FREEDEE BLOG

Szingapúr Lakhatási és Fejlesztési Fóruma (HDB) bútor- és építészeti elemek nyomtatásával próbálkozik két most épülő ingatlan területén. A technológia használatával, a nyomatokkal a környék arculatát szeretnék változatosabbá tenni.

A bejelentés azt sugallja, hogy a fórum design- és bútorelemek mellett, a 3DP manapság egyre jobban terjedő, mindenesetre nagyon mediatizált építőipari alkalmazásaiban is gondolkozik.

A helyi lakosok 80 százalékának lakhatásáért felelős HDB Délkelet-Ázsia legnagyobb 3D nyomtatóinak egyikével fog dolgozni, alakít ki padokat, nap és eső ellen oltalmat adó fedeleket, művészi paneleket, tematikus pavilonokat stb. A különféle darabokat két nagy ingatlan körül húzzák fel. Az egyik 2022-re, a másik 2023-ra épül fel.

A 900 ezer dollár értékű, betonalapú anyaggal dolgozó printer munkaterülete 9x3,5x3,8 méter, augusztusban egy 3,6x3x2,75 méteres szobát mindössze 13 óra alatt készítettek el vele. Az acéllal megerősített oszlopokat, az ajtót és az ablakot kézzel dolgozták ki. A nyomtatástól az építkezésig, az egész munkafolyamat hat napig tartott.

Hagyományosabb eljárással több mint két hónap lett volna egy azonos paraméterekkel rendelkező szoba felhúzása.

A fórum szerint teljes épületek printelésével drasztikusan csökken a munkaidő, esnek a költségek. Jelenleg vizsgálják, hogy a 3DP építőipari alkalmazása tartós megoldássá válhat-e a városállamban, megfelel-e az ottani időjárásnak.

Ha járható út, újabb tervezési lehetőségek nyílnak meg, kreatívabbá válik, több tervezőt vonz a helyi építőipar. Mivel a printelés nagymértékben automatizált, az alkotók nagyobb művészi szabadsággal dolgozhatnak, tevékenységük flexibilisebbé válik, kevésbé függenek a manuális munkáktól.

A HDB bizakodik, hogy a 3DP átalakítja a helyi építőipart.

Az additív gyártásnak nagy utat kell még megtennie addig, hogy a mindennapos fogyasztói termékek jelentős részét ezzel a technológiával hozzák létre, viszont napról napra valamivel közelebb kerülünk hozzá.

Jelenleg főként egyedi, személyre szabott és exkluzív termékekről beszélhetünk, a tömegtermeléshez csak a fémnyomtatás egyes ipari alkalmazásai közelítenek. Ezek a különleges darabok viszont egyre tetszetősebbek. Az egyik legizgalmasabb terület a divat; a ruhák, cipők és kiegészítők világa, futurisztikus és egyben természetes, komplex és közben letisztult formákkal. Ebben a közegben sok „korai befogadót” találunk, köztük a divatot és a csúcstechnológiát közös nevezőre hozó, 2018-ban debütált portlandi (Oregon) Ica & Kostika tervezőstúdiót is.

A vállalkozást azzal a céllal jött létre, hogy számítógépes tervezéssel alkossanak jövőbe mutató lábbeliket. Első munkájuk, a Micélium (a későbbi Exobiológia széria egyik darabja) egyrészt – igen drága – cipő, másrészt szobor, de szándéknyilatkozatként is értelmezhető. (A micélium a gombák szerveződésének fontos formája.)

Majdani viselője letölti az appot, aztán a lábáról feltölt képeket, amelyek alapján az algoritmus későbbi módosításokat, finomhangolást biztosító 3D-s szkeccst készít. Ezt követi a nyomtatás, végül jönnek az utómunkálatok. A cipő kifejezetten látványos, fennakad rajta a figyelem.

„Az ember az idők kezdete óta alkotó lény, ez az alaptermészetünk. Művészetünkben a múlttól a jövőig ívelő evolúció történetét akarjuk elmesélni. A 3D nyomtatás és az adatrögzítés legújabb eredményeinek fúziójával nemcsak cipőt készítettünk, hanem egy történetet is a folyamatosságról és az innovációról. Ez az első lépésünk” – magyarázzák az alkotók.

Munkáikban művészet és a legmagasabb szintű matematika integrálódik, középpontban a diszrupció, a létezés egyik kulcsa.

„A Big Bang szétszakította a teret és az időt, és mindannyiunkban ott él az elszakadás vágya. Ilyenek vagyunk” – folytatják.

Az idén bemutatott Exobiológia sorozat a vízi élet és életet hordozó szerkezetek által ihletett négy darabból áll: Korál, Csikóhal, Micélium, Gerinc. Mindegyik kívánság szerint több stílusban, fém vagy műanyagformában rendelhető meg.

Például a Gerinc terve Csináld magad (DIY) és Fém változatban egyaránt beszerezhető. A 800 dolláros DIY verzió magunkon viselhető cipőszobor, a gerincoszlop mozdulataival teremt a láb körül folyamatos formát. Nejlonból, szelektív lézeres szinterezéssel készül.

A 2800 dolláros Fémet acélból, binder jetting technikával hozzák létre, később bronzot is beletesznek (60 százalék acél, 40 százalék bronz). Tömege a mérettől függ, 2,2 és 4,2 kilogramm között van.

Az utrechti betonnyomtatás-specialista és úttörő Vertico parametrikus tervezéssel, topológiailag optimalizált szerkezetekkel reklámozza a 3DP-t. EVA M-1 gépükkel különféle rendezvényeken, konferenciákon tartanak mobil bemutatókat.

Az inkább promóciós és demó célokat szolgáló EVA M-1 mellett a cég integrált robotikus printert is fejlesztett, betonkeverékekre kidolgozott részekkel, amelyet a felhasználók kis- és nagyléptékű projektekhez egyaránt igénybe vehetnek.

Két printerük mellett más szolgáltatásokat is nyújtanak: 3D tervezés, építkezés-előkészületek, programozás, kliensek projektjeinek megvalósítása. Emellett a betonnyomtatókban is utazó, robotikus és kezelőrendszereket gyártó Rohaco termékeit is értékesítik.

A cégvezetés véleménye, hogy a betonnyomtatással az építőipar innovatívabbá és automatizáltabbá válik. Nagy szükség van mindkettőre, mert a területnek tennie kell valamit a köztudottan magas széndioxid-kibocsátás ellen.

Ezt a célt demonstrálandó, a holland vállalat a belga Ghent Egyetemmel közösen kivitelezett egy gyalogoshidat. (Hidat egyébként mások is nyomtattak már, például Sanghajban, de Hollandiában is.)

A hídhoz minimumra csökkentették az anyaghasználatot, és közben optimalizálták a betont. Az eredmény: klasszikus eljárásokkal összevetve, az építkezés 60 százalékkal kevesebb anyagból valósult meg.

Az optimalizálás bonyolult folyamat, mert a parametrikusan tervezett, összetett organikus formák csak 3DP-vel hozhatók létre. A betonkeveréket rétegről rétegre rakták le, az építkezéshez nem kellettek öntőformák.

Ennek ellenére a szerkezeteket úgy dolgozták ki, hogy ugyanazokat a nyomásokat elbírja, mint a hagyományos módszerekkel épített hidak.

„A híd megmutatja a 3D betonnyomtatás lehetőségeit. Hiszünk benne, hogy a technológia az anyagoptimalizálás és a széndioxid-kibocsátás csökkentésének a kulcsa, míg mindezekkel szimultán növeli az építőipar termelékenységét” – magyarázza Volker Ruitinga cégalapító.

A GE Additive tavaly vett részt először a legendás Oktoberfesten, titánból és rozsdamentes acélból printeltek söröskorsót. Úgy tűnik, a részvétel nem alkalmi volt, a folytatás máris itt van, és még az is elképzelhető, hogy a neves eseményen hagyománnyá válik a 3DP.

A GE Additive müncheni részlege idén ugyanis összeállt a világ legrégebbi ma is működő sörfőző-készítőjével, az 1677-ben alapított, és jelenleg is az alapítócsalád által irányított Kaspar Schulz GmbH-val, és folyamatosan mélyítik a két egymástól távoli terület közötti kapcsolatokat.

Az együttműködés túlmutat a söröskorsókon. Jörg Blinkert, a Kaspar Schulz kutatásfejlesztési igaugatója elmondta, hogy jól ismerik a 3D modellezést, CAD tervezőszoftverrel dolgoznak, az additív gyártás a GE partnerség előtt viszont új volt számukra. Mihelyst elkezdtek foglalkozni vele, rögtön rájöttek, mennyire hasznos lehet számukra.

Az eddigi együttműködés a sörfőző két alkatrészének újratervezését és gyártását jelentette: egy ajtónyitó kilincsét (gombét) és egy lapátszerű szerkezetét.

Az ajtókilincset eddig marással készítették, rozsdamentes acélból. A marást most felváltotta a 3D nyomtatás. A Kaspar Schulz GE Additive hathatós közreműködésével állt át a hagyományosról a csúcsmodern technológiára.

A másik alkatrész még ambiciózusabbnak ígérkezett, az additív gyártás előnyeit sokkal jobban szemléltette. A sörcefrét a szilárd anyagoktól elválasztó gép szóban forgó részén bőven akadt finomítanivaló, a régi szerkezet szűrésével voltak elégedetlenek.

Végül mindkettő annyira jól sikerült, hogy az új nyomatoknak köszönhetően a sörfőzők időt, és az idővel anyagiakat spórolhatnak meg.

A megállapodás megkötésénél azt tervezték, hogy az Oktoberfestre csak az első tervekkel készülnek el. Aztán sokkal több valósult meg: szimulációkat elemeztek, kész a végleges design, sőt, már az alap- és funkcionális teszteken is túl vannak. Következő lépésben az új alkatrészeknek a sörfőzés teljes folyamatába történő integrálását, az eredményeket elemzik, aztán megisszák a sört.

Az elektronikai darabokra specializálódott izraeli Nano Dimension többrétegű áramköri lapkák nyomtatásával kezdte (printed circuit boards, PCBs), de ma már antennákat, kondenzátorokat, és legújabban átalakítókat is előállítanak a technológiával.

A cég elektronika-nyomtatáshoz használt, áramot nem vezető tintája februárban nyerte el a szabadalmi oltalmat. Most pedig beágyazott kondenzátorokról tettek bejelentést.

Egy kondenzátor energiát és elektromos töltést tárol. Gyakran használják elektronikus szűrőként, hogy az alkalmazásokat megkímélje a nem kívánt frekvenciáktól, zajtól. Segít stabilizálni az áramkör energiaellátását.

Lényegük, hogy a cég által készített áramköri lapkák rétegeibe ágyazzák be őket. Egyetlen nyomtatási munkafolyamatban előállíthatók, amivel egyrészt teret spórolnak meg, másrészt nincs szükség összeszerelésre.

A kondenzátorokat hosszas teszteknek vetették alá, és működtek. Kiderült, hogy a munkafolyamat megismételhető, tehát az áramköri alkatrész gyártható.

A Nano Dimension összes nyomata a saját fejlesztésű DragonFly rendszeren készül. A printerrel egyedire kialakított („személyre szabott”) PCB-ket lehet nyomtatni. Kívánság szerint (on-demand) igényeknek is eleget tesznek, ráadásul már itt is van a DragonFly Pro frissítése, a – „következő evolúciós lépést” jelentő – DragonFly LDM (Lights-out Digital Manufacturing, ami lényegében az ember nélküli gyártást jelenti).

„A teszteken meggyőződtünk róla, hogy a géppel ügyfeleink kondenzátorok hagyományos kisszériás gyártásához hasonlóan végezhetik el az ismétlődő munkafolyamatot. A magasszintű pontosság mellett, elektronikus termékek gyártásánál a miniatürizáció és a hellyel való takarékoskodás a következőgenerációs termékeket megalapozó kulcstényezők” – magyarázza Amit Dror vezérigazgató.

A Nano Dimension technológiájával több gyártó és szervezet igyekszik kihasználni a PCB-k előnyeit. Különféle alkalmazásokban fogták munkára, printeltek már vele rádiófrekvenciás (RF) űrrendszert, dolgok internete (IoT) kommunikációs eszközöket intelligens otthonokhoz (smart home), változatos szenzortechnológiákat.

A cég kondenzátorai rádiófrekvenciás továbbító vonalakban, audióanyagok feldolgozásánál, rádiójelek fogadásánál, elektromos áramkörök beállításánál hasznosíthatók.

A kémiai elemek periódusos rendszerében, a Mengyelejev-táblázaton az elemeket rendszámuk, elektronszerkezetük és ismétlődő vegyi tulajdonságaik szerint rendezik el. Az 1-es hidrogéntől a 118-as oganeszonig, az összest felfedezték vagy mesterségesen létrehozták már. Az első 94 előfordul a természetben, a többit csak művi úton, laborban vagy atomerőműben állították elő.

A wisconsini Virtual Foundry (Virtuális Öntöde) fém, kerámia és üveg printelésére alkalmas nyomtatóanyagokat (szálakat és labdacsokat) készít. Mivel mind nyílt „architektúrájú” matéria, bármilyen géppel kompatibilisek, nincs szükség hozzájuk speciális hardverre.

Az anyagokat sokféle iparágban alkalmazzák: az additív gyártás mellett biomedikális céllal, sugárvédelemhez, sugárhajtóművekhez, űrkutatáshoz, atomerőművekben, a légjármű-iparban, a fogyasztói elektronika szektorban, az oktatásban, fogászatban, rákkezelésben, művészetekben, például filmek speciális effektusaihoz, a divatban stb.  

Online boltjukban szinterező kiegészítők, köztük kemencék szintén kaphatók, anyagokat pedig a megrendelő által megadott specifikációk alapján is kidolgoznak. Ügyfeleik között szerepel a NASA, a Mitsubishi, az Egyesült Államok Energetikai Minisztériuma, illetve kisebb vállalkozások és intézmények.

Előállítási technológiájukra idén augusztus 13-án kaptak szabadalmi oltalmat, ami újabb fejlesztéseket vetít előre. Egyik legizgalmasabb anyagukat a NASA (az emberi egészségre egyébként rendkívül káros) holdpor szimulálására használta, holdbéli gyártási technikákat tanulmányoztak vele.

Kínálatuk eddig is bámulatra méltó, egyre több elemet kipipálhatnak Mengyelejev periódusos táblázatából. Egyelőre húsz nyomtatóanyagnál tartanak, és olyanokat is találunk köztük, mint a titán 64-5, a rozsdamentes acél 316l, az alumínium 6061, vas (nagy mágneses áteresztő kapacitással), réz, bronz, valamint egyéb fémek és kerámiák széles választéka.

Sok más anyag, például kereskedelmi forgalomban beszerezhető vegyületekből készült nyomtatószálak, labdacsok szintén rendelhetők tőlük.

A Kodak 2017-ben lépett színre a 3D nyomtatásban. Akkor jelent meg a cég Portrait gépe, egy kettős extrudáló és a levegőt szűrő, teljesen zárt munkaterülettel kialakított rendszer. A cég alacsony nedvességtartalmú nyomtatószálak széles választékát kínál a printerhez: PLA, PLA Tough, HIPS, Nylon 6, Flex.

A közismerten képalkotó technológiákkal foglalkozó Kodak szélesítette a Portrait nyomtatóanyag- és kiegészítő-palettáját. Az Akrillal és Nejlon 6/66/12-vel az eddiginél is jobb minőséget és tartósabb nyomatokat akarnak elérni.

„A Kodak 3D Printing az innovációk gyakorlati hasznosításának élharcosává akar válni a piaci kereslet folyamatos fejlődése által meghatározott 3DP közegben. Az összes új anyagot és kiegészítőt alkalmazásokra összpontosítva fejlesztjük. Mérnöki problémákra az ipari igényeknek, és az egyre nagyobb terhelésnek megfelelő termékekkel reagálunk” – jelentette ki a cég nyomtatóértékesítésével foglalkozó Smart International vezérigazgatója, Roberto Gawianski.

Az új akril nyomtatószál a szilárdságot biztosító polikarbonát tulajdonságokat fényvezetéssel kombinálja. Nagyon nagy áttetszőséget igénylő optikai alkalmazásokra találták ki, plusz a dörzsölést és a magas hőmérsékletet is jól bírja.

A Nejlon 6/66/12 rugalmasabb, és a hagyományosabb nejlonokkal ellentétben kevésbé görbül meg, hosszúra nyújtható, nagyon finom részletek kivitelezhetők vele. Húzóellenállással rendelkező masszív részek printeléséhez ajánlják.

A kiegészítőket illetően, a Portrait printert több új alkatrésszel, köztük két nyomtatófejjel egészítették ki. Az egyik tiszta fém, a másik politetrafluoretilén (PTFE); a lehetőségek és kombinációk jelentősen bővülnek velük.

A cég által szintén idén elindított Tervtől a nyomtatószolgáltatásig kezdeményezés lényege, hogy segítenek 3D nyomtatóval rendelkező felhasználók elképzeléseinek valóra váltásában. A Kodak 3D Printing szakértői időigényes és nehéz feladatok megoldásában, illetve a felmerülő hibákkal és más problémákkal kapcsolatban adnak nekik tanácsokat.

A szakma több nagy rendezvényéhez hasonlóan a szeptember eleji New Yorki Divathéten is fontos szerepet játszott, a 3D nyomtatás.

A 3DP egyik meghatározó cége, a threeASFOUR és Travis Fitch tervezőkkel együttműködő Stratasys a ruhára történő közvetlen printelést lehetővé tevő új technikával állt elő.

A nagyvállalat J750 3D nyomtatójával a threeASFOUR kollekciójának egyes darabjaira tettek polimert. A Stratasys szerint megoldásukkal a divatvilágban még fontosabbá válik az additív gyártótechnológia.

„Mindig azon vagyunk, hogy forradalmasítsuk a gyártómódszereket, új tervezési lehetőségeket találjunk ki, tervezőket és diákokat a határok áthágására, kötetlen alkotásra inspiráljunk. Küldetésünk, hogy megváltoztassuk az emberek designról alkotott véleményét, és újraértelmezzük, hogy mi lehetséges” – nyilatkozta Naomi Kaempfer, a cég művészeti, design- és divatigazgatója.

A 3D nyomtatás a divatban évek óta meghatározó szerepet játszik, a nyomatok viszont általában vagy külön elemként, vagy komplett ruhaként jelentek meg. A közvetlenül a darabra printeléssel eddig csak ritkán éltek. A kísérletező kedvű alkotók közül a holland Iris van Herpen próbálkozott hasonlóval 2018-as tavaszi-téli kollekciójának bemutatásakor a Párizsi Divathéten.

A Stratasys szerint a páratlan rugalmasságot és integritást biztosító megoldással modernebb és funkcionálisabb ruhák kivitelezéséhez alkalmas új eszközt adnak a tervezők kezébe. Másrészt, technikájukkal a 3DP rentábilisabbá válik a divatiparban.

Az együttműködések célja, hogy a divat és a 3D nyomtatás egybefonódjon az haute couture világában, illetve fontosabb szerepet játsszon a sorozatgyártásban. Kaempfer szerint a következő két évben a vásárlók csúcsdivatot képviselő márkák sok printelt ruháját szerezhetik be. Ezeknek a ruháknak a színvilága és textúrája hagyományos eljárásokkal kivitelezhetetlen.

A Markforged bejelentette, hogy mostantól Metal X rendszerén is használható a kiváló teljesítményt nyújtó nikkelalapú Inconel 625 szuperötvözet. A bejelentés azért fontos, mert így az eddigieknél sokkal többen tudnak majd dolgozni az anyaggal.

Az Inconel 625-öt azokban az alkalmazásokban kedvelik leginkább, amelyekben alapvető kritérium, hogy a nyomat ellenálljon a rozsdásodásnak, és jól tűrje a magas hőmérsékletet – többek között turbinákhoz, hidraulikához, szelepekhez, csővezetékekhez, speciális ipari felszerelésekhez stb. Nukleáris és védelmi szektor, légjármű-ipar, energetika, vegyipar, tengeri felhasználások, az alkalmazási területek listája folyamatosan bővül.

Exon rendszerek pár éve dolgoznak vele, porágyas fúzióval, mások binder jettinggel (is). Az SLM Solutions, az Admatec, a 3D Systems, a GE és az EOS gépein szintén használható az anyag, a Stratasys Directtől és más cégektől 625-tel printelt részek rendelhetők.

Az eddigi problémát a terjedelmes rendszerek és a csillagászati ár jelentette. Az anyaggal való gyártás bonyolult folyamat.

Ezen a ponton robbant a Markforged. A más ipari gépekhez képest igen költséghatékony Metal X-szel az Inconel 625 kb. tizedannyi áron használható, azaz lényegesen olcsóbb, és így a felhasználók sokkal szélesebb köre élhet a csodaanyag adta lehetőségekkel.

A binder jettinget és a Markforged porágyas fúzió technológiáját összehasonlítva kiderül, hogy az utóbbival készült nyomatok pontosabbak, jobbak. A cég sok ipari szegmensbe juttathatja el az eddig nagyon egzotikusnak tűnt anyagot, és mellettük a helyi gyártás fellendüléséhez is jelentősen hozzájárulhat.

„Az Inconel hagyományosan drága anyag, nehéz dolgozni vele. A Markforged előtt sokaknak kellett beszállítóra várni, komoly összegeket fektetni öntőformákba, vagy rengeteg munkával járó, magasan képzett szakemberek jelenlétét igénylő poralapú folyamatokat vásárolni. Az Inconel 625-tel való munka mostantól gyors, biztonságos és megfizethető” – nyilatkozta Jon Reilly, a Markforged termékfejlesztési elnökhelyettese.

A Markforged termékeit Magyarországon a FreeDee Printing Solutions forgalmazza.

Az EU-s Erasmus+ program által is támogatott 3D4VET Tanulmányok rendeltetése, hogy a 3D nyomtatást hozzáadják a Szakmai Képzés és Gyakorlat Európai Kreditrendszeréhez (ECVET). Definiálni akarják „3D nyomtatás szakértők” egységes kompetenciáját, és a hozzávezető tanulási folyamatokat.

A gyakorlat más VET területen is alkalmazható.

A projekt új digitális technológiákon alapuló innovatív tantervek fejlesztését, az ismeretek additív gyártóiparban történő hasznosítását tűzte ki célul. Az új tantervet az ECVET pontrendszerhez alkalmazzák, hogy az összes partnerország könnyen elfogadja. Ez egyben a készségek és a tanulást, munkára foghatóságot és a munka mobilitását megkönnyítő kvalifikációk elismerését is jelenti.

A projekt keretében végzett tevékenységek 3D nyomtatók előállítását is lehetővé teszik, azaz a VET szolgáltatók létrehozhatják saját tréningeszközeiket. Ez a tevékenység jó reklám az egész képzésnek, és a tanulási folyamat minőségének is a hasznára válik.

A projekthez spanyol, olasz és horvát partnerek tartoznak, és három outputot határoztak meg.

A 3DP szakértő definíciója „átlós kompetenciaként” pontosított ismeretekre és készségekre vonatkozik. A 3DP szakértő kidolgozás alatt álló tanulási folyamatát a partnereket adó három országban fogják tesztelni. A tréningvezetők együttműködés-alapú platformon osztják meg a tananyagot, szakértelmüket és sok fontos forrást.

A projektpartnerek komoly hatással számolnak; a tréning diákokat, tanárokat és célcsoportokat egyaránt befolyásolni fog, javíthatja vállalkozói szellemüket, ismeretszerzési készségüket, tanmenetek kidolgozásának a stratégiáját, növelheti a munkaerő mobilitását, a 3D nyomtatótechnológiák implementálását, és nem utolsósorban több forrásanyaghoz való hozzáférést biztosít.

Tréning nélkül nincs meg a 3D nyomtatóforradalom alkalmazásához szükséges munkaerő – vallják a szervezők.