wykorzystać ten potencjał - wyjaśnia Sylwester Szymański. I dodaje, że największym wyzwaniem było przygotowanie konstrukcyjne i technologiczne.

Mimo że pierwsze prace nad budową bolidu wystartowały jeszcze pod koniec zeszłego roku, wszystko nabrało tempa na przełomie marca i kwietnia 2016 roku. Wtedy też z druku zaczęło wychodzić coraz więcej części, a sami konstruktorzy zaczęli się częściej spotykać.- Wszyscy studiujemy i musimy to pogodzić z nauką. Najczęściej spotykaliśmy się dwa razy w tygodniu, wieczorami około godziny 18 i „zamykaliśmy” politechnikę razem z ochroniarzami około 23. Do tego dochodziły też oczywiście weekendy. Pozornie niewielki pojazd kosztował nas bardzo dużo pracy, decyzji projektowych, przemyśleń i rozwiązań - opowiada Sylwester Szymański. Prace nad bolidem wciąż jeszcze trwają, lecz powinny się zakończyć już w przyszłym tygodniu. Wtedy studenci planują złożenie pojazdu oraz przeprowadzenie testów.

Innowacja przede wszystkim
- Nasz główny cel to innowacja. Podstawowym założeniem koła naukowego są badania, rozwój i próbowanie nowych rzeczy. Nie chcieliśmy robić czegoś standardowego, co już istnieje. Zależało nam na ciekawych rozwiązaniach także po to, by samemu spróbować czegoś nowego. Każdy z nas nauczył się wiele i dzięki temu projektowi jest kilka lat do przodu - przekonuje Sylwester Szymański.

Wszystkie bolidy, które pojadą w niemieckich zawodach, będą oceniane w trzech aspektach: prędkość, design i ogólne wrażenie, jakie bolid zrobi na publiczności oraz jury. Poznańscy studenci skupiają się przede wszystkim na drugiej z tych kategorii. Ich bolid ostatecznie będzie miał 1,25 m długości i 85 cm szerokości. Pojazd będzie trójkołowcem. Dwa koła będą znajdowały się z przodu, a jedno z tyłu. Co więcej, większość elementów bolidu została wydrukowana z poliamidu, w tym przede wszystkim główna rama o wymiarach 75 cm długości i 45 cm szerokości.

Sylwester Szymański zastrzega jednak, że nie wszystkie części pojazdu pochodzą z drukarki 3D. - Była taka wizja, by wydrukować każdy z elementów, ale ostatecznie niektóre podzespoły zostały zakupione. Jednak wydruk wszystkiego byłby w praktyce możliwy - przekonuje lider poznańskiego zespołu.

I wyjaśnia, że kupione zostały przede wszystkim elementy wykończenia, takie jak koła, felgi, opony czy kierownica.

- Jednak główna rama, elementy tylnego i przedniego zawieszenia, części tylnego wahacza zostały wydrukowane. Odważyliśmy się również wydrukować zwrotnicę w układzie kierowniczym, co też jest dość dużą innowacją i odwagą z naszej strony, gdyż pozostałe drużyny dla bezpieczeństwa robią zwrotnicę z aluminium. My postawiliśmy na tworzywo sztuczne, bo chcemy wycisnąć z tej technologii tyle, ile się da - opowiada Sylwester Szymański.

Okazuje się również, że nie wszystkie elementy zostały wydrukowane z poliamidu. Część z nich została stworzona na drukarkach dostępnych na Politechnice Poznańskiej z tworzywa zwanego ABS.

- To też jest wartość dodatkowa tego pojazdu, że łączymy ze sobą różne technologie i nie ograniczamy się do jednej - mówi Sylwester Szymański.

Pojechać dzięki wkrętarce
Wszystkie wydrukowane i zakupione elementy nie miałyby jednak większego znaczenia, gdyby nie najważniejsza część każdego pojazdu. Niezależnie od tego czy wydrukowany, czy nie. Niezależnie od tego czy duży, czy mały - każdy bolid musi mieć napęd. A w przypadku pojazdów, które będą ścigały się w Niemczech, tym napędem jest... wkrętarka.

- W przypadku takiego napędu, który jest dość słaby, podstawową rolę odgrywa przełożenie. W naszym przypadku jest to kompromis między mocą a prędkością maksymalną pojazdu. Wkrętarka jest zainstalowana na przodzie ramy. A napęd za pomocą pasa zębatego jest przełożony na tylne koło - wyjaśnia Sylwester Szymański.

I dodaje, że to pierwszy taki pojazd, który zostanie zbudowany przez studentów Politechniki Poznańskiej. To prawdopodobnie także pierwszy tak wyjątkowy bolid w skali całego kraju. Mimo to poznańscy studenci na razie nie myślą o kolejnych wyzwaniach i chcą skupić się przede wszystkim na nadchodzącym wyścigu. A oprócz tego... zdać egzaminy podczas letniej sesji.

Sam Sylwester Szymański nie ma jednak wątpliwości, że technologia druku 3D umożliwia tworzenie wyjątkowych projektów. Nie ma też wątpliwości, że w przypadku branży technologicznej granice druku 3D prawdopodobnie nie istnieją.

- To się rozwija bardzo dynamicznie. Skoro już teraz możemy drukować metale, to co jeszcze nam zostaje? - kończy.