FREEDEE BLOG

Egy tudomány, egy technológia nagykorúságát semmi sem szemlélteti jobban, mint amikor a történetével, eredetével kezdenek el intenzíven foglalkozni tudós fők: honnan jött, mivé válik?

Ez történik a 3D nyomtatással is.

A YouTube-on közel húszperces videó számol be a történetről. A bemutatóanyag a The History of sorozat részeként készült, és az 1980-as években, a sztereolitográfiát kitaláló Chuck Hull munkásságával kezdődik, aztán kimerítő beszámolót kapunk a később felbukkant, diszruptív változásokhoz vezető más módszerekről, például a szelektív lézeres szinterezésről és az FDM-ről is.

A 2000-es évek és a jelen szerteágazó alkalmazásai szintén sorra kerülnek: gépjármű-ipar, egészségügy, fogyasztói termékek – szinte minden elkészíthető a technológiával.

A videó a mostani 3DP-táj, a jelen leírásával ér véget.

Minden Kedves Olvasónknak Boldog Húsvétot kívánunk!

Az additív gyártás légjárműipari alkalmazásai olyan előnyökkel járnak, mint a komplex geometria és az árcsökkenés, a komolyabb léptékű szakterületi térhódítást, a teljes áttörést viszont gyorsan megoldandó kihívások, például nyomtatóanyagok tulajdonságai, hitelesítési folyamatok hátráltatják.

A jobb minőségű anyagokkal, újabb folyamatokkal a 3DP mégis egyre elfogadottabb, több vállalat felmérte a repülőtervezés és gyártás AM (additive manufacturing) általi újrameghatározásában rejlő jelen és jövőbeli lehetőségeket.

A General Electric részlege, a GE Aerospace 650 millió dolláros tervezett befektetést jelentett be. A globális gyártást és az ellátási láncot kívánják erősíteni vele: az Airbus-, Boeing- és más gépeket hajtó LEAP motorok gyártókapacitását növelik jelentős mértékben.

A GE Aerospace spinoff-ja független céggé vált, amellyel a GE immáron három különálló entitás. A 650 millióból 450 huszonkét amerikai, 100 millió nemzetközi létesítményeket erősítésre megy, míg a maradék százat amerikai beszállítóknak szánják, hogy a munkahelyteremtést javítsák, valamint ügyeljenek a belföldi ellátási láncra.

2022-ben az AddUp ipari fémnyomtató-gyártó és a Dassault Aviation partnerséget kötött a 3D nyomtatás fejlődése érdekében, hogy a légjárműiparban is a prototípuskészítés mellett mindinkább gyártásra használják a technológiát. Az együttműködés – és a közös AEROPRINT projekt – repülő-alkatrészekre optimalizált többanyagos 3D fémnyomtató folyamat fejlesztését, minősítését és integrálását tűzte ki célként.

Legújabban a Los Angelesi 3DEO fémalapú AM-specialista jelentette be a légjármű-tervező és -gyártó japán IHI Aerospace-szel (IA) kötött stratégiai partnerséget, amellyel az additív gyártótechnológiák IA általi alkalmazásait, implementációját akarják felgyorsítani.

Az IA befektetése egyértelműen jelzi, hogy mekkora potenciált látnak a 3DEO technológiáiban és csapatában, összességében pedig a 3D nyomtatásban. Céljuk a 3D nyomtatás lehetőségeinek növelése a japán légjármű-gyártó szektorban.

A személyautókat, kereskedelmi járműveket és ipari technológiákat beszállító német ZF elkezdte használni a szintén német 3D Spark platformot, egy innovatív b2b (business-to-business) gyártási és beszerzési szoftvert.

A program használatával darabok, alkatrészek 3D nyomtatótechnológiával történő gyártását kívánják leegyszerűsíteni, demokratizálni.

A 3D Spark a kereséstől, lekérdezéstől az árajánlatig, összefüggő és integrált megközelítést garantál a teljes darab, alkatrész megrendelésének folyamatához. A felhasználó számára lehetővé válik, hogy azonnal áttekinthesse a CAD-tervezés alkalmasságát, gyárthatóságot, optimalizálási lehetőségeket, aprólékos bontásban a pontos költségvetést és az egész széndioxid-lábnyomát. Az összes iparilag releváns gyártótechnológiáról van szó, legyen szó polimer-, fém- és kerámiaanyagokról, marásról, esztergálásról, fémöntésről és fröccsöntésről, 3D nyomtatásról.

A platform használatából a ZF már eddig sokat profitált. Például felére csökkentették a darabok gyárthatósági elemzéséhez és az árajánlatokhoz szükséges időt, míg a pontosság és a megbízhatóság legalább huszonöt százalékkal nőtt.

Ez azért jelent rengeteget a ZF-nek, mert garancia, hogy az ügyfeleknek kiváló minőségű alkatrészeket és más darabokat, nyomatokat szállítanak.

E cuccok 3D Spark közreműködésével történő lekérése, keresése intuitív és hatékony, ráadásul az önkiszolgáló rendszert nemcsak additívgyártás-szakértők, hanem bárki használhatja, így a csúcstechnológia a ZF összes alkalmazottja számára elérhető – magyarázza a cég egyik vezetője.

Sokkal jobb ez a megoldás, mert így a felhasználó szakértőkkel való konzultálás nélkül is megérti a költségeket, gyárthatóságot – állítják, miközben a ZF és a 3D Spark együttműködése szép példa óriáscégek és startupok együttműködésére a digitális gyártásban.

A ZF vezetősége elmondta, hogy diszruptív innovációra, a 3D Sparkhoz hasonló startupokkal való közös munkára van szükség az ipari vezetőszerep megtartásához.

Az austini (Texas) ICON, az épületnyomtatás élharcosainak egyike több termékkel és technológiával állt elő március közepén. Rendeltetésük az automatizáció növelése.

Egy teljesen új robotikus printer többszintes építkezést biztosít, alacsony széntartalmú legfrissebb anyaguk, a nemcsak saját, hanem mások projektjeihez is hamarosan elérhető CarbonX valószínűleg sok tervben fog még szerepelni, komoly esettanulmány is készült már róla.

Digitális katalógusukban hatvannál több kivitelezésre kész terv szerepel. Öt épülettípus-gyűjteményből válogathatunk: texasi modern, tűzálló, vihartűrő, megfizethető, avantgarde.

Az MI Építész (AI Architect), a Vitruvius rendszer (amelynek bétaváltozata máris hozzáférhető) az otthoni tervezésben segít. A mesterségesintelligencia-alapú megoldást a tervezési és az építészeti tapasztalat, szaktudás teszi különlegessé.

Jason Ballard társalapító-vezérigazgató elmondta, hogy ezekért a pillanatokért dolgoztak az elmúlt hat évben (a céget 2018-ban alapították). Kiadáscsökkentés és minőségnövelés együtt és nem külön-külön volt mindig a céljuk, és sokakkal ellentétben, egyiket sem áldozták be soha a másikért.

A harminc méter magas Phoenix nevű printer robotikus karjának és darurendszerének nem akadály többszintes épület nyomtatása. A saját fejlesztésű technológia jóvoltából a gép a konfiguráció minimális megváltoztatásával egyetlen helyszínen nyomtat többszintes szerkezeteket.  A munkafolyamat állandó figyelemmel követéséhez néhány személy jelenléte bőségesen elegendő.

Az életciklus-értékelésekből egyértelműen kiderül, hogy a 3D nyomtatással készült otthonok beágyazott és működési hatásai alacsonyabbak, mint a hagyományos módszerekkel készülteké – hangsúlyozza a cég.

A szívósságáról és könnyű tömegéről ismert polipropilént változatos iparágakban, széles körben használják prototípuskészítésre. Az újrahasznosított anyag additív gyártófolyamatokba, különösen a szelektív lézeres szinterezésbe (SLS) integrálásával viszont viszonylag kevesen foglalkoznak.

A műanyagokra összpontosító barcelonai Andalltec kutatóközpontban pont ezt teszik. A központ, a Barcelonai Egyetem és az Innomaq 21 vállalat együttműködésében gazdaságos és fenntartható anyagokat készítenek újrahasznosítással, kifejezetten az SLS-technológia számára.

A RECYPPOWDER projekt a polipropilén újrahasznosított formái adta lehetőségeket vizsgálja.

Az SLS nagyon pontos és komplex printek készítéséről ismert, a porágyas fúziók (powder bed fusion, PBF) családjába tartozó, sokoldalú nyomtatófolyamat.

Egy tartályban közvetlenül az olvadáspontja alatt hevítenek port, majd egy henger vékony réteget terít a gyártóplatformra, a lézer pedig, a tárgy szerkezetét megszilárdítva, szinterezi a port. Ezt követően a platform lejjebb ereszkedik, és a folyamat rétegről rétegre, a befejezésig ismétlődik.

Befejezés után sűrített levegő megtisztítja a nyomatot, miközben, a veszteséget és a hulladékmennyiséget minimalizálva, a fel nem használt port üjbóli felhasználásra összegyűjtik.

Az SLS azonban nem minden nyersanyaggal teljesen kompatibilis, vannak korlátjai, sőt, esetleg egyáltalán nem az. Jelenleg a poliamid (nejlon) a „kedvenc”, amelyet gyakran olyan adalékanyagokkal, mint az alumínium vagy az üveg javítanak fel, hogy a nyomat, a végtermék minősége, tulajdonságai még jobbak legyenek.

Az újrahasznosított polipropilénből készült porok viszont érzékelhetően hiányoznak az SLS-alkalmazásokból. A barcelonai kutatók pont ezt a hiányt ismerték fel, és  kereskedelmi és újrahasznosított polipropilénből álló, a lézeres feldolgozáshoz méretben és tulajdonságokban egyaránt optimalizált kopolimereken kezdtek el dolgozni. Behatóan tanulmányozzák az újrahasznosított matériák inherens változatosságát, megvalósíthatósági tanulmányokat készítenek, felmérik, hogyan csökkenthető a széndioxid-lábnyom.

Mivel a technológiával a felhasználó igényeinek jobban megfelelő egyedi szerkezetek alakíthatók ki, egyre népszerűbb kerékpárok nyomtatása. Ma már nem csak sportolók használják előszeretettel ezeket a bringákat, hanem mások is.

Az olasz Alex Bellini például csúcsdöntő útra indul, mert eddig még senki nem kerekezett teljesen egyedire kialakított, újrahasznosított ipari műanyagból (polikarbonátból) készült vázú, printelt járgányon Alaszkában és még északabbra. A 21. századi felfedező húsz éve utazgat extrém feltételek között, útjaival környezeti problémákra kívánja felhívni a nagyközönség figyelmét.

Mostani „Szemek a jégen” projektje Olaszországból indul, speciálisan erre az útra kialakított hegyi kerékpárjával Alaszkát, Grönlandot, az Arktisz-óceánt igyekszik bejárni, végül pedig megpróbál eljutni az Északi sarkra. Másodmagával, Alessandro Piona társaságában vág neki a háromévesre tervezett nagy kalandnak. Ezúttal az olvadó gleccserekre és a klímaválság más káros hatásaira akarja felhíni a figyelmet.

Alaszkát idén, Grönlandot és az Arktisz-óceánt 2025-ben járják be. A misszióval proaktívan próbálja kivenni részét a poláris környezet megértésében, népszerűsítésében és megvédésében. Jövőnk szorosan kapcsolódik a jéghez – vallja, és ennek megfelelően cselekszik is.

A környezetvédelem mellett a nagy út során az Impact kerékpárt is le akarják tesztelni. Az átlagosnál terebélyesebb járművet Daniele Rinaldi és csapata tervezte, kivitelezte. A gumik a megszokottnál jóval méretesebbek, a váz is szélesebb, nagyobb. Mindkét kerékpár készítésénél figyelembe vették a biciklisek anatómiáját, speciális igényeit, szükségleteit.

A kerékpárok masszívak, de nem túl nehezek, „fenntartható” darabok. A prototípuson tíz napig dolgoztak, majd jöttek a tesztek és a módosítások. A teszteket az olasz Alpokban, majd a Milánói Műegyetem -40 fokos „sarkvidéki” környezetében végezték. A közeg az eredeti extrém feltételeket utánozza.

Carl Jung, a legendás svájci pszichoanalitikus és pszichiáter az emberi lélek legmélyebb rétegeit, titokzatosságát kutatta. Egyik legismertebb elmélete a kollektív tudatalattit, gondolatainkat és cselekvéseinket meghatározó tizenkét archetípust írja le. A következő karakterekről van szó: az uralkodó, az alkotó/művész, a bölcs, az ártatlan, a felfedező, a hős, a varázsló/bűvész, a bolond, az akárki, a szerető és a gondoskodó.

A tudós szemszögéből nézve nemcsak egyedi személyeknek látjuk magunkat, hanem régi történetek bennünk élnek tovább, elevenednek meg, minden egyes archetípus legmélyebb reményeinkre, félelmeinkre és vágyainkra nyíló ablak. Megértésükkel jobban átlátjuk az emberi létezés bonyolult hálózatát, ötletek, érzelmek és benyomások megosztott tárházát.

Jo Fairfax brit képzőművész szobrok formájában jelenítette meg, értelmezte a tizenkét archetípust. Kivitelezésükhöz 3D nyomtatást használt, az eredmény hagyományos kézművesség, részletes, festői kialakítás és kortárs additív gyártás különleges keveréke. A szobrok általában fehér, enyhén színezett figurákat ábrázolnak, viaszból és lakkból készültek.

Köztudott, hogy a 3D nyomtatás egyre fontosabb szerepet játszik az orvosi szektorban. Kórházakban például személyre szabott gyógyászati termékeket, köztük szemimplantátumokat állítanak már elő.

A német Számítógépes Grafikai Kutatások Fraunhofer Intézete mesterséges intelligencia (MI) által támogatott automatizált módszert dolgozott ki szemimplantátumok készítésére. Gyorsabb és könnyebb lesz természetesnek kinéző, kényelmesebb és személyre szabott műszemek készítése.

Szükség is lesz rájuk, mert a kereslet folyamatosan nő. Egy friss felmérés alapján világszerte nyolcmilliónál többen viselnek legalább egy szemimplantátumot. Ezeket a beültetéseket a kopás és az elhasználódás miatt öt-tízévente kell cserélni. Az ismételhetőség és a pontosság viszont komoly kihívás a manuális gyártófolyamatok számára.

Beszámolók szerint a nyomtatott szemek gyártása nyolcvan százalékkal rövidebb ideig tart, mintha hagyományos eljárásokkal készülnének. A 3DP-MI kombó pedig ötödére csökkenti a szemészek munkáját; a darabok utánozhatók, ismételhetők, plusz élethűek és a páciensre méretezhetők.

A kutatók bevezető próba során tíz klinikai páciensen mutatták be új módszerük hatékonyságát. Mindegyik új szemprotézist kapott. A próbát követően kétszáznál több személynek implantáltak ugyanilyen műszemet a londoni Moorfields Szemkórházban.

A Fraunhofer-csapat jelenleg a módszert finomítja, pontosítja. A költségek drasztikus csökkentését tervezik, hogy még több ember hozzáférhessen teljesen élethű mesterséges szemhez.

Nincsenek egyedül és nem is ők az elsők. 2021-ben egy londoni férfi már kapott műszemet ugyanabban a kórházban. A beültetés élethűbb, mint a hagyományos eljárással készülő akril-alternatívák.

De nemcsak emberek kapnak szemimplantot: 2021-ben egy dél-koreai egyetemen eredeti szemét betegség miatt elveszítő kutyának printeltek egyet, és azóta több kutyának terveztek és nyomtattak egyedire kialakított műszemet.

A 3D szkennelés fejlődésével bővülnek az alkalmazási lehetőségek. Az élethűség és a realizmus szabványait átíró technológiát a filmiparban is használják, például az Industrial Light and Magic így alkotta digitálisan újra a két évtizede halott Peter Cushing által játszott Tarkin kormányzót a Rogue One-ban.

A 3D szkennelés és nyomtatás megváltoztatja a sminkelést. A technológia legismertebb hollywoodi képviselője Kazu Hiro az Artec Leo vezeték nélküli kézi 3D szkennerrel és Space Spiderrel dolgozik. 3D szkenneléssel kivételes részletességgel jeleníthetők meg arcok, és a lifecasting, egy különleges öntési folyamat során, ellentétben a hagyományos gyakorlattal, a színészek sem érzik kényelmetlenül magukat.

Hagyományosan aprólékos háromdimenziós formákat hoznak létre szilikonalapú anyagokból. A módszer ugyan hatékony, a színésznek viszont hosszú ideig kell ücsörögnie, és a fröccsöntő anyagok is okozhatnak kényelmetlenséget.

Hiro a folyamatot leegyszerűsítendő integrálta munkájába az Artec 3D szkennereket. A klasszikus módszerrel ellentétben, ezek a szerkezetek nem érintkeznek közvetlenül az emberi testtel: naprakész technikákkal az arc apró és a test apró részleteit is képesek rögzíteni. Korábban soha nem látott pontosság az eredmény.

Az Artec szkennerekkel jelentősen csökken a szkennelési idő, minden egyes ülés egy-két percig tart. A felgyorsított folyamattal nő a színészek kényelemérzete, a végső változatban pedig egyetlen részletet sem hagynak figyelmen kívül.

A szkennelés után Hiro az Artec Studio szoftverével finomhangolja a rögzített adatokat, optimalizálja a részleteket, pontosságot. A szkeneket az Artec Studioból a ZBrushba exportálva az élő öntvény (lifecast) 3D nyomtatása előtt finomít a modell arcán, fején, más testrészein, majd a nyomaton agyaggal végez szobrászmunkát. A részleteket tökéletesíti az anyaggal.

Az Artec termékeit a FreeDee Printing Solutions forgalmazza Magyarországon.

A texasi El Paso Fort Bliss katonai bázisa a jövőt előrevetítő különleges létesítmény. Kivitelezéséhez innovatív 3D nyomtatás-megoldásokat (technológiát, anyagokat) használtak.

A printelt barakkok a honvédelmi célú 3D nyomtatás jövőjének alapjai. Komoly előrelépést jelentenek, mivel egyrészt javítják a lakók életfeltételeit, jobb körülmények között tölthetik napjaikat, másrészt, jelzik a hadsereg fenntartható építőipari megoldások iránti elkötelezettségét.

Egy-egy barakk maximum hetvenkét katonának ad otthont, és komoly átalakulást, higiénikusabb életvitelt jelentenek a klasszikus változatokhoz képest. E szempontokat figyelembe véve, a tervezők penészálló anyagokban gondolkoztak, a kivitelezés is azokkal történt, és a kialakításnál az energiahatékonyságra gondoltak. Mindezt a katonák jólétének és kényelmének növelése miatt tették.

A Védelmi Minisztérium 2022-ben bólintott rá a projektre, és a tervek szerint nyáron fejezik be. Fort Bliss paradigmaváltásnak tűnik, és az építészeti hatékonyság, tartósság, költségtakarékosság szabványává válhat. Hosszútávú kihívásokra adhat választ.

Az épületnyomtatásban vezető vállalkozásnak számító, austini (Texas) ICON volt a kivitelező. A barakkok a cég nagyon erős Lavacrete betonjából készültek: a matéria ritkaságszámba menően tartós, ellenáll az időjárás szeszélyeinek és energiahatékony.

A klasszikus építőipari módszerekkel összehasonlítva, a 3D nyomtatás gyorsabb és olcsóbb. Ezek az előnyök miatt jelentheti a katonai és a polgári építkezés jövőjét. Alacsonyabbak a munkaköltségek, rövidebb a tervezési idő, hamarabb valósulnak meg a tervek.

A penészálló anyagok kutatásához tavaly többezer katona vett részt építészeti tréningeken, kétezernél több penészes épületet vizsgáltak. A kivizsgálások után kiemelték, mennyire fontos a higiéniai feltételek növelése.

A katonai innovációt jelképező barakkok a nyugati félteke legnagyobb printelt szerkezetei.