FREEDEE BLOG

A gyorsan szaporodó veszélyes vírusok és baktériumok ellenőrzése globális kihívás. A legmodernebb csúcstechnológiákat használva, világszerte sok tudós és vállalat fejleszt innovatív megoldásokat a probléma jelenleginél hatékonyabb kezelésére.

Az egyik legígéretesebb technológiát a rézalapú nanotermékeket gyártó Coppr3D dolgozta ki. A cég célja az iparág által leggyakrabban használt anyagok (PLA, TPU, PETG stb.), illetve a belőlük készült polimer-nyomatok mikróba-ellenes tulajdonságokkal történő kiegészítése.

„A HIV-statisztikák mögötti globális probléma megértése, valamint mikróba-ellenes anyagaink HIV-vírus átadásában betöltött potenciális szerepének elemzése után arra következtettünk, hogy képesek vagyunk anya és gyermeke között egyfajta interfészként működő, a vírus szoptatás közbeni terjedését megakadályozó műszert fejleszteni. A szoptatás a fertőzés egyik legfőbb módja” – magyarázza a Copper3D orvosi részlegét vezető (és egyben társalapító) Claudio Soto.

A cég évek óta dolgozik a projekten, 2019 márciusában a technológiát szabadalmi oltalomra terjesztették be.

Soto elmondta, hogy az eredeti ötlet a kevés hozzáférhető történeten alapul, lényege, hogy a rézalapú nyomatok és szűrők az anyatej oldatában, különféle vegyi és fizikai folyamatok eredményeként inaktívvá teszik a HIV-vírust.

A bíztató eredmények ellenére, azok nem magyaráznak meg egyes problémákat, például a tej tápanyagérték-csökkenésének, a vírusos fertőzés időpontjának vagy a szűrők optimális méretének és formájának a kérdését eddig még nem sikerült megoldaniuk.

A fejlesztőcsapat egy laboratóriumot kért fel PLACTIVE anyaguk „HIV-gyilkos” eredményeinek érvényesítésére. Az első eredmények alapján a vírusátadás 58,6 százalékkal csökkent.

A pozitív visszajelzés hatására kezdtek el dolgozni a műszer kereskedelmi forgalmazásra szánt változatán.

A 3DP egyik legvitatottabb, talán ezért egyben leginvenciózusabb területe az ételnyomtatás. A „valódi” kajákhoz hasonlóan az utóbbi időben ezen a területen is egyre többen próbálkoznak a vegetáriánus konyhával.

Sok vegetáriánus etikai okokból nem eszik húst, viszont a növényalapú opciókkal sem elégedett. Ez az attitűd ösztönzőleg hat az élelmiszeriparra, és a kutatások fókusza a szimuláltról a szintetikus „húsra” tevődik át.

A laborokban előállított „húsokba” kevesebb víz, tápanyag kerül, mint a farmokon készülő valódiakba, ami környezetvédelmi szempontból is komoly előny. Hamarosan a sokak ellenérzését (főként etikai okokból kiváltó) genetikai tervezésre is sor kerülhet.

A növényi alapú húspótlékok viszont egyre népszerűbbek. A valódi szimulálása, a szintetikus nem-hús „húsok” jóvoltából az „állatmentes” piac folyamatosan bővül, egyre nagyobb benne a potenciál.

A spanyol Novameat nyomtatott steakjével vált ismertté. Most bioprinterrel próbálnak algából, csicseriborsóból és rizsből vegetáriánus nyomtatószálat készíteni. A cél egyértelmű – a hús ízét kívánják hús nélkül visszaadni.

Az izraeli Redefine Meat neve mindent elmond. A 3D nyomtatást növényi eredetű húspótlékok textúrájának javítására használják. Legújabban pedig felvásárolták a komoly bioprinting szakértelemmel rendelkező és hasonló célokat követő JetEat vállalkozást.

A dél-afrikai Marfig Global Foods eredetileg és most is az egyik legnagyobb marhahús-gyártó. Legújabban viszont vegetáriánus opciókkal is foglalkoznak. Szójaalapú Revolution burgerüket az Outback Steakhouse lánc fogja árusítani, ami egyértelműen kiváló minőséget sejtet.

A vega kaják nyomtatásával foglalkozó cégek legnagyobb problémája a méretezhetőség. Sejteket nem gond tenyészteni, milliárd tonnákat viszont annál nehezebb.       

A szintetizált, extrudált és printelt hús eddigi és jövőbeli legnagyobb problémája, hogy nem igazán érezzük húsnak, szájunkban valahogy más íz marad meg, ha egyáltalán íznek érezzük. Míg a valódi hús nem homogén, a zsír, az összekapcsolódó szövetek stb. mind hozzáadnak valamit, addig a printelt változat sokkal „egyhangúbb.”

A méretezhetőség szintén komoly kihívás. Laboratóriumi sejttenyészetekből könnyebb pár grammot előállítani, mint gyorsétterem-láncoknak legyártani a megrendelt mennyiséget.

A mesterséges hús gyártásához a pontos, hiteles ízt is el kell érni, illetve dönteni kell, hogy a végtermékbe kerül-e állati szövet, használnak-e genetikai tervezést a munkához stb.

Pozitívum, hogy nyomtatott húst nemcsak a Földön, hanem a Nemzetközi Űrállomáson (ISS) is ettek már, és a termék elvileg bármilyen Mars-expedícióra kész.

A nemrég amerikai és orosz partnerekkel összeállt izraeli Aleph Farms az egyik legérdekesebb, legeredetibb vállalkozás. A partnerségek pontosan a világűrt célozzák, a kutatók a mikrogravitációban történő ételnyomtatás kihívásait és előnyeit tanulmányozzák. A nyomtatáshoz az orosz 3D Bioprinting Solutions fejlesztette bioprintert is használnak.     

A beszédes nevű finn Solar Foods az Európai Űrügynökséggel (ESA) állt össze, bonyolult folyamatok eredményeként jövőbeli űrutazásokhoz terveznek magas proteintartalmú élelmiszereket.

A kaliforniai BlueNalu a „tehénmentes” marhahússal és a „csirkementes” csirkehússal foglalkozó cégekkel párhuzamosan sejtszintű haltenyésztéssel foglalkozik, saját technológiát dolgoztak ki rá. A technológiával kiváltották a genetikai tervezést, a végtermékben viszont van valódi hal, úgyhogy esetükben nem újabb húspótlékról van szó.

Az izraeli Mea Tech izmokat, zsírszöveteket és különféle szerkezeteket printel, tenyészt. A holland Delft Egyetemen különleges extrudáló módszert dolgoztak ki kajanyomtatáshoz. A Mosa Meat, a SavorEat és a Meatable bioreaktorokban tenyészt szarvasmarha-izomszöveteket.

A londoni online 3D-fájl piactér, a MyMiniFactory ezentúl digitális fájlok (kb. 100 ezer nyomtatható terv) mellett fizikai miniatúrákat is készít, és küld ki a megadott címre. A lépés a saját printerrel nem rendelkező, de például asztali játékaikban előszeretettel szerepeltetett nyomatokra utazó felhasználókat veszi célba.

A „3D Printed & Delivered” szolgáltatás a szükséges utómunkálatokon átesett profi nyomatokat ígér. A printelésben és az utómunkálatokban az online e-kereskedelmi program, Shop3D.io segít; digitális fájlokat fizikai formában is elérhetővé tesz. Jelentősen megkönnyíti a 3D objektumok eladásában érdekelt személyek és kisvállalkozások dolgát azzal, hogy nem kell raktárban tárolniuk őket.

A MyMiniFactory és a Shop3D.io együttműködésének eredményeként a printelhető fájlok alapján történő gyártás és a nyomatok szállítása független tervezők számára is hozzáférhető szolgáltatássá vált.

Jelenleg 3D tervezők összesen 40 miniatúrája érhető el.

A MyMiniFactory egyik bevallott célja 3D tervezők egy platformra gyűjtése. A platform egyébként komoly növekedésen esett át az utóbbi években, a felhasználók száma a 2018. júniusi 250 ezerről 450-re emelkedett. (A dátum azért fontos, mert azóta foglalkoznak prémiumkategóriás, garantáltan nyomtatható fájlokkal.)

Az új együttműködéssel jelentősen bővülhet a klienskör. Tervezőknek változatos opciókkal külön kedveskednek, könnyebb hozzáférést biztosítanak nekik, és így még inkább csak a munka kreatív részére kell figyelniük.

„Az asztali táblás játékok piacának gyors növekedése izgalmas lehetőség a 3D tervezőknek. A közösségi finanszírozás növekedésével pedig egyre nagyobb az STL 3DP fájlformátum iránti érdeklődés. Az egyik új eszközünkkel a 3DP közösség kevesebb idő alatt több pénzt kereshet, miközben saját crowdfunding oldalán sem kell annyit időznie” – magyarázza Nebojsa Nikolics, a MyMiniFactory egyik vezetője.

Nemzetközi tudóscsoport „menetrendet” (roadmap) készített a jövőből egyre inkább jelentechnológiává érő 3D bionyomtatásról. Az anyagban egyrészt leírják a mát, másrészt felvázolják a holnapot. Mindegyik szerző a technológia más aspektusára (új biotintáktól a sejtépítésig, szövetektől a többsejtes tervezett élő rendszerekig stb.) fókuszál.

A tapasztalt kutatóknak és újoncoknak egyaránt ajánlott menetrend időszerűségét az utóbbi hónapok, évek gyors fejlődése, az alkalmazási területek látványos bővülése indokolja.

A bioprinting megoldandó nagy/általános kihívásai a következők: szállításra, sejtnövesztésre jobban alkalmas újgenerációs tinták fejlesztése, nyomtatási folyamatok minőségjavítása, hatékony kereszt-összeköttetések kidolgozása, mikrofolyadékos eszközök integrálása.

Az első szakaszban a sejtbővítő rendszerek szükséges feljavítását, a hagyományos módszereknél gyorsabb bioreaktor-alapú rendszereket, a regeneratív gyógyászat és a szövettervezés termékeinek piacra kerülésében játszott szerepüket mutatják be.

A biotinták fejlődése látványos, de nem elég gyors. Sejtek mikrokörnyezetben történő működéséhez, natív szövetek, szervek és komplexitásuk pontos másolásához a mostani szint még nem elegendő.

Őssejtek bionyomtatása az egyik legígéretesebb terület, amelyben három nagy kihívásra kell választ találni: a fizikai nyomtatás hatásaira, a biotinták minőségére, és a nyomtatott őssejtkultúrák biológiai problémáira. Jó hír, hogy már vannak működő megoldások.

Az organoidok nagyon hasznosak szövetek vagy szervek fiziológiai mikroszerkezeteinek in vivo hatékony utánzására, nagymennyiségű gyártásuk viszont (főként a csillagászati árak miatt) még lehetetlen.

Biohibrid szövetek nyomtatásával járványok és betegségek jobban modellezhetők, pontosabb in vitro modellek készíthetők. Az egy chipre tömörített szervek (organ-on-a-chip), a többsejtes rendszerek és a szövetegyesítés további fejlesztése szintén fontos feladatcsoport.

Az anyag földönkívüli bionyomtatást is ismerteti – mikrogravitációban például komplexebb geometriájú szövetek printelhetők. Bizakodásra ad okot, hogy amerikai, európai uniós, orosz és kínai projektek masszívan készítik elő a terepet, dolgozzák ki az infrastruktúrát az űrbéli nyomtatáshoz.

3D nyomtatás és közlekedés egyre több szállal kapcsolódik egymáshoz. Földi, légi és vízi járművekhez mind gyakrabban használnak printelt részeket – és nemcsak autókhoz, repülőkhöz, hajókhoz…

A német Urwahn Bikes kerékpárgyártó nemrég bemutatott nyomtatott elektromos biciklije, a magyarra bikának, bivalynak, nagyfejűnek stb. ferdíthető Platzhirsch utalás az egyébként impozáns látványt nyújtó gép döbbenetes teljesítményére.

A kerékpár elektromos darabjait a MAHLE járműgyártó elektronikus alkatrészeket integráló specialista részlege, a MAHLEebikemotion kivitelezte. Annyira hibátlanul oldotta meg, hogy beleértve a LED világítórendszert is, szinte láthatatlanok, mert úgy el vannak rejtve a printelt acélkeretben. A gép az aljvázba integrált hátsó kerékagy-motort működtető elemmel 80 kilométert képes megtenni. A MAHLE appon keresztül a – borsos árú, 4499 eurós – bicikli három vezetési módban használható és digitálisan navigálható.

A gyártó nem először használta a 3DP technológiát, korábbi Schmolke Edition gépéhez a printelt acélvázat szénrészekkel kombinálta össze (erősítette meg). A pehelykönnyű részeket az ezen a területen specialistának számító Scmolke Carbon kivitelezte.

A járműiparban, elsősorban az autógyártásban köztudottan előszeretettel használják a 3D nyomtatást, de több gyönyörű kerékpárt is printeltek már. Aligha a véletlen műve, hogy az elsőket épp a biciklikultúrájáról ismert Hollandiában.

A 3DP úgy tűnik, a kerékpársportba is bevonul. Az Egyesült Királyság 2020-as tokiói nyári olimpiára készülő kerékpár-csapatának gépeihez használják a technológiát, a Renishaw RenAM 500M printerén szénrostos részeket állítanak elő hozzájuk.

Közben a londoni Quirk Cycles kerékpárváz-gyártó nyomtatott biciklivázat mutatott be. A printeléshez rozsdamentes acélt használtak.

Kevin Czinger, a Los Angelesi Divergent3D alapítója tavaly létrehozott egy másik céget is, amely nemes egyszerűséggel csak a Czinger nevet viseli. Az alapító pedig első hyperautójáról a (szintén róla elnevezett) Czinger 21C-ről közölt információkat.

A jármű „21. századi kézművesek” munkája, additív gyártóeljárással készül, világviszonylatban pedig a Genfi Nemzetközi Motorshow-n debütál, március 5. és 15. között.

Czinger az autók és motorok világának egyik vizionárius szelleme, úgyhogy semmi meglepő nincs az új járműben, és abban sem, hogy az az alapító nevét viseli. A 21C a cég első járműve, és mindennel rendelkezik, ami a jövőbeli használatra alkalmassá teszi.

Los Angelesi csapat tervezte, építette és végezte a mérnöki munkákat. Czinger az „első additív gyártási módszerekkel készült, teljesítményre tervezett méretben és léptékben is komplex alkatrészekből álló jármű”-ként beszél róla.

A formális bemutatón nyilván bőséges információval szolgálnak a gépről, egyelőre viszont be kell érnünk néhány – izgalmas – részlettel.

Különleges üléskonfigurációval rendelkezik, integrált hibrid erőátviteli rendszerét „házilag” fejlesztették. A jármű számos fejlett gyártótechnológiával, például 3D nyomtatással készült részt tartalmaz.

A cég állítása alapján a „Czinger az első, ilyen típusú döbbenetes hyperautót új additív gyártótechnológiákkal előállító vállalat. A high-tech alváz és az említett szerkezetek úttörő darabok. Lényegében a 21. századhoz passzoló forradalmi hyperautót fejlesztettünk.”

Nem mondták ki, de elég egyértelműnek tűnik, hogy a „high-tech” alvázat teljes egészében printelték.

A sima design pedig bizonyíték a cég folyamatos fejlődésére, stiláris váltásaira.

A Lausanne-i Svájci Szövetségi Technológiai Intézet, a világhírű EPFL kutatói új 3DP eljárást dolgoztak ki, amellyel kicsi és puha tárgyak pár másodperc alatt előállíthatók. A rendkívül pontos (volumetrikus) módszert fontos orvosi és bioprinting alkalmazásokban hasznosíthatják, például ideálisnak tűnik hallókészülékek vagy sejtszerkezetek készítésére.

A fejlesztést részben a tomográfia, a felületi szkenek alapján tárgyak modelljét kiépítő képalkotó eljárás inspirálta. A technika alapján a kutatók folyékony anyagokat, például biogéleket és folyékony műanyagot több szögből ráirányított lézerfény-mintával polimerizáló rendszert dolgoztak ki.

„Az egész a fényről szól. A lézer polimerizációs folyamattal keményíti meg a folyadékot. Annak függvényében, hogy mit építünk, algoritmusok számolják ki pontosan, hogy hova és milyen szögekből, mekkora mennyiségben irányítsuk a lézernyalábokat” – nyilatkozta az EPFL leányvállalata, a Readily3D egyik vezetője.

Az eljárással jelenleg akár 2 centiméteres tárgyak is készíthetők, pontosságuk 80 mikrométer. Ilyen méretű objektumok nyomtatása 15 másodpercnél kevesebb ideig tart.

A szabadalmi oltalomra benyújtott technológiát a Readily3D máris igyekszik kereskedelmi termékké alakítani, majd piacra dobni a rendszert.

„Az additív gyártás néven ismert hagyományos 3D nyomtatótechnikák rétegről rétegre építik fel a nyomatokat. Az ezzel a módszerrel készült puha tárgyakkal az a probléma, hogy hamar szétesnek” – magyarázza Damien Loterie, a Readily3D vezérigazgatója.

A gyorsaságnak és a módszernek köszönhetően az új technikával ezek a problémák mind orvosolhatók.

A megoldás a bionyomtatásban szövetekhez és szervekhez használható finom szerkezetek előállítására alkalmas. A kutatók máris együtt dolgoznak egy sebésszel; artériákat igyekeznek printelni, majd tesztelni. Loterie elmondása alapján az eddigi eredmények kifejezetten ígéretesek.

Mivel a technológiával szilikon- és akrilrészek is gyorsan, utómunkálatok nélkül elkészíthetők, a design és a belsőtervezés-piacon szintén komolyak a lehetőségek.

Mi köze a koronavírusnak a 3D nyomtatáshoz?

Leszámítva, hogy minden mindennel összefügg, nyilvánvalóan nem sok. Csupán annyi, hogy a betegég okozta pánikban folyamatosan keressük az eredményes védekezési módokat, például egészségügyi műszereket készítünk, és készítésükhöz 3D nyomtatókat is használunk.

Egy maker, rLinte sajnálatosan aktuális darab, egy egyszerű, de hatékony „koronavírus-detektort” hozott létre, és osztotta meg online, hogy hogyan csináljunk mi is.

A részben motoros sisakra szerelt detektor digitális infravörös szenzorral méri az eszközzel szemben álló személy testhőmérsékletét.

Ha nincs semmi különös, és az illető nem lázas, a bal szem körüli részen zöld LED gyűrű jelzi, hogy minden rendben. Ha viszont a testhőmérséklet meghaladja a 38 Celsius-fokot, a gyűrű pirosba vált, figyelmeztetést ad le, jelezve, hogy az adott személy potenciális beteg, és sürgősen orvoshoz kell mennie, hogy meg lehessen állapítani, valóban megfertőzte a koronavírus, vagy sem.

A detektorhoz elektronikus részek – Arduino Uno, LED gyűrű, MP3 lejátszó, hangszóró, infravörös hőmérséklet-érzékelő, OLED kijelző stb. –, 3D nyomtató és lézervágó kellenek.

Elég hosszú a lista, összességében viszont, ha rendelkezünk hozzá mindennel, rLinte szerint még egy kezdőnek sem nehéz összebarkácsolnia a különleges eszközt. (Nehéznek talán nem nehéz, viszont költségesnek mindenképpen költséges.)

Azt a tényt azonban mindenképpen vegyük figyelembe, hogy a szerkezet egyáltalán nem tekinthető egészségügyi műszernek, semmiféle hivatalos laboratóriumi tesztet, vagy orvosi eszközt nem helyettesítünk vele, és még véletlenül se tekintsünk úgy rá.

A „barkácsolás”, maker-munkánk összességében egy digitális hőmérő elkészítésének szórakoztató módja.

A német Jamade vállalat főként elektromos meghajtású sporteszközöket tervez és gyárt, termékeivel a fogyasztói szegmenst célozza meg. Legutóbbi szerkezetük, a sorozatgyártásra kerülő Amazea vízalatti robogó (scooter) nagyformátumú extrudáló 3DP technológiával készült.

A scooter új fejezetet nyithat a digitális tömegtermelésben. Az Amazea 75 százalékát nyomtatták, mégpedig azért, mert ezeket a részeket más gyártási módszerrel nehéz vagy lehetetlen lett volna kivitelezni.

A vízi járművet stílszerűen vízisport-rendezvényen, Düsseldorfban mutatták be. Az Amazea vázát és elülső részeit három nagyméretű BigRep ONE printeren nyomtatták, kiváló minőségű speciális anyagokat használtak hozzá.

A scooter nemcsak a szériagyártás miatt történelmi jelentőségű, hanem azért is, mert az Olli önvezető autó kivételével most állítottak elő először nagyrészt 3D nyomtatással ekkora végfelhasználói terméket. Mivel az egyre több nagyméretű 3D nyomtató és tartós nyomtatóanyagok áresése folytatódik, a közeljövőben sok hasonló fejlesztésre, digitális termékek új generációjára számíthatunk.

„Az Amazea ipari áttörés, a tengeri járműtechnológia és a vízisportok felhasználói élményének újradefiniálása is benne rejlik. A BigRep ONE-t olcsósága, pontossága és minősége miatt választottuk. Ha hagyományos technológiákat használtunk volna, sokkal, de sokkal nagyobb összegeket kellett volna befektetnünk” – nyilatkozta Janko Duch, az egyik alapító.

A katamarán-elveken alapuló, mozgásában a delfineket is utánzó, ügyes scooter környezetbarát, szennyező anyagot nem bocsát ki, nem zajos; az elektromos jármű a tengeri élővilág az ökoszisztéma megzavarása nélküli tanulmányozására is használható.

A 25 kg tömegű robogó több világos színben szerezhető be, lítium-ion elemei újratölthetők, maximális vízalatti sebessége 20, vízfelületi 30 km/h. Vezérlőpanelje kifejezetten felhasználóbarát, könnyű kezelni. A jármű személyre szabható, a nagyobb darabokban történő nyomtatás miatt vízhatlanabb – ha az elülső részt több kisebb nyomatból szerelték volna össze, jobban átengedné a vizet.