FREEDEE BLOG

Játékipar és 3D nyomtatás egyre szorosabb szálakkal kapcsolódnak egymáshoz.

2016-ban a játékokat, ruhákat, videojátékokat stb. árusító, azóta csődbe ment brit Toys „R” Us együttműködött a tajvani XYZprinting 3D nyomtatógyártóval, és kitalálták, hogy a desktop printereket elérhetőbbé teszik gyerekek számára.

A Disney Research animált karaktereihez szintén használja a technológiát.

Joshua Pearce, a Michigan Egyetem 3DP evangélistája szerint minden gyerek jobban örül egy kaptafára szabott játékok helyett internetről letöltött, majd módosított tervek alapján kinyomtatott, egyedivé tett dolgoknak. Ebben látja a jövőt.

Pearce gondolatai egy, számára nagyon kedves trendhez kapcsolódnak. Additív technológiákkal a fogyasztók makerré válhatnak, és maguk készíthetik el tárgyaikat, alkalmasint játékokat.

Ez a tendencia megváltoztatja az iparágat: a fogyasztók megtervezhetik a termékeket, a gyártók pedig kivitelezik azokat.

Kapcsolódva a trendhez, illetve arra reagálva a Smoby francia játékgyártó, az IPC Ipartechnikai Műanyag és Kompozit Központtal, valamint a belga szoftverfejlesztő Materialise-zal közösen dolgozik a 3D fémnyomtatás játékgyártásba integrálásán.

Együttműködésük eredményeként a Pixar animációs filmek Villám McQueen autói miniatűr változatának gyártását optimalizáló fémöntőformát nyomtattak. A 3D nyomtatás előnyét a gyártási ciklus lerövidülésében és a jobb minőségben látják.

Az öntőformát az IPC azért nyomtatta, mert a hagyományos kisszériás öntőformák gyártása idő- és pénzigényes. A forma geometriájához a michigani Altair szoftverét, a további munkához, például a rácsszerkezet optimalizálásához pedig a Materialise 3-Maticjét használták, figyelembe véve a 3D fémnyomtatás összes specifikumát.

Végeredményben gazdaságosabb gyártást biztosító nagyobb formákat hoztak létre.

A játék gyártási ciklusát felére, míg a rácsszerkezet jótékony hatásaként a felhasznált anyagmennyiséget a felső résznél 12, az alsónál 24 százalékkal csökkentették.

Az optimalizált tervezéssel nőtt a szkennelés sebessége, a könnyebb formával komplexebb geometriájú és nagyobb darabok készíthetők.

A minden évben január elején megrendezésre kerülő Las Vegasi Fogyasztói Elektronikai Bemutatón, ismertebb nevén a CES-en ízelítőt kaphatunk a jelen közeljövő-technológiáiból, és mint mostanában mindig, a 3D nyomtatás az idein is kitüntetett szerephez jut.

A vezető amerikai bőrápoló vállalat, a Neutrogena például különleges, alakjában és összetevőiben egyaránt személyre szabott terméket, egy lapszerű arcmaszkot (MaskiD) mutat be. A maszk arc különféle részeihez kitalált speciális alkotóelemeket használva, tökéletesen alkalmazkodik viselője arcformájához, arcszerkezetéhez.

A Neutrogena Skin 360 személyes bőrelemző eszközét megkedvelő nők nagyon örültek, hogy jobban megismerhetik a bőrüket, és meg is fogalmazták a személyre szabott bőrápolási megoldások iránti igényüket – mondta el Sebastien Guillon, a Johnson & Johnson Consumer Inc. egyik vezetője.

A lapmaszkok speciális megoldásaik miatt különlegesen hatékonyak.

A folyamat első lépéseként szelfit kell készíteni a MaskiD appal. Az okostelefon 3D kamerája pontosan feltérképezi az arcot, kiszámolja a szemek, a szemek és az ajkak stb. közötti távolságot, és közben más egyedi fizikai jegyeket is felmér.

A MaskiD és a Skin 360 a Neutrogena két terméke, amely mesterséges intelligenciával segíti a bőrápolást.

Következő lépésben a Skin 360 egy dermatológus virtuális megfelelőjét hozza létre a személyes adatok alapján. Elemzéseket végez, és megállapítja, mire van szüksége a bőrnek, hol, milyen összetevők a leghatékonyabbak.

Végül a Neutrogena saját 3D nyomtató-eljárásával az összetevőket (C-vitamin, megtisztított hialuronsav stb.) az adott személyre kidolgozott hidrogél maszkra, a maszk pontos helyére printelik.

Ha az illető elégedett a MaskiD app által generált eszközzel, megrendelheti a saját magára méretezett nyomtatott darabot.

A MaskiD fontos lépés a legfrissebb technológiákat, például a digitális képalkotást és a 3D nyomtatást innovatív módon alkalmazó újfajta terméktervezés felé, amellyel a fogyasztónak módjában áll, hogy korábban elképzelhetetlen precizitással kezelje a bőrét – állítja Michael Southall, a Johnson & Johnson kutatásfejlesztés-vezetője.

A Neutrogena egyelőre nem közölte az Egyesült Államokban a tervek szerint 2019 harmadik negyedévében kereskedelmi forgalomba kerülő maszk árát.

A 3D Printing Media Network szakmai portál szerint 2018 a 3DP masszív éve volt. Több nyomat és új termék mellett egyértelművé vált, hogy a technológia öles léptekkel halad az iparosodás útján. A szaporodó partnerségek jelzik, hogy a cégek megértették: a verseny mellett az együttműködés is a fejlődés záloga.

A portál tíz eseményt/jelenséget emelt ki.

A svájci Oerlikon technológiai csoport októberi konferenciáján ezernél több nemzetközi szakértő vett részt. A csoport egyértelművé tette, hogy változatos partner-együttműködésekkel (GE, Siemens, legnagyobb 3DP hardvergyártók) vezető szerepre tör.

Az MIT (Massachusetts Institute of Technology) a kezdetek óta fontos szerepet játszik a 3DP fejlődésében. ADAPT központjával új ipari konzorciumot célzott meg.

A legnagyobb szakmai rendezvény, a Formnext a világ különféle pontjairól érkező 550 kiállítónak adott helyett, és rendkívül sikeresnek bizonyult.

A Siemens decemberben nyitotta meg 15. gyárát az Egyesült Királyságban. Az additív gyártással foglalkozó Anyag-megoldások létesítmény csúcstechnológiáikkal, például 3D szkennerekkel és robotokkal különféle iparágakat fog kiszolgálni.

A HP szeptemberben bejelentette új fémnyomtató-platformját, a tömegtermelésre alkalmas HP Metal Jetet.

Egy másik 3DP ipari óriás, az EOS új gyártótechnológiát (LaserProFusion) mutatott be. Az új megoldással a cég egyrészt megerősítette pozícióját a polimer-szegmensben, másrészt demonstrálja, hogy a polimeralapú additív gyártás az ipari szakaszba lépett.

A 3D Systems Figure 4 moduláris gyártórendszere radikálisan megváltoztathatja műanyag részek előállítását.

A Stratasys döbbenetesen gyors STEP 3D technológiája szintén a polimer-nyomtatás iparosodását jelzi. A megoldást fejlesztő Evolve Additive Solution leányvállalat bejelentette együttműködését a Kodakkal, a STEP folyamathoz az utóbbi képtechnológiáját fogja használni.

A BMW Additív Gyártás Kampusza fontos mérföldkő lehet a 3DP autóipari alkalmazásában. A cég tíz év alatt elérte a milliomodik printelt alkatrészt.

A GE Aviation hitelesítette Concept Laser fémnyomtató rendszerét, amellyel alkatrészeket fognak printelni.

Év végén, év elején sok elemzés születik egy-egy technológia elmúlt tizenkét hónapban elért eredményeiről, fejlődéséről. A 3D nyomtatás 2018-as állapotáról (többek között) az egyik legnagyobb szakmai portál, a 3D Printing Industry számolt be.

Mivel az additív gyártásban nincs egységes mérték a növekedés vagy a fejlődés számszerűsítésére, legkézenfekvőbb megoldás a trendek és a rendelkezésre álló adatok tanulmányozása, majd a megfelelő következtetések levonása, esetleg a közeljövő felvázolása.

2018-ban hardver-, tervezőszoftver- és nyomtatóanyag-szinten egyaránt több fontos bejelentést tettek, és a bejelentésekből elég egyértelművé válik, melyek voltak a mögöttünk hagyott év legfontosabb témái.

Szoftverfronton egyre nagyobb figyelemben részesül a generatív tervezés. A nagy tervezőcégek komoly összegeket fektetnek additív megoldásokat célzó tervekbe.

Mainstreammé vált a nagyteljesítményű termoplasztikus anyagok szálhúzásos és szelektív lézeres szinterező technológiával történő felhasználása. Nagy vegyipari cégek 3DP vállalatok partnereként gyakran vesznek részt fejlesztésekben, de egyre több startupot is felvásárolnak.

A 2018-as 22 akvizíció előrelépés a 2017-es 17-hez képest. Elsősorban 3DP szolgáltatásokat nyújtó, másodsorban technológia-specifikus megoldásokat kínáló vállalatokat vásároltak fel.    

A professzionális desktop printerek piacát a méretzsugorodás mellett a kompetitív árak jellemzik. Az 5 és 50 ezer dollár közötti gépek teljesítménye és funkciói sokszor hasonlóak vagy azonosak a 150 ezer dollár körüli ipari nyomtatókéval. Számos fémnyomtatás-folyamatot és printert is bejelentettek, megjelenésük 2019 végén várható, miközben 2017-tel összehasonlítva, nőtt a kockázati tőke-befektetés.

2018-ban már érzékelhető volt néhány 2019-es trend: javulnak a 3DP folyamatokat szimuláló szoftverek, automatizálódik az utófeldolgozás, szélesedik az anyagpaletta.

Az építészet a 3D nyomtatás leglátványosabb és legnagyobb médiafigyelemmel kísért alkalmazásainak egyike. A szaksajtó lassan már hetente cikkezik egy-egy újabb csodáról.

Az épületnyomtatás 2018-ban gyorsult be ennyire.

Évzáróként Szaúd-Arábiában printeltek egy házat, és a munkafolyamat mindössze két napig tartott. A sivatagi királyság sem akart lemaradni, ami egyáltalán nem meglepő, mert 2020-ig a lakossági ingatlantulajdon 60, 2030-ig pedig 70 százalékának elérése a cél.

Mivel 3D nyomtatás esetén az építkezési költségek sokkal alacsonyabbak, így a printelt házakkal az ingatlantulajdon növekedése várható. A technológia azért olcsóbb, mert kevesebb időre és emberi munkára van szükség hozzá.

A házat a régióban már dubai tapasztalatokkal rendelkező holland CyBe cég nyomtatta Rijadban, a Lakhatási Minisztérium birtokán, nem messze a Khalid Király Nemzetközi Repülőtértől. Az épület betonból készült, és a szaúdi illetékesek hangsúlyozzák, hogy a Vision 2030 stratégia kivitelezhetetlen a 3D nyomtatás a kiterjesztett valóság (augmented reality, AR) széleskörű elterjedése nélkül.

A megvalósíthatósági tanulmányként (feasibility study) is felfogható projekt azt hivatott eldönteni, hogy otthonok építése kivitelezhető-e 3D nyomtatással. Egyben el azt is el szeretnék érni vele, hogy újabb privát szereplők, iparágak fektessenek jelentős összegeket a technológiába.

„A kísérlet felvillantja a következő évek építkezését, és a királyság szerepe, hogy modern technológiákkal segítsük az állampolgárok jólétét” – jelentette ki Majed bin Abdullah Al-Hogail lakhatási miniszter.

Az ország 3DP piacát egyelőre kvázi lehetetlen megítélni, az első becslésekből viszont kitűnik, hogy az építkezési szektor komoly szerepet játszik benne.

A Microsoft 343 Industries leányvállalata és a bionikus művégtagokat tervező-fejlesztő nonprofit floridai Limbitless Solutions bejelentette együttműködését. A partnerség keretében a legendás videojáték, a Halo témáit feldolgozó műkarokat nyomtatnak „fiatal hősöknek.”

A 2014-ben az orlandoi Közép-floridai Egyetem néhány diákja által alapított Limbitless Solutions az innovatív művégtagokat ingyen adományozza a rászoruló gyerekek családjainak. Darabjaikat hangsúlyozottan gyerekeknek szánják.

2015-brn például a Help Syria jótékonysági szervezettel összefogva az Indiegogo-n kampányolva juttattak el 75 bionikus végtagot és könyveket szíriai gyerekekhez.

2016 elején a jobb kar nélkül született Alvin Garcia Flores, kilencéves nebraskai kisfiú nem akármilyen körülmények között kapott a Limbitless Solutionstől egy nyomtatott művégtagot: a Csillagok háborúja témájú kart stílszerűen a filmsorozat jellegzetes figurái, köztük Darth Vader adták át neki. Az átadást egy országos Star Wars rajongói klub szervezte, Alvin szülei és barátai is jelen voltak.

2016 szeptemberében a New Yorki Divathéten Shaholly Ayers, a jobb kar nélkül született népszerű modell mutatta be a Limbitless Solutions bionikus karját.

Az új darabok közül 2019 elejétől válogathatnak az érdeklődők. Egyelőre kettőről van szó, és jól illenek a cég Vasember-témát is megjelenítő többi műkarjához.

Az egyik, Master Chief legendás cyborgkarja viselőjét „galaxisokat megmentő szuperhőssé” teszi. Kiegészítésként egy másik kar „többjátékos” (multiplayer) változata is elkészül. A gyerekek saját kedvenc színükkel tehetik személyessé, és akár spártai stílusú, különleges és hősies darabot is kialakíthatnak belőle.

Ezek a piacon beszerezhető többi végtagnál sokkal olcsóbban készülő karok tárgyakat fognak meg, változatos mozgásokat végeznek.

A Limbitless Solutions szerint játékokkal a gyerekek sokkal jobban alkalmazkodnak új művégtagjukhoz, és így eredményesebben ki is tudják használni a lehetőségeket. Direkt erre a célra ki is találtak szórakoztató és immerzív, azaz teljes alámerülést biztosító játékokat.

Giovanni Traverso, az MIT (Massachusetts Institute of Technology) Gépészmérnöki Karának vendégkutatója és kollégái évek óta fejlesztenek lenyelhető és a szervezetben egy ideig megmaradó kapszulákat és szenzorokat. A szerkezetekben a gyógyszerellátás, a személyre szabott orvosi kezelés, az „intelligens gyógyászat” következő állomását látják. Különösen speciális és hosszú ideig tartó betegségek, például a malária vagy az AIDS ellen lehetnek hasznosak.

Legújabb kapszulájuk 3D nyomtatással készült, és lenyelés után Y formájú szerkezetté alakul át. Az egyedi forma segít a kapszula gyomorba kerülésében. Úgy tervezték, hogy kb. egy hónapot követően az emésztőrendszeren könnyedén átmenő apró darabokra essen szét.

Addig viszont komoly feladatokat lát el. Nemcsak programozott menetrend szerint adagolja a gyógyszereket, hanem rendellenes jelenségeket, például fertőzéseket és allergiás reakciókat is felfedez, valamint a beteg okostelefonjára küld információkat. Okostelefonon kívül a páciens más beültetett, illetve magán viselt orvosi eszközeivel is képes kommunikálni.

Lehetővé teszi, hogy a beteg és orvosa „lásson” mindent, ami a szervezetben történik.

Mivel bonyolult eszköz, 3D nyomtatás nélkül nem lehetett volna kivitelezni. Például az Y forma egyik karjában lévő négy kamrában gyógyszerek tárolhatók, és megoldották, hogy azok ne egyszerre, hanem egy adott időszakon keresztül jussanak a szerkezetbe. Mivel a kapszula többanyagos (multimaterial) nyomtatásra alkalmas gépen készült, rugalmas és kemény polimert is használtak hozzá.

A kapszula a páciens gyomrát folyamatosan megfigyelő szenzorokkal is bővíthető, és az információ csak egy-két méterre, a legközelebbi feldolgozó- és továbbító-egységig jut el. A fejlesztők erre biztonsági okokból különösen ügyeltek, vigyázva, hogy a személyes és nagyon kényes adatok ne kerülhessenek illetéktelen kezekbe.

Ha a szenzorok integrációja sikeres lesz, a kapszula rengeteget segíthet fertőzésnek nagyon kitett, például kemoterápiás kezelésre járó betegeken. A fertőzést érzékelve, antibiotikumokat enged ki magából.

Az egyelőre csak sertéseken tesztelt szerkezetet jelenleg ezüstoxid elem működteti, de a kutatók tanulmányozzák a többi alternatívát is. Emberi tesztek két éven belül várhatók.

A fejlesztésben az MIT mellett helyi kórházak is részt vesznek.

Az egészségügy a 3D nyomtatás egyik leggyakrabban emlegetett alkalmazási területe. Művégtagoktól a fogászatig, több szektorban előszeretettel használják a technológiát.

Most már rákbetegségek kezelésében is próbálják. Rádióterápiás modellekkel, speciális 3D szoftverekkel stb. igyekeznek segíteni betegeken. Legutóbb Meagan Moore a Louisiana Állami Egyetem hallgatója rádióterápiás használatra printelt egészalakos embert.

A szöveteinket utánzó modellek „fantomként” ismertek az orvosi nyelvben, több évtizedes a múltjuk, és a szükséges gyógyszerdózis stb. felbecslésében segítenek. Sajnos szabványosak, pedig egy személyre szabott vagy alakítható fantommal lényegesen pontosabb a folyamat.

Szeptemberben a Pittsburgh Egyetem tudósai jobb MRI eredmények reményében nyomtattak fantomfejet. Az eddigi és a kereskedelmi forgalomban beszerezhető fantomok azonban még mindig nem egészalakosak, nincsenek végtagjaik, személyesnek pedig egyáltalán nem nevezhetők.

A 3DP rákkezelési használatának egyik legismertebb szószólója, Wayne Newhauser által segített Moore 5,1 láb (kb. 1,55 méter) magas Marie nevű női fantomjához öt valódi nőről készítettek 3D szkeneket, magát a modellt több mint 100 óráig printelték egy nagyméretű BigRep gépen. Négy részben nyomtatták, a részeket forrasztással, homokfúvással és hegesztéssel rakták össze.

Marie testében közel 140 liter víz fér el, testfalát tetőfedő szigeteléssel és folyékony latexszel erősítették meg.

Egy seattle-i rákkutató szervezetet (UW Medical Cyclotron Facility) érdekli az egészalakos fantom tesztelése. Az Egyesült Államokban öt helyen kínálnak gyors neutronterápiát, a seattle-i intézet ezek egyike. Marie-vel ezt a módszert is tesztelnék.

„Az ötlet nem teljesen az enyém. Egy TED-en megnéztem Wayne Newhauser prezentációját a 3D nyomtatás és a tudomány kapcsolatáról, és elbeszélgettünk. Nem sokkal korábban kezdtem el a 3D modellezést, és megmutattam neki a nyomataimat. A projekt Newhauser mellrák-kutatásaiból és a számítógépes modellezésből nőtt ki” – magyarázza Moore.

Mesterséges tumorokkal gyakran tesztelik specifikus ráktípusok gyógyszereit. Sajnos több probléma merül fel velük kapcsolatban: tenyésztésük hetekig eltarthat, nem alakíthatók az adott beteghez, és így csökken a kezelés hatékonysága.

Az MIT-n (Massachusetts Institute of Technology) a rákkezelést biopsziás szövetvizsgálaton szimuláló új mikrofluid eszközt nyomtattak. Előnye, hogy gyorsan (kb. egy óra alatt) elkészül, személyre szabható, hatékonyabbá teszi a kezelést. Egyetlen szem gyógyszer bevétele előtt jobban kivizsgálhatók kezelési módok.

Maga a biokompatibilis műgyantából printelt eszköz, egy chip, alig nagyobb egy pici pénzérménél, három „henger alakú kéménye” folyadékok, például immunsejtek vagy immunterápiás ágensek beadagolására, illetve a nem kívánatos légbuborékok eltávolítására alkalmas.

A műgyanta segíti a biopsziás vizsgálaton átesett szövetek hosszabb ideig tartó túlélését. Több műgyanta hónapokig elhúzódó tesztelését követően döntöttek a fogcsikorgatás káros hatásai elleni védelemre használt, az üveghez hasonlóan átlátszó, nagyon nagy felbontásban nyomtatható, a sejt túlélését vegyi anyagok kibocsátásával negatívan nem befolyásoló Pro3dureGR-10 mellett.

Mivel az eszköz olcsó és könnyen gyártható, hamar integrálható klinikák műszertárába. A rákos szövetdarabka sokáig életben tartható, és így több teszt futtatható le párhuzamosan, és könnyebb kidolgozni, majd alkalmazni az illető biológiai adottságaihoz legmegfelelőbb kezelési módot.

Az immunterápiás kezeléseket speciálisan dolgozzák ki ráksejtek felületén lévő molekuláris markerekhez. Ez a módszer segít abban, hogy a kezelés közvetlenül a rákot támadja meg, miközben jelentősen korlátozza az egészséges szövetben okozott kárt. Azonban a rák minden személynél másként jelenik meg a molekulák felületén, és így nehéz előrejelezni az illető kezelésre adott reakcióját. Az új eszköz a beteg tényleges szövetével dolgozik, és ezért tökéletes immunterápiára.

Következő lépésben a rákdarabok szimulált helyett valódi terápiára adott reakcióit vizsgálják.

A légi, vízi és szárazföldi, szabad- és kötöttpályás közlekedésben évek óta használják a 3D nyomtatást, legyen szó repülőgép-, autó-, jacht- és egyéb alkatrészekről. Egyes területeken látványos a fejlődés, a technológia mára nélkülözhetetlenné vált, máshol, például a hajózásban és a vasutaknál viszont jóval később és óvatosabban kezdtek el érdeklődni iránta.

Utóbbiakban egyelőre kivételnek számítanak a printelt részek, és ezért is örvendetes, amikor a szektor meghatározó szereplői elkezdik használni az egyértelműen a változásokat előrevetítő 3DP-t.

Változásra utaló jel az Egyesült Királyság egy vezető vonatlízingelő specialistája, az Angel Trains, az ESG Rail mérnöki konzultációs cég és a 3D nyomtatás egyik főszereplője, a Stratasys együttműködése.

A közös munka eredményeként három vonatbelső-komponenssel álltak elő eddig.

A használatra engedélyezett darabok között kartámaszt, kapaszkodó fogantyút és székek hátuljáról lehajtható asztalt találunk. Mindhármat a Stratasys FDM technológiájával, vonatközlekedésre hitelesített termoplasztikus műanyagokból nyomtatták.

Az ezekhez a darabokhoz hagyományosan használt termoplasztikus anyagok elég rossz mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, tűzzel szemben sem teljesítenek jól. Ezen okok miatt ma már nem ajánlottak járműipari alkalmazásokhoz.

A nagyteljesítményű új anyagok, köztük a Stratasys PEKK-alapú Antero 800 NA-ja viszont eleget tesz a vasúti szabványoknak, és legkésőbb jövő nyárig használatban lévő vonatokon tesztelik őket.

Az együttműködés célja, hogy additív gyártással segítsenek megoldani az elavult alkatrészek problémáját, csökkentsék a raktározási költségeket, és a mai személyvonatok minél tovább működőképesek maradjanak. Mivel a nyomatok tömegtermelés helyett kisszériás gyártásban, csak az aktuális szükségletet kielégítő mennyiségben is elkészíthetők, a vasúttársaságok sokat spórolhatnak az újításokkal.

„Az együttműködés átalakíthatja a vasútipari gyártást. Büszkék vagyunk, hogy részt vehetünk benne, és reméljük, megoldásaink segítenek az iparágra jellemző technológiai korlátok felszámolásában. Bizakodunk, hogy vonataink most és a jövőben is kielégítik az utasok szükségleteit” – nyilatkozta Mark Hicks, az Angel Train műszaki igazgatója.