FREEDEE BLOG

A Harvard Wyss Intézetének és az MIT Számítástudományi és Mesterséges Intelligencia Laboratóriumának kutatói nyomtatott origami-szerkezeteket használó markolórobotot fejlesztettek. A gép különlegessége, hogy tömegénél százszor nehezebb objektumokat képes felemelni.

A kart eleve úgy tervezték, hogy leveskanáltól a kalapácsig, drónoktól brokkoliig változatos tárgyakat, esetleg növényeket mozgasson meg. A kúpalakú, üreges és vákuummal működtetett szerkezet fejlesztőit az origami ihlette meg.

Három részből, 16 darabos nyomtatott szilikon-gumi vázból, az eszközt magába foglaló légmentes bőrből és a konnektorból áll.

Tárgyak körül szétterül, a formáját bármihez teljesítmény-veszteség nélkül adaptáló puha markoló pedig rázárul az adott objektumra.

„Az egyszerűség a kar fejlesztésének egyik legfőbb jellegzetessége. Az anyagok és a gyártási módszerek teszik lehetővé a tárgyak és a környezet függvényében egyedire alakítható új markolók gyors prototípuskészítését” – magyarázza Robert Wood (Harvard), az egyik fejlesztő.

Az átlagrobotra szerelt markolót különböző tárgyakon tesztelték. Átmérőjénél 70 százalékkal nagyobbakat, tömegénél 10-szor súlyosabbakat is felemelt, és nem okozott kárt bennük. Maximum két kilóig poharakkal is elboldogul.

Jelenlegi állapotában hengeralakú tárgyakkal, például üvegekkel és konzervdobozokkal a leghatékonyabb. Szabálytalan formájú, érzékeny darabokat ügyesebben megmozgat, mint a puha ujjakon alapuló tapadókorongos markolók, de még bőven akad rajta finomítanivaló.

Például lapos tárgyakkal (könyvekkel stb.) problémái akadnak, de fejlesztői dolgoznak már a megoldáson. Gépi látórendszerrel is ki akarják egészíteni, hogy „lássa”, mit csinál, és munka közben eldöntse, hol a legjobb megfogni egy-egy tárgyat. Azt is tervezik, hogy a céltárgyat különböző szögekből közelíthesse meg, és a legelőnyösebb lehetőség mellett döntsön.

Ez azt jelenti, hogy a 3D nyomtatás, vákuum és puha robotika előnyeit kihasználó gépet mesterséges intelligenciával vértezik fel. Michael Wehner, a Santa Cruzi Kaliforniai Egyetem kutatója szerint egy ilyen kar pár éven belül lehet annyira ügyes, hogy megfogjon, majd a kórházi ágyon fekvő betegnek adjon egy rózsát.

A precíziós additív gyártótechnológiákat (AM) fejlesztő, 2016-ban alapított tel-avivi Nanofabrica bejelentette mikroszintű, azaz mikron- és mikron alatti felbontást garantáló 3D nyomtatómegoldásának, ipari 3D printereinek (Workshop System, Industrial System) kereskedelmi forgalmazását.

Tevékenységük az optika, a félvezető ipar, a mikroelektronika, a mikromechanikus rendszerek, mikrofolyadék-technológiák és élettudományok metszéspontjában helyezhető el.

A cég mindkét rendszerbe integrálta digitális fényfeldolgozáson (DLP) és adaptív fénytanon (AO) alapuló szabadalmaztatott eljárásait, amelyekkel csökkentik, kiküszöbölik optikai műszerek, például teleszkópok alkotta képek torzulásait.

Az adaptív fénytant most alkalmazták először 3D nyomtatásra. A DLP-vel összekombinált technikát a sok szenzor és a félvezető technológiából átvett megoldások még hatékonyabbá teszik.

Az új AM-platform egy centiméteres részek egy mikronos felbontását garantálja. Az 50x50x100 milliméteres munkaterületen egyetlen folyamatban többezer tárgy előállítható.  

A megoldások az orvosi, az autó-, a légjármű-iparban, az optikai és a félvezető szektorban hasznosulhatnak.

„Meghatározó additív gyártóplatformok fejlesztőinek eddig komoly problémát jelentett az 50 mikron alatti felbontás, és a ma létező néhány mikrogyártó AM technológia vagy kirívóan drága, vagy kirívóan lassú, vagy a méreteket illetően nagyon limitált” – magyarázza Jon Donner vezérigazgató.

Technológiájuk akár százszor is gyorsabb lehet, mint a többi hasonló mérettartományban működő rendszer. A kivitelezéshez több-felbontásos stratégiát alkalmaznak. A kidolgozott részleteket igénylő részek viszonylag lassabban, mások viszont tízszer-százszor gyorsabban készülnek el.

A technológiától többek között jobb minőségű mikrorugók, mikroaktuátorok és mikroszenzorok, valamint számos orvosi, például beültethető vagy sebészi eszköz várható.

A mérőeszközöket és látórendszereket fejlesztő japán Keyence bemutatta legújabb színes 3D szkennerét. A 360 fokban forgatható CMM ±10 μm pontossággal dolgozik, nagyfelbontású adatok generálásával minden szögből többmillió formaprofil hozható létre vele.

A népszerű Protolabs saját anyagot fejlesztett SLA-alapú 3D nyomtatáshoz. A MikroVékony Zöld műgyantát nagy felbontású apró részek printeléséhez találták ki. Vibráló színével jól kidolgozhatók a részletek, mechanikus tulajdonságai pedig hasonlóak az ABS-hez.

Az ausztrál Swinburne Műszaki Egyetem, az ipari automatizálással foglalkozó Tradiebot Industries és az autóipari utómunkálatokra specializálódott AMA Csoport 3D nyomtatással készített tartalék-fogantyút autók első lámpájához. A munkában robotkar is részt vett. A fogantyút közvetlenül a lámpa burkolatába printelték.

A Müncheni Műszaki Egyetem és a David Wolferstetter Építésziroda bejáratként funkcionáló homlokzatot nyomtata helyi Német Múzeumnak. A homlokzat összes eleme 60 centi széles és 1 méter magas. Az elemek különféle funkciókat integrálnak magukban: szellőzést, szigetelést, árnyékolást. Meglepő módon mind „időjárás-biztos.”  

A Rochester Technológiai Intézet kutatói kikísérletezték, hogy polimerek és bioanyagok kombinációjával hogyan lehetséges előállítani új és egészséges testszövetek növekedését segítő nyomtatott szerkezeteket. Munkájukkal egy lépéssel közelebb kerültünk „intelligens” csont-, bőr- és porcszövetek printeléséhez.

A brit Renishaw 3D fémnyomtatással állított elő a Parkinson-kórt kezelő gyógyszeradagoló rendszert. A klinikai teszten sikeresen vizsgázott rendszer fontos állomás lehet a betegség kezelésében.  

Spanyol-izraeli kutatócsoport minimális vízmennyiséget detektáló, műanyag-kompozitból álló szenzort nyomtatott. A nem-toxikus nyomtatóanyag nedves feltételek között bíborról kékre vált.

A csehországi Ostrava Műszaki Egyetemen kinyomtatták az első bionikus scootert. A közlekedési eszköz rozsdamentes acél vázát – a bionikus részt – közösen készítették a Renishaw gyártóval.

Chan Lee ipari tervező hegyi kerékpározásra és „közönséges” biciklizésre printelt műkart. A ZENOS könnyen kezelhető és hatékony eszköz, komolyan hozzájárulhat, hogy karjukat elveszített személyek több fizikai aktivitást végezzenek.

A Brit Kolumbia Egyetem (UBC) kutatói különféle gázokat észlelő „mesterséges orrt” nyomtattak. Az emberi orr utánzása nehéz feladat, a UBC mikrofluid gázdetektora ebbe az irányba mutató fejlesztés.

3D nyomtatással foglalkozó cégek részvényei 2013-ban voltak a csúcson, amikor a nagyközönség először megismerte a technológiát. Aztán a hardvergyártók visszaestek, a szoftveresek, például a Dassault és az Autodesk viszont változatlanul szárnyaltak.

A Gartner szerint most jött el az organikus növekedés következő fázisa, a szolgáltatások és az azokat nyújtó cégek, köztük a Protolabs és a Materialise aranykora.

Utóbbi remekül zárta a 2018-as évet. Összbevétele a 2017-es 142 millió euróról 184-re, 29,6 százalékkal nőtt. Az EBITDA egy pénzügyi mutatószám (kamatok, adózás és értékcsökkenési leírás előtti eredmény), amely a 2017-es 14,6 millió euróhoz képest 23,5, azaz 61 százalékkal több. A tiszta bevétel 3 millió euró volt.

„Jó évünk volt. Licencelésből és karbantartásból 3,8 millió helyett 22 millió jött be, a pénzforgalomhoz kapcsolódó tevékenységekből 28 millió 9,9 helyett. 2018 végén szemben a 2017-es 43 millióval, 115 millió eurónk volt. Erős pénzügyi helyzetünk a kevésbé kedvező mikrogazdasági feltételek ellenére is új növekedési lehetőségekkel kecsegtet” – magyarázza Peter Leys ügyvezető elnök.

Érdekes módon a céget mindig meghatározó szoftveroldal bevételei csak 4,5 százalékkal, az orvosi szolgáltatásoké viszont 22-vel, a gyártásiaké pedig 49 százalékkal növekedtek.

A SmarTech Publishing elemzőcég szerint az additív gyártószolgáltatások (különösen fémnyomtatásban tetten érhető) erősödése, a pozitív trend öt ok miatt lehetséges, amelyek közül a legfontosabb, hogy a fémnyomtatás nagyon népszerű, sok cég viszont nem szívesen oldja meg házon belül, és inkább szolgáltató-irodákhoz fordul.

„Az additív gyártás piacának növekedésével, új alkalmazások piacra kerülésével, megerősödött piaci pozícióinkból a következő években is profitálni akarunk. 2019-ben különösen az elmúlt években kötött partnerségek és stratégiai kezdeményezések erősítésére fogunk odafigyelni. A szoftverszegmensben meg akarjuk őrizni vezető helyünket. Az orvosi szegmensben, különösen most beinduló területeken az innováció következő szintjét kívánjuk elérni. A gyártószegmensben még hatékonyabban fókuszálunk komplex és egyedi részekre. 196 és 204 millió euró közötti összbevételre, az EBITDA terén pedig 29 és 33 millió közötti összegre számítunk” – prognosztizál Leys.

Unalomig ismételt tény, de attól még tény: az építészet a 3D nyomtatás egyik leginnovatívabb alkalmazási területe, és nemcsak innovatív, hanem értelemszerűen rendkívül látványos is.

Szaúd-Arábiától Dél-Amerikáig egyre több helyen élnek a technológia adta, ma már nemcsak kuriózumnak számító architekturális lehetőségekkel. A legújabb ezirányú projektet Washington államban jegyzik.

A kaliforniai digitális gyártószolgáltatásokat nyújtó 3Diligent 140 egyedi külsőfal csomópontot printelt a Seattle-ben jelenleg épülőfélben lévő Rainier téri toronyhoz.

A 600 millió dolláros projekt a tervek szerint 2020-ban fejeződik be, és a 260 méteres, 58 emeletes torony a nagyváros 1985 óta felhúzott legmagasabb épülete lesz.

A 3Diligentet a védőburkolatokkal foglalkozó Walters & Wolf bízta meg a változó méretű egyedi csomópontok kidolgozásával. A legnagyobb darab űrtartalma kicsit több mint 0,35 köbméter.

A torony különleges, lejtőszerű épület lesz, szélesebb alsó, és egyre vékonyodó felsőbb részekkel. Egyedi formája miatt az emeletek burkolatrendszere szintenként más szöget zár be, és a tökéletes illeszkedéshez bonyolult mértani formák szükségesek. Ezért kell mindegyiket speciálisan kialakítani.

A komplex geometriai alakzatok prototípusai 3D nyomtatással és öntéssel készültek, majd a teljesítménytesztet utánzó folyamat megkezdése előtt függönyfal-egységekké rendezték őket. A független tesztekre egy fresnoi (Kalifornia) laborban került sor. Törékenységüket, szilikonhoz tapadásukat, víz- és légmentességüket vizsgálták.

A Walters & Wolf a két opció közül végül méretpontosságuk és szerkezeti megbízhatóságuk miatt a nyomtatott, s nem az öntött prototípusokat választotta. Örültek a 3Diligent munkájának.

Minden stimmelt: a darabok az elvárásoknak megfelelően néznek ki és teljesítenek, gyártásuk pedig az előzetes menetrend szerint, késések nélkül alakult.

Az 1982-ben alapított Autodesk 2 és 3D szoftverekben világvezető, programjait többek között az építő-, a gyártó- és a szórakoztatóiparban, valamint a médiában stb. használják.

Legismertebb terméke a Maya 3D modellező és szimulációs szoftver, illetve a Fusion 360 és a 2019-es frissítéssel több új funkcióval bővült Netfabb. A cég 2018-ban többmillió dolláros high-tech additív gyártóközpontot létesített az Egyesült Királyságban. Szintén tavaly adaptálta az .stl utódának számító 3MF fájlformátumot.

Mindezek mellett partnerségre lépett felszerelésgyártókkal és kutatóintézetekkel, például a Farsoon Technologies-szal és a NASA 1938-ban Kármán Tódor által alapított Sugárhajtási Laboratóriumával, amely ezentúl az Autodesk generatív tervezőeszközeit is használja.  

Az utóbbi hónapok legnagyobb eladási mutatóit a szárnyaló Fusion 2019, az iparág leggyorsabban növekvő platformja generálja. Ezzel kapcsolatos újdonság, hogy Chicagóban generatív tervezőlabort nyitnak.

Az Autodesk szoftver portfoliója természetesen nemcsak additív gyártásból áll, és más területeken szintén kiválóan teljesített.

A cég most tette nyilvánossá tavalyi és idei bevételeit. A január 31-ével zárult periódusban a megelőző évi 2,1-gyel szemben 2,57 milliárd dollárt könyveltek el. Negyedéves bontásban, az utolsóban a tavalyi 553,8 millióhoz képest nagyon komoly előrelépést jelentő 737,3 millió jött össze.

Az Autodesk három kategóriába sorolta a bevételeket: előfizetés, karbantartás, egyebek. Az előfizetés szoftvertermékek desktop és SaaS platformokon történő használatára, a karbantartás ügyfeleknek nyújtott szervizelésekre és frissítésekre, az egyebek tanácsadásra, oktatásra és más szolgáltatásokra vonatkoznak.

Az első 1,8 milliárdos bevétele 101 százalékos növekedés az előző évi 894.3 millióhoz képest. A karbantartási mutatók viszont (stratégia részeként) romlottak: a 635,1 millió a 989,6-hoz képest 35,82 százalékos csökkenés. Az egyéb kategóriában szintén csökkenő tendencia érvényesült: 132,40 kontra 219,8 millió. A tendencia azonban megfordulni látszik, mert a negyedik negyedév 49,9 milliója 23,8 százalékos növekedés az előző év ugyanezen periódusának 40,3-jához képest.

A tiszta veszteség 80,8, míg egy éve 566,9 millió volt.

A kisebb karbantartási bevétel tudatos terv, az üzleti modell átalakításának része.

Egyre izgalmasabbá és sokoldalúbbá válik a néhány éve inkább csak egy szűk tudományos elit által ismert és a gyakorlatban főként kísérleti célokra használt 3D bionyomtatás.

A Harvard Egyetem Lewis Laboratóriumának kutatói komoly előrelépést tettek nyomtatott vesemodellekkel. Munkájuk egy az anyagok printelt vesemodellek kanyarulatos csatornájában történő elnyelésével foglalkozó 2016-os tanulmányon alapul.

„Vesemodellünk izgalmas előrelépés, szinte teljesen utánozza a kanyarulatos csatorna természetes veseszövetben található részeit. Túl az azonnali gyógyszerkutatási és betegségmodellező alkalmazásokon, ki szeretnénk vizsgálni, hogy ezekkel az élő eszközökkel hatékonyabbá tehető-e a vese-dialízis” – nyilatkozta a labort vezető Jennifer Lewis. („A dialízis veseelégtelenség esetén a vér salakanyagoktól való megtisztítására szolgáló eljárás.” Wikipédia)

A kanyarulatos csatornák a vese pH szüredék szabályozásáért felelős mikroszkopikus szegmensei. Sejtfalaik újra elnyelnek és visszairányítanak értékes tápanyagokat, valamint a kiválasztás során keletkezett veszteségeket is újrahasznosítják.

A pici szerkezetek nyomtatásával a Harvard tudósai a veseszövet viselkedését próbálják újraalkotni, és igyekeznek a testen kívül vizsgálni. Kutatásuk átültetésekhez használt biológiailag megtervezett szervekhez és kísérleti állatok nélküli vagy kevesebb állattal végzendő gyógyszerfejlesztésekhez vezethet.

„Megdöbbent, hogy a modell fiziológiailag mennyire releváns. Betegspecifikus vagy fertőzött sejtek beépítésével pedig még hatékonyabb. A kísérletek célja gyógyszerekre adott reakciók előrejelzése” – vélekedik Annie Moisan, az ipari partner Bázeli Roche Innovációs Központ tudományos főmunkatársa.

A laborban korábban is printeltek hasonló csatornát; ráadásul mindkét nyomat tartalmaz élő sejteket. A kutatók cukorbetegséghez kapcsolódó jelenségeket is szimuláltak modelljeikkel.

Az amerikai hadsereg harci képességeket fejlesztő kutatólaboratóriumában speciális acélötvözetet dolgoztak át porágyas fúzióval (powder bed fusion) történő 3D nyomtatáshoz. A különleges paraméterekkel rendelkező új anyaggal kb. 50 százalékkal erősebb nyomatok készíthetők, mint a kereskedelmi forgalomban beszerezhetőkkel.

Katonai környezetben az additív gyártás radikálisan megváltoztathatja a logisztikát. A lényeg, hogy meghibásodott darabokat helyettesítő alkatrészek és más dolgok a helyszínen előállíthatók. A technológiát ugyan használják már, alkalmazásai azonban korlátozottak. A hadászati elvárásoknak megfelelő ultraerős fémalkatrészek gyártásával minden átalakulhat.

Nem kell többé teherautókon és más közlekedési eszközökön szállítani pótalkatrészeket, elég ha van egy 3D fémnyomtató, és a nyersanyagok rendelkezésre állnak, s máris bármi előállítható.

Az AF96 acélötvözetet eredetileg a légierő fejlesztette bunkerek bombázására. A kutatók porformában is kidolgozták a kivételesen erős és kemény anyagot, majd sikeresen printeltek belőle hagyományos gyártóeljárásokkal kivitelezhetetlen bonyolult formákat.

A laborban kifejezetten elégedettek az anyaggal, széleskörű alkalmazási potenciált látnak benne, többek között tankokhoz, harckocsikhoz használhatják. Ezeknek a járműveknek nagy része acél, azaz a meghibásodott részek bármikor helyettesíthetők az új ötvözettel, és még a minőség miatt sem kell aggódni, mert az AF96-tal minden jobb lesz.

Következő lépés az anyag katonai alkalmazásokra történő hitelesítése lesz.

Az amerikai hadsereg elsőszámú harci tankjához, az M1 Abrams gázturbinás hajtóművéhez már nyomtattak is a szellőzést segítő, remekül működő részeket, amivel a jármű további órákig, esetleg napokig hibátlanul működik. Hivatalosan persze csak hitelesítés után használhatják az anyagot.

Két hasznosítási forgatókönyvet képzelnek el. Az első csatatéri alkalmazások, alkatrészek kívánság szerinti helyettesítése, a második jövőbeli rendszerek.

A laborban jelenleg az ipari és az egyetemi partnerekkel közösen terveznek új ötvözeteket.

Az észak-karolinai Winston-Salem Regeneratív Orvostudomány Wake Forest Intézetében fejlesztett WFIRM 3D mobil bőrnyomtató rendszerrel közvetlenül printelhető sebekre bőr. A kezeléshez a beteg saját sejtjeiből nyomtatnak sebesüléseket és égési sérüléseket gyógyító új bőrt.

A rendszer mobilitása óriási előny, mert kerekeken a kórházi ágyhoz, közvetlenül a beteg mellé tolható.

„A technológia különlegessége, hogy mobilitása miatt a helyszínen kezelhetők vele súlyos sebesülések. Szkenneléssel és méréssel a sejtek közvetlenül oda helyezhetők, ahol bőrt kell képezniük” – magyarázza a kutatást vezető Sean Murphy.

A gyógyulásban meghatározó szerepet játszó legfontosabb bőrsejtek könnyen izolálhatók a beteg sértetlen szövetéből.

A kutatók modellekre printeltek bőrt, és az új technológiáról mindenki csak jót mondott. Első lépésben a sejtekből elkészítik a „tintát”, majd hidrogél anyagot tesznek a printerbe. Ezt követően integrált képalkotó technológiával leszkennelik a sebesülést, az adatokat a szoftverbe táplálják, amely utasítja a nyomtatófejet, hogy rétegről rétegre haladva, pontosan hova printeljen a sebben.

A kutatók megállapították, hogy a rendszer utánozza és felgyorsítja a normális bőrszerkezet kialakulását és működését.

Embereken végzett klinikai teszt lesz a következő lépés.

Sebesülések és égési sebek kezelésére a jelenleg használt bőrátültetés a korlátozott mennyiségű összegyűjthető egészséges bőr, vagy a donor bőrének szervezet általi kilökése miatt kockázatos, ráadásul a vágások miatt fájdalmas is.

Az új technológiával lehetséges, hogy egyikre sem lesz többé szükség. A mobil bioprinterrel a gyógykezelés nemcsak kevésbé kockázatos, hanem a költségek is alacsonyabbak. Mivel a beteg saját sejtjeit használják, a szervezet befogadja, és garantáltan nem löki ki magából azokat.

„Saját sejtekkel sokkal gyorsabb a gyógyulás” – összegez a kutatást ismertető tanulmány társszerzője, James Yoo.

Zürich kanton legnagyobb városában, a világvárostól 10 kilométerre fekvő Dübendorfban megnyílt a Zürichi Svájci Szövetségi Technológiai Intézet és 30 ipari partnere által épített DFAB HOUSE. Különlegessége, hogy a világ első nemcsak digitálisan tervezett, hanem 3D nyomtatással és robotokkal kivitelezett lakott épületéről van szó.

A háromszintes, 200 négyzetméteres ház a NEST épület legfelső három szintjét foglalja el. Nappaliját különlegesen kidolgozott betonmennyezet és görbe betonfal határozza meg. Előbbit részben 3D nyomtatással dolgozták ki, utóbbi egy építőrobot munkája.

Az automatizáció nem állt meg itt – az intelligens otthon részeként, például a teafőző vakok utasítására magától kezdi el forralni a vizet. Speciális parancsszót adnak meg neki, és máris munkához lát. Az épület „értelemszerűen” moduláris; további előnye még, hogy a kutatók valósidőben és valódi körülmények között tesztelhetnek rajta új építési és energiatechnológiákat.

A NEST központi épületmagjára több modul (egység) telepíthető. A technológia nemcsak hatékonyabbá, hanem fenntarthatóbbá is teszi, plusz új lehetőségekkel is bővíti a tervezést és az építkezést. Ilyen kihasznált lehetőség, hogy például a két építőrobot segítségével készült, bonyolult geometriájú két felső lakott szint kerete fából van.

Az első lakók, két vendégkutató kb. két hónap múlva költöznek a több cégből álló digitalSTORM konzorcium által okosotthon-megoldásokkal (többszintes betörés elleni védelem, automatizált fény-árnyék lehetőségek, hálózatba kapcsolt legújabb generációs háztartási eszközök stb.) felturbózott házba.

Az energiafelhasználást a tető fotovoltaikus moduljaival oldották meg. A modulok másfélszer annyi energiával látják el a házat, mint amennyit elfogyaszt. Természetesen a maradék sem vész kárba, mert például a felesleges meleg vizet újrahasznosítják, ráadásul előzetesen a baktériumoktól is megtisztították.

„A DFAB HOUSE és a hasonló építészeti projektek megvalósításával hagyományos módszerek és új elképzelések találkoznak a digitális világban. A digitális tervezőasztaltól a tényleges épületig vezető út tudósoknak, ipari szakértőknek egyaránt komoly kihívást jelentett. A konstruktív párbeszéddel tényleg vizionárius valami ültethető a gyakorlatba. Remélhetőleg hamarosan az egész építőiparban láthatjuk, hogy használni fogják” – nyilatkozta Gian-Luca Bona, az energia-megoldásokat kidolgozó egyik cég, az EMPA vezérigazgatója.