FREEDEE BLOG

Tulipánjai, festői és focija mellett, Hollandia építészeiről, divat- és terméktervezőiről, designereiről ismert. Az amszterdami Freshfiber startup designt és 3D nyomtatást kombinálva hoz létre gyönyörű (és ami fontosabb: funkcionális) termékeket: telefontokokat, Apple okosóra-pántot, legutóbb pedig lámpákat.

Három kollekciót mutattak be, mindhárom helyi tervező munkája, az egyedi darabokat 3D nyomtatást és hagyományosabb kézi technikákat keverve alakították ki.

A legjobb minőségű anyagokat, nejlont és acélt, gondosan kiválogatták a printeléshez. Végül háromféle tervnél, tervenként különböző modelleknél és méreteknél kötöttek ki. A világító alkalmatosságok lakásokban, éttermekben és szállodákban egyaránt használhatók.

A Fold, a Flux és a ZooM gyűjtemény, mind kortárs műalkotás. (Jó hír, hogy már előrendelhetők, az árak 148 és 281 euró között mozognak.)

A szoborszerű és minimál Fold lámpák tervezője, Matthijs Kok korábban az Apple okosóra-pántot (Apple Watch) és telefontokot tervezett. Az alkotót atmoszférikus fények ihlették meg, a szerkezet kidolgozásában a változékonyság és a sokoldalúság vezette.

A lámpák többféleképpen igazíthatók a környezetükhöz, például úgy, ha a lámpaernyő alapját 360 fokkal elforgatjuk a fényforrás körül, a fény iránya és intenzitása váltakozik.

Két fénytípust bocsátanak ki: erős és közvetlen, illetve a hajtogatott szerkezet egymásba fonódó rétegein „kiszivárgó” közvetett fényt, utóbbival ambient megvilágítást biztosítva a helyiségnek.

A Gabi Potsa által tervezett Flux lámpák asztali és lógó változatban is megrendelhetők. Mindkettő egybekapcsolt lebegő szalagokra emlékeztető, jellegzetes mértani formákból áll össze. Puha fényeket bocsátanak ki, amelyeket aszimmetrikus formájuk miatt mindig a tartózkodási „koordinátáink” alapján, azaz mindig másnak látunk.

Az ötszög formájú ZooM lámpák Michiel Cornelissen munkái többszáz ismétlődő, egymásba fonódó elemből állnak össze. Az elrendezés textíliaszerű szerkezetet eredményez, ez a szerkezet biztosítja a puhább fényhatást. Két méretben szerezhetők be: a nagyobb átmérője 28, a kisebbé 20 centiméter.

A 3D nyomtatás egészségügyi térhódítása a technológia egyik leglátványosabb és leghasznosabb alkalmazása. Orvosok printelt szerveken gyakorolva készítenek elő sebészi műtéteket, sok műkart nyomtatnak, és a 3DP a belgyógyászatban is megjelent már.

Belgyógyászathoz kapcsolódó újdonság, hogy a Zürichi Svájci Szövetségi Technológiai Intézet (ETH Zürich) kutatói és a dél-afrikai orvosieszköz-gyártó Strait Access Technologies (SAT) szakemberei mesterséges szívbillentyűket fejlesztenek, és nyomtatnak szilikonból.

Komoly szükség lesz rájuk, mert a jelenleg használatban lévők gyártása drága és munkaintenzív, ráadásul inkább ideiglenesek, mint állandók, miközben egyre több személynek lesz szüksége rájuk.

A kutatók élethosszig tartó, a pácienssel együtt „növő” megoldásban gondolkoznak, amelyet ezért nemcsak idősebbekbe, hanem fiatalokba is beültethető.

Mind a négy szívkamrához tartozik a véráramlást biztosító szívbillentyű. Ha valamelyik megreped, összehúzódik, megduzzad, vagy eltörik, a vér súlyos nyomás alá helyezi a szívet, ami ritmuszavarhoz (aritmia), de akár szívbénuláshoz is vezethet.

Egy nyomtatott szívbillentyű a beteg aortájáról készült CT-szken alapján személyre szabható. A paramétereket ezen adatok és számítógépes szimuláció együttes használatával számítják ki. A szilikonos műgyantát koronaformájú billentyűvé dolgozzák ki, majd kollagén rostokat adnak hozzá, az implant pedig speciális nyomtatótechnikával lesz az óhajtott mértékben rétegzett, sűrű és erős.

A használt anyagok mind biokompatibilisek, a véráramot az új billentyűk ugyanolyan pontosan kezelik, mint az általában polimerekből és állati szövetekből készült, fémkerettel összekombinált eddigiek. Utóbbiakat a szervezet nehezebben fogadja be, és káros mellékhatásokat is okozhatnak.

Az új szívbillentyű másfél óra alatt készül el, a korábbiakhoz több nap kellett. Az elsők 10-15 évig kitarthatnak, általában ennyi idő kell egy szívbetegség teljes kezeléséhez. Rossz hír viszont, hogy klinikai használatukra még kb. egy évtizedet várhatunk. A speciális 3D nyomtatók már elkészültek hozzájuk.

A Georgia Technológiai Intézet kutatói kétfotonos polimerizációs litográfiával (TPP) 2 milliméter hosszú, a világ legkisebb hangyáival azonos méretű robotokat nyomtattak. A gépecskék mikrotüskékkel, rezgések hatására mozognak.

Úgy tervezték őket, hogy körülöttük és rajtuk lévő piezoelektromos aktuátorokból, ultrahangos forrásokból és kis akusztikus mikrofonokból gyűjtsék össze a rezgéseket. Különféle frekvenciákra különféleképpen reagálnak, a vibráció módosításával irányíthatók.

Liliputinál is kisebb méretük ellenére relatíve nagy távokat, másodpercenként hosszúságuk négyszeresét, 8 millimétert megtesznek, amelyre a polimer testecskékhez ragasztott és a rezgéseket létrehozó, kívülről töltött piezoelektromos aktuátorok jóvoltából képesek.

Lényegében mindegy, honnan jönnek a rezgések, a gépek ruganyos lábait fel- és lefelé mozgatják, és így előre hajtják. A rezgések amplitúdójának módosításával különböző helyváltoztatásokra programozhatók.

A TPP technológia lényege, hogy ultraviola fénnyel monomer műgyantát polimerizálnak. (A monomer molekulák különféle vegyi folyamatokban hozzájuk hasonló molekulákkal polimert képeznek.) A robotokhoz remekül passzoló eljárással nagyon kicsi alkatrészek hozhatók létre.

A mechanika, elektronika, biológia és fizika „metszéspontjában”, azaz kifejezetten multidiszciplináris területen dolgozó kutatók jelenleg azt vizsgálják, hogyan méretezhetik úgy a technológiát, hogy egyszerre többszázezer mikrobotot tudjanak printelni.

Változatos alkalmazásokban gondolkodnak. Az egyedenként más- és másféleképpen programozható botok például környezeti változások detektálásra, de az emberi testben lévő sebek gyógyítására is alkalmazhatók.

Mivel a piezoelektromos aktuátorok ólom-cirkonát-titanátból (PZT) készülnek, elektromos feszültség hatására nemcsak rezgéseket, hanem feszültséget is generálnak, amellyel a külső rezgésekkel aktiválható beépített szenzorok bekapcsolhatók.

A 2014-ben alapított berlini 3YOURMIND 3D nyomtatószoftverei, végpontok közötti (end-to-end) munkafolyam-kezelő platformja, agilis gyártáskivitelező rendszere (Agile MES) vállalatok számára készült megoldások.

Az Agile MES segít a pontos árazásban, fájlkezelésben, utasítások automatikus feldolgozásában, a gyártósor átlátható követésében. A rendszerrel a munkatervezés és alkatrészgyártás automatizálása a cél.

A vállalat szerint a gépi tanulással felgyorsulnak ezek a folyamatok, az additív gyártás (AM) eléri az automatizáció Ipar 4.0-hoz szükséges szintjét.

A Berlini Befektetési Bank és az Európai Regionális Fejlesztési Alap bejelentette: a gépi tanulás integrálására 1,3 millió euróval támogatja a 3YOURMIND-ot.

A támogatás lehetővé teszi a szoftverek programozási feladataiban segítő mesterséges ideghálók használatát.

Szükség is lesz rájuk, mert az additív gyártás erősen adatvezérelt munkafolyamattá alakult át, egyre több az információ, a feldolgozás egyre problémásabb, nehézkesebb mesterséges intelligencia és automatizáció nélkül. A cég adatokból kinyert információkkal kapcsolja össze és optimalizálja a munkafolyamat elemeit; népszerű szoftverei a terület világvetetőinek számítanak.

Szoftverinfrastruktúrájuk az agilis gyártást, a termelés fogyasztói szükségletekhez történő és a vállalat erőforrásait figyelembe vevő gyors és hajszálpontos alkalmazását hivatott maximálisan támogatni.

„Szoftvereinkkel cégek egyszerűen és költséghatékonyan kapcsolódhatnak be az additív gyártásba, igényeik szerint méretezhetik azt. Még több gépi tanulással az AM programok eredményessége megsokszorozódik” – jelentette ki Stephan Kühr vezérigazgató.

A Pro FIT Berlin program keretében, a 2018 októberében indult Intelligens 3D nyomtatás projekt részeként kapott támogatással a 3YOURMIND printelt részek adatait és a platformhasználatot is elemzi. Az adatok kiértékelésével igyekeznek kódolási mintázatokat azonosítani, amelyeket aztán a munkafolyamatban tesztelnek, felgyorsítva a részek kiválasztását, gyártási ajánlásokat, ütemezést stb.

A gépi tanulás teljes integrációja kb. két évig tarthat.

Az élelmiszerhulladék egyre nagyobb probléma, például az Egyesült Királyság 66 milliós lakossága évi 8 millió kajaszemetet generál. A környezeti problémák jelentős többségéhez hasonlóan, a hulladék zöme az ipari termelés következménye, viszont ez a tény egyáltalán nem menti fel a háztartásokat és az egyéneket a felelősségteljes cselekvés alól.

A liverpooli John Moores Egyetemen terméktervezésből diplomázott Daniel Lloyd által alapított Daniel by Design érdekes megoldást javasol. (Fejlesztését a brit Fényes jövőnk kezdeményezéshez tartozó A környezet most program támogatta anyagilag.)

Lloyd a fogyasztóknak fontos visszajelzéseket szolgáltató, sőt, közösségeket szemetelési szokásaikról informáló hulladékkezelő rendszert tervezett és nyomtatott. A Wae nevű terméknek nemcsak az előállításához használt modern csúcstechnológiát (3DP), de maga a rendszer is IT-megoldásokkal (szenzorokkal, okos mérőeszközzel) működik.

A projekt célja a hulladék csökkentése, az újrahasznosítás növelése. Kutatásokból kiderült, hogy az ismeretek és a felelősség hiánya a probléma legfőbb okai.

A szemét tömegét és méretét folyamatosan figyelő Wae könnyen hozzáférhető adatok szolgáltatásával segít. Az okos mérőeszköz a lakók által könnyen kezelhető formátumba önti a hulladékkal kapcsolatos legfontosabb infókat, például hogy ebből és abból a típusból hány százalék található a szemetesben. Elemzéssorokat készít, amelyekből a háztartások tanulhatnak, és ha kell változtatnak a szokásaikon.

A prototípuskészítésben az arra specializálódott Ogle cég segédkezett, együtt módosítottak az eredeti CAD-terven, így biztosították, hogy az oldallapok elég vastagak legyenek a szeméthez, a fedőt jól lehessen mozgatni, és minden rendeltetésszerűen működjön.

A prototípust Ipro 8000 gépen, sztereolitográfia (SLA) technikával nyomtatták ki. Az SLA jóvoltából, kevés utómunkálatot kellett végezniük, az összeszerelést az Ogle kivitelezte.

Lloyd cégével fenntarthatóságra összpontosító, társadalmi indíttatású projekteket szeretne megvalósítani.

A Sydney Műszaki Egyetem (UTS), az integrált szolgáltatásokat kínáló Downer Csoport bányászattal foglalkozó Mineral Technologies leányvállalata és az Innovatív Gyártás CRC (IMCRC) egy éve kezdett ásványokat szétválasztó és bányászműszereket előállító 3DP technológiákkal foglalkozni.

Az első év eredményei, egy kicsi nyomtató és gépkód, a kiválasztott spirálmodell miniatürizált változata után, hamarosan 3D printer építésébe fognak.

A spirálokat bányászati, mezőgazdasági és újrahasznosítási munkáknál értékes ásványok elkülönítésére használják. A 3D nyomtatással készülő változattal a Mineral Technologies helyben, valós időben végezheti el a munkát, amellyel időt és anyagiakat takarít meg.

Másik előnye a környezeti hatás, mivel a 3DP kevesebb vegyszert használ, gyártás közben csökken a légszennyezés.

Az UTS-től az egyetem Rapido gyors prototípuskészítő csoportja vesz részt a projektben. Tevékenységük ötletek működő termékekké és megoldásokká alakítására összpontosít, a projektnek is a felsőoktatási intézmény 2019 márciusában nyílt, és az ausztrál 3D nyomtatás fejlődését felgyorsítani hivatott ProtoSpace additív gyártólétesítménye ad otthont. A legmodernebb rendszerekkel, köztük a Nano Dimension Dragonfly printerével felszerelt központ cégeknek kínál „nyílt teret”, és természetesen eszközhasználatot.

A kutatók később a spirált és az új printert a dolgok internetével (Internet-of-Things, IoT) kapcsolnák össze, és így a közeljövő Ipar 4.0 projektjeinek integráns része lehet.

Az IMCRC a projekttel parallel, közel 1 millió dollárt fektetett automatizált nyomtatott járműjavító szolgáltatás fejlesztésébe, amelyet a Swinburne Műszaki Egyetemmel kiviteleznek.

„A projekt az additív gyártással és az IoT-vel kapcsolatos elképzelések miatt világszintű innováció az Ipar 4.0-ban. A Mineral Technologies újító szellemű csapatával való együttműködés eredményeként, Ausztrália vezető szerepet játszhat az Ipar 4.0 adaptálásában” – nyilatkozta Hervé Harvard, az UTS Rapido igazgatója.

Megosztottak a 3D ételnyomtatással kapcsolatos reakciók: egyesek gasztronómiai forradalmakat vetítenek előre, mások a printereket hasznos kiegészítőknek látják, de szerintük a chefek szerepét belátható időn belül nem veszik át, megint mások a konyhaművészet elleni merényletként beszélnek a technológia ezirányú alkalmazásairól.

Az ígéretes próbálkozások és a speciális printerek ellenére, az ételnyomtatás egyelőre gyerekcipőben jár. Ezzel együtt ehető nyomatok többféleképpen készíthetők, és nemcsak űrhajóskajákról vagy tésztákról van szó.

Például az Eindhoveni Műszaki Egyetemen végzett Elzelinde van Doleweerd és Vita Broeken által alapított Upprinting Food startup a fenntarthatóság szellemében, élelmiszerhulladékból, eladhatatlan, ám még ehető alapanyagokból készít tápláló, finom, ráadásul szemre is tetszetős kosztokat. Akik megkóstolták, egyértelműen állítják, hogy a falatkáknak fenséges az ízük.

Az élelmiszerhulladék növekedése súlyos és ellentmondásos jelenség. Egyrészt a földkerekség lakosságának jelentős része alultáplált, másrészt a legyártott kaják harmada kerül kukába. A statisztikák magukért beszélnek, elgondolkoztatnak, kreatív szellemeket pedig innovatív megoldásokra ösztönöznek.

Ezt teszi a holland startup is.

Többek között kenyérmaradékból, túlérett, vagy ránézésre kifejezetten ronda alapokból készítenek füvekkel, fűszerekkel megszórt, pürésített, 3D formákká extrudálható keverékeket/krémeket.

Miután a formákat kinyomtatták, megsütik és kiszárítják őket, így alakul ki ropogós, keksz-szerű textúrájuk, és persze így lesznek tartósak, állnak el hosszú ideig polcokon. Mivel nem marad bennük víz, nem fenyeget baktériumveszély.

Eddig több kenyér- és zöldségalapú recepttel álltak elő, és folyamatosan ötletelnek, dolgoznak újakon.

A startup több jónevű étteremmel dolgozik együtt, konyhai maradékokat hasznosítanak, újrahasznosítanak, és kínálnak egyedi kulináris élményeket.

A pekingi 3D Food Company-vel szintén együttműködnek, többek között főtt rizst és édesburgonyát dolgoznak fel.

Az apa és fiú, Leonyid és Denys Nazarenko által négy esztendeje alapított ukrán D3D-s tavaly sikeres Kickstarter-kampány eredményeként forgalmazta első desktop 3D szkennerét. A nagyon pontos gép hardverét és szoftverét szinte a semmiből építették fel.

A duó újabb közösségi finanszírozást célzó kampányba kezdett, ezúttal szintén desktop, LED-es ékszerszkennert fejlesztenek. Még nagyobb modellek esetében is rendkívül pontos retinafelbontást, valamint megfizethető árat ígérnek.

A legtöbb 3D ékszerszkenner projektorokat és kamerákat használó kivetítős technológián alapul, és ezek az eszközök drágák, például 15 ezer dollárba kerülnek. A Nazarenkók olcsó LED-es projektorral működő gépe a Kickstarter-kampány támogatóinak 4 ezer dollár lesz.

A szkenner 3D nyomtatókhoz használt, egyenként megvásárolható darabokból áll. Csak a projektort, az állványt stb. kell külön, kis mennyiségben gyártani, de a fejlesztők eleve nem is gondolkoznak nagyszériában. Mindezeket a tényezőket figyelembe véve, a kivitelezési költségek nem túl vészesek.

A szkenner függőleges pontossága 0.010, a vízszintes pedig 0.015 milliméter. Ez a pontosság elegendő az ékszerek apró részleteinek felismeréséhez. Összességében a felbontás nagyságrendekkel nagyobb, mint a kivetítős szkennereknél. A szkennelési munkafolyamat maximum hét perc, és a fejlesztők el is ismerik, hogy gépük lassú, „az egyik leglassúbb a világon.” Lassúságát azzal is magyarázzák, hogy sokkal több adatot dolgoz fel, mint a kevésbé „kifinomult” szkennerek.

A 600x300x420 milliméteres gép kb. 10 kiló, Windowsos szoftvert, LED 945 lm-et használ, két USB 3.0 van rajta. Egyes elektronikai részeket kifejezetten a géphez fejlesztették.

A szkennelési folyamat teljesen automatizált, számítógép viszont kell hozzá, máskülönben nem lehetne automatizálni.

3D nyomtatás és építészet, 3D nyomtatás és művészetek egyre több és szorosabb szállal kapcsolódnak össze, és a jövő számos újabb alkalmazási lehetőséggel kecsegtet. Míg néhány éve kuriózumnak számított egy-egy épületelem, épület printelése, az építőipar ma már egyre gyakrabban használja a technológiát, aknázza ki előnyeit.

A betonnyomtatók is komoly fejlődésen mentek keresztül, egészen méretes darabok, épületelemek hozhatók létre additív technológiával.

A legújabb példa a zürichi Digitális Építésztechnológiák (DBH) és a Svájc délkeleti részén lévő Riomban megrendezésre kerülő Origen Fesztivál közös munkája, a kilenc egyedi tervezésű, 2,7 méter magas oszlopból álló Betonkoreográfia (Concrete Choreography).

Minden egyes betonoszlop nyomtatása két és fél óra hosszat tartott, a Zürichi Svájci Szövetségi Technológiai Intézet (ETH Zürich) által kidolgozott technológiát használták. (Az ETH Zürich komoly részt vállalt a világ első nemcsak digitálisan tervezett, hanem 3D nyomtatással és robotokkal kivitelezett lakott épületének, az idén megnyílt DFAB House-nak a létrehozásában is.)

Digitális gyártást és építészetet tanuló egyetemisták, PhD-hallgatók a réteges extrudáló nyomtatás lehetőségeivel kísérletezve, a kilenc oszloppal szemléltetik a számítógépes tervezés és a digitális gyártás lehetőségeit, hogy mik valósíthatók meg a beton és a 3DP összekapcsolásával.

Ugyanazt a robotkar extrudáló rendszert használták, amellyel a DFAB House sok részét készítették. Az új gyártási folyamattal a betonelemek zsaluzás nélkül létrehozhatók, és a komplex geometriájú egyedi tervek teljesen automatizált módon valósíthatók meg. A lyukacsos betonszerkezeteket úgy nyomtatják, hogy az anyagot csak akkor használják, amikor valóban szükség van rá. Az építés így fenntarthatóbb, környezetbarátabb, mintha hagyományos eljárásokat alkalmaznának.

A számítógéppel tervezett díszítőelemek és a felületi textúrák hangsúlyosabbá teszik a betonnyomtatás tág esztétikai lehetőségeit.

A bionyomtatás ugyan gyorsan terjedő technológia, de az erre specializált printerek túlnyomó többségét ennek ellenére egyelőre csak laboratóriumokban használják. A velük végzett kutatások rendkívül fontosak, viszont egyre több intézmény tervezi laborokon túlmutató használatukat.

A technológia űrbéli alkalmazása is ilyen trend, amelynek egyik képviselője, a floridai nScrypt a világűr mellett az anyabolygóra is gondol, és az amerikai hadsereggel, az Egyenruhás Egyetem 4D Bi3 Programjával, a RoosterBio Inc-kel és a Geneva Alapítvánnyal közösen a technológia földi hasznosítását (is) tervezi.

A kezdeményezés részeként az nScrypt egyedire alakítja az eredetileg a Nemzetközi Űrállomásra (ISS) szánt Bio-összeszerelő Szerszám (BAT) nevű gépet. Könnyű és strapabíró, védőburkolattal lefedett szerkezetté változtatják. Úgy dolgozzák ki, hogy a gép új helyének az előzőhöz képest megváltozott környezeti feltételei ne zavarják a bionyomtatást.

Az „aszkéta” nevű új printert meg nem nevezett katonai helyszínre szállítják, és a RoosterBio emberi csontvelőből kinyert, printelésre kész őssejtjeivel fognak dolgozni. A tervek szerint a géppel és az anyagokkal sivatagi közegben több kísérletet végeznek, a kísérleteket pedig értelemszerűen kiértékelik majd.

A munkát a Katonai Akadémia Vegyészet és Élettudományok Tanszékének egyik kutatója, Jason Barnhill vezeti. Nyomtatott műanyag orvosi modelleket, bionyomtatott őssejteket, következőgenerációs sebtapaszokat fognak behatóan tesztelni.

A projekt végső célja, hogy a harctéri sebesüléseket gyorsan gyógyító megoldásokat, kötéseket, sztenteket és speciális bioérzékelőket dolgozzanak ki. A harctéri bionyomtató nagy előnye, hogy a helyszínen, kívánság szerint (on-demand) működik. Ottani tevékenységével jelentősen csökkenthetők az orvosi műszerek magas logisztikai, raktározási, hűtési és szállítási költségei.

A gép csak azt és akkor nyomtatja, amire és amikor a katonáknak pont szükségük van.