FREEDEE BLOG

A 3D nyomtatás legnagyobb piacai az Egyesült Államok, az Európai Unió és Kína. A technológia természetesen nemcsak ezekben az országokban, területeken terjed, hanem az egész világon. Az egyik leglátványosabb fejlődés Indiában történik.

Az utóbbi években nagy tempóban indult be náluk az épületnyomtatás, többek között postahivatalt és sok otthont printeltek. A szolgáltatást kínáló vállalatok listája folyamatosan bővül; az Imaginarium, a Wirpro 3D, a 3Ding és a THINK3D a legismertebbek.

A növekedés legújabb jele, hogy szubkontinensen az STPL3D bemutatta az országban készült első szelektív lézeres szinterező (SLS) 3D printert.

2021-el összehasonlítva 2022-ben 94,89 százalékkal nőt a gépek kiszállítása, 2022-ről 2023-ra pedig 20,3 százalék volt az átlagos éves növekedési ütem (CAGR). Prognózisok alapján a 2022-es 111 millió dolláros bevétel 2030-ra majdnem meghétszereződik (705,1 millió).

A növekedés ellenére teljesen egyértelmű, hogy a piac nincs túltelítve 3D printerekkel, és inkább az olyan technológiákra fókuszálnak, mint például az extrudálás vagy a fotopolimerizáció. Most viszont eljött az idő az első „Made-in-India” SLS printer debütálására.

Természetesen az SLA és az FDM is fejlődik, és a gyártó STIPL3D, India legnagyobb 3D nyomtatógyártója ezeken a területeken szintén jelen van. A bemutatón pedig a szakminisztériumtól kezdve járműkutatást képviselő szervezetig, felsőoktatási és vállalati szereplőkig, szinte „mindenki” jelen volt, „aki számít.” Úgy tűnik, a bemutató növeli a technológia iránti érdeklődést, felpörgeti a népszerűségét, és persze a gazdasági növekedéshez is érdemben járul majd hozzá.

A cég elmondása szerint gépük felhasználóbarát és a „jövőre is kész.” Az utómunkálatok gördülékenyek, összességében minden adott a sikerhez.

„Ha ma sikeres akarsz lenni az űrutazás-iparban, akkor használnod kell az additív gyártást!” – nyilatkozta Tobias Brune, a TRUMPF német fémnyomtató cég egyik vezetője, additívgyártás-részlegének feje.

A vállalat és az európai uniós Exploration Company űrutazási startup partnerségre léptek, hogy Föld körüli pályán és a Holdon ténykedő űrhajókhoz 3D nyomtatással gyártsanak alap-alkatrészeket. Az Exploration Company már idén tavasszal használni fogja a lézerspecialista gépeit, hogy a Nyx Earth és a Nyx Moon űrhajók Huracán és Mistral motorjaihoz printeljen fontos alkatrészeket.

A partnerség célja még a Huracán motor újrafelhasználhatóvá és újratölthetővé tétele a keringési pályán. A fenntartható fejlődés szellemében fogant gondolatot biometánnal és oxigénnel igyekeznek valóra váltani.

A korábban lehetségesnél jóval olcsóbb űrmissziókat akarnak kínálni. Űrhajójuk sokat profitálhat a TRUMPF gyártási és alkalmazási szakértelméből, tapasztalataiból. Több évtizede gyártanak nagyon pontos alkatrészeket – magyarázza az együttműködést Héléne Huby, az Exploration Company vezérigazgatója.

A startup 2026-ben, „bevezetőként” űrkapszulát küldene fel több hónapra. 2028-tól további űrmissziókat terveznek, de akkor már a Holdra. Az űrjármű először csak tárgyakat szállítana, hosszabb távon viszont emberek utaztatását is tervezik.

Brune azt is kihangsúlyozta, hogy a 3D nyomtatással az űrturizmus-ipar kereskedelmi forgalomban történő elterjesztésének egyik vezetőerejévé váltak.

Tervezőik az additív gyártással teljes szerelvényeket kombinálnak össze egyetlen alkatrésszé. Ezzel csökken a tömegük, kevésbé bonyolultak, olcsóbbak a kilövés előtti biztonsági tesztek, arról az „apróságról” nem is beszélve, hogy nőnek a misszió sikerének az esélyei.

Additív gyártással jelentősen lerövidül és persze le is egyszerűsödik a légjármű-iparban hagyományosan sokáig tartó gyors prototípus-készítés. Speciális szoftverekkel egyetlen klikkeléssel rengeteget javíthatunk a prototípuson, amit aztán a 3D printer pár óra leforgása alatt ki is nyomtat. Klasszikus gyártótechnikákkal ezek a komplex geometriák vagy kivitelezhetetlenek, vagy több hétbe, hónapba telik az elkészítésük.  

Világszerte kb. 1,5 millió személy szenved a látásvesztéshez vezető, ritka és gyógyíthatatlan genetikus betegség retinitis pigmentosatól. Az amerikai LambdaVision kutatói a Nemzetközi Űrállomás, az ISS laboratóriumában igyekszik megoldást találni rá.

A mikrogravitációs környezetben igyekeznek a látás jelentős részét visszaadó mesterséges retinákat gyártani. A munkát Northhrop Grunman huszadik kereskedelmi utánpótlás-szolgáltatások missziójához (NG-20) kapcsolják.

Rétegről rétegre történő gyártási folyamatot terveztek fehérjealapú mesterséges retinák előállításához. 2018-ban már komoly támogatást kaptak űrkutatással és repüléssel foglalkozó vállalatoktól, szervezetektől (Boeing, ISS Nemzeti Labor stb.) a kísérlet megkezdéséhez.

A mikrogravitációs környezettől jobb minőséget várnak, mint ami jelenleg a Földön kivitelezhető. A probléma lényege, hogy bolygónk gravitációja ülepedést okozva, a használható implantátumok számát csökkentve, akadályozza a gördülékeny gyártási folyamatot.

Eddig nyolc ISS-misszióban voltak benne; főként a hardverre, automatizációra, képalkotó lehetőségekre és az ottani feldolgozásra, kontrollra összpontosítottak. Tíz tesztretina készült el, valamennyi visszakerült a Földre elemzésre. Az eredmények alapján pontosították a gyártási eljárást, a kutatók pedig vizsgálják az implantátumhoz az űrállomáson használt fehérje szállítási módját. Az ISS-re az NG-20 keretében por formájában juttatják el.

A LambdaVision összeállt a NASA-tól 7,7 millió dollár támogatást elnyert Space Tangoval. A cég sikeresen hitelesített egy mikrogravitációs gyártófolyamatot a mesterséges retinához. A LambdaVision két újabb NASA-ösztöndíjat kapott, az egyik a skálázásra, a másik gépi tanulásra vonatkozik. Mindkettő az űrbeli retinagyártást célozza.

A vizsgálatokat a Space Tango csúcstechnológiás CubeLab-jában kivitelezik, a tapasztalatokat a skálázáshoz/méretezéshez fogják hasznosítani.

Dubai a 3D nyomtatás egyik vezető hatalma, a kvázi városállam rengeteg pénzt fektet a technológiába. 2030-ig nagyszabású terveket igyekeznek megvalósítani, hogy a metropolisz ne csak a Jövőmúzeumnak adjon otthont, hanem a „jövő” is minél előbb jelenné váljon.

Folyamatosan jönnek a hírek az ottani additív gyártásról, mert szinte naponta történik valami a területen. Most például a helyi épületnyomtatás egyik legfontosabb szereplője, a 3DXB Csoport került a Guinness Rekordok Könyvébe, mert az Al Awir 1 negyedben felhúzták a világ legnagyobb, négy méter magas, 303 négyzetméter alapterületű nyomtatott villáját. A print egyetlen menetben történt.

A vállalat közölte, hogy helyi anyagokkal, azokból ott előállított betonnal dolgoztak. A 3D nyomtatás egyik nagy előnye pontosan a lokális gyártás előtérbe helyezése, amely már önmagában korrelál a fenntartható fejlődéssel, mert például drasztikusan csökkennek vele a szállítási költségek, és az előállítás is jóval gyorsabb a hagyományos technológiáknál.

A 2030-as célkitűzések között az is szerepel, hogy az addig kivitelezendő épületek 25 százaléka 3D nyomtatással készüljön. Merész terv/vállalás, de figyelemmel kísérve Dubai eddigi szakterületi eredményeit, inkább az lenne meglepő, ha nem valósulna meg.

A 3DXB elnöke, Badar Rashid AlBooshi elmondta, hogy nagyon komolyan veszik a fenntartható fe3jlődést, az építőipart pedig környezetbarát 3D nyomtatás-megoldásokkal kívánják megváltoztatni. Küldetésüknek tartják a pozitív változásokban betöltött meghatározó szerepet, amelyet folyamatos innovációval és felelős gyakorlati megvalósítással próbálnak elérni.

A Guinness Rekord nemcsak a méretekről, hanem az újító megközelítésről is szól az elnök szerint.

„Büszkeséggel tölt el minket, hogy az építőipari technológiai nóvumok élharcosai vagyunk, és így járulunk hozzá a Dubai 3D Nyomtatásstratégia 2030 megvalósulásához” – összegzett AlBooshi.

A nonprofit izraeli 3D4IL rendeltetése az ország védelmi erőinek (IDF) 3D nyomtatással történő támogatása. A Hamász terroristaszervezet elleni háború első száz napjában több mint 35 ezer nyomatot készítettek összesen húsz termékhez.

A mintegy fél tonna nyersanyagból készült printeket a katonák a harctéren használják. A munkát több mint háromszáz önkéntes végzi. A vezérigazgató Ariel Harush, a HP kutatás-fejlesztési mérnöke tíz nappal a Hamász terrorista támadását követően hozta létre önkéntesekből az informális hálózatot. Abból indult ki, hogy együtt nagyon gyorsan, nagy mennyiségben képesek desktop printereken kinyomtatni a szükséges dolgokat.

Elsőként egy adaptert kellett printelniük, mert kiderült. Hogy az IDF szabvány katonai konnektora nem kompatibilis szabvány okostelefonokkal, és a katonák nem tudták a harctéren feltölteni készülékeiket, amire megoldást kellett találni.

A 3D!IL nagyon gyorsan meg is találta – olyan gyorsan, amely krízishelyzetben csak 3D nyomtatással valósítható meg.

A mérnökökből, mérnöknek tanuló egyetemistákból és makerekből álló hálózat nem állt meg az adapternél. Harush elmondta: pár hete, vonaton ülve, egy mellette lévő katonán látta az egyik terméküket, és olyan szélesen elvigyorodott, hogy sokan bolondnak nézhették.

Nyomataikat (termékeket és kiegészítőket) a harctér mellett orvosi alkalmazásokra is szánják. Úgy készítenek praktikus és azonnal felhasználható végtermékeket, hogy a gépek nem a csatatéren, hanem a távolban dolgoznak. A cél, hogy közvetlen kapcsolat alakuljon ki a mérnökök és a katonák között, ami azért fontos, mert a háború kitörésekor nem volt elég felszerelés a 300 ezer hadba vetett tartalékosra.

További 150 önkéntes a hálózat rendelkezésére bocsátotta lakását, irodáját, hogy ott nyomtassák a szükséges tárgyakat. Most nagyjából negyven szállításnál, kb. napi 500 terméknél, összesen pedig 35 ezernél több legyártott nyomatnál tartanak: adapterek, tártöltők, térdvédők, alkatrészek, de vannak köztük szigorúan titkos minősítésű printek is.

A nyomtatást és az anyagokat személyes forrásokból és adományokból finanszírozzák.

A fémnyomtatásról ismert a németországi Aaachenben működő francia AddUp várhatóan hamarosan bevezeti a fröccsöntésre optimalizált Printdur HCT szerszámacélt.

Az anyag mindennel rendelkezik, ami kell a fröccsöntéshez: ellenáll a korróziónak, kemény és kopásálló. Bírja a magas hőmérsékletet, és mivel a gyártásnál nem használnak nikkelt és kobaltot, környezetbarátnak számít, legalábbis nem okoz szignifikáns károkat.

A Printdur HCT-t a speciális acéltermékek egyik világvezető gyártója, a Swiss Steel Group (Svájci Acélcsoport) állította elő a hagyományos szerszámacél-szabvány alapján. Ezt a szabványt egyébként az additív gyártásra találták ki, különös tekintettel az olyan porágyas fúziós gépekre, mint az AddUp FormUp 350 rendszere.

A szigorú belső gyártás-készenlét szintű protokollok szellemében az AddUp mérnökei akár ötven százalékkal, repedések nélkül és rendkívül alacsony porozitás mellett is növelhetik a gyártás tempóját. Számszerűsítve: a hagyományos anyaghoz képest 99,90 százalékos az anyagsűrűség.

Mindezek mellett a felületek kiváló minőségben, füstmaradékok nélkül dolgozhatók ki. Az anyagot a fröccsöntés elvárásait maximálisan figyelembe véve hozták létre és a megfelelő hűtőcsatornákat használva a gyártási ciklus masszívan, kétszámjegyű mértékben csökkenthető. A belső hűtőcsatornáknak a többsége teljesen jó minőségben, tartószerkezetek nélkül, optimalizálva építhető ki.

Az anyagfejlesztéshez hasznosították a svájci vállalat több évtizedes atomizáló tapasztalatát, amely mindig jól jön additív gyártásra szánt új anyagok tervezéséhez. A Printdur HCT esetében a fémek additív gyártásának előnyeinek kihasználásával, sikerült a legjobb anyagtulajdonságokat megvalósítani.

A korábban a beszédes MeaTech néven ismert, ma szintén beszédes nevű Steakholder Foods a 3D nyomtatással készülő élelmiszerek egyik élharcosa. A gasztronómiát a közeli jövőben forradalmasíthatja a technológia, és az izraeli vállalat a maga részéről mindent meg is tesz érte.

A fenntartható fejlődéssel, környezetvédelemmel párhuzamos tendencia lényege, hogy növényi eredetű, vagy állatok megölése (és fájdalom) nélkül állatból kinyert anyagokból készülnek húspótló ételek. Nyomtattak már marhasteakhez, tonhalhoz hasonló ízű ételeket, a legfrissebb nóvum pedig a garnélarák (a legkisebb ehető rákfajta).

A Steakholder Foods ugyanis elsőként a világon növényi alapú rákocskákat printelt. A tengerigyümölcs-hasonmás a jól ismert állat eredeti textúrájának és ízének pontos utánzásával készült.

A fogást a vállalat saját fejlesztésű Droplet gépén nyomtatták. A gépet eleve halak és más tengeri élőlények (tehát a helyettesítőik) printelésére találták ki. A kivitelezéshez a garnélarák ízét imitáló tintát használtak. A tintát szintén s vállalatnál dolgozták ki.

A rákkal tovább bővült a Steakholder Foods portfoliója. Ezek a termékek vagy növényi eredetűek, vagy növényi és tenyésztett organizmusok hibridjei. Szakemberek a méretezésükön (skálázáson) dolgoznak gőzerővel, hogy minél szélesebb rétegek számára tegyék elérhetővé, megfizethetővé.

Fontos területről van szó – a garnélapiac évente több mint hatvanmilliárd dollár bevételt generál, és a tendencia pozitív, jó ideje tart, és hosszú évekig eltarthat még a (folyamatos) növekedés. 2023-ban 7,6 millió tonna garnélát halásztak, és a Steakholder Foods mindenképpen eleget akar tenni az igényeknek. Előbb-utóbb nemcsak kiváló minőséget garantálnak, hanem egyre nagyobb mennyiséget is. A gyártásra persze nagyon oda kell figyelniük, hogy valóban komoly alternatívát jelentsenek.

Januárban nem ez volt az első bejelentésük, nyomtatóik eladására is komolyan számítanak. Úgy érzik, eljött az idő.

Az. angliai Longhborough Egyetem kutatói alsó végtagi protézis-foglalatokon dolgozva állítják, hogy hamarosan a világtól elzárt, nehezen megközelíthető helyeken, akár a felhasználó otthonában is előállíthatók lesznek a 3D nyomtatásnak köszönhetően ilyen protézisek. A tervezéstől a gyártásig tartó, teljesen digitális, komplex munkafolyamatot dolgoztak ki rá.

Munkájuk forradalmasíthatja a zokniszerű foglalatok gyártását. Azért számít forradalminak, mert lehetővé teszi ezeknek a protéziseknek a kórházakon kívüli előállítását.

Hagyományosan sokáig, három-hat hétig tart az egész folyamat. A végtagról gipszmintát vesznek, az szolgál formaként a foglalat elkészítéséhez. Kórházba kell járni hozzá, rendkívül munkaigényes, komoly szaktudást megkövetelő, gyakran csak próba-hiba módszerrel tesztelhető tevékenység.

Az így készülő foglalatok inkább műalkotások, semmint orvosi eszközök, és ha nem passzolnak tökéletesen bőr- és egyensúly-problémákat okoznak. A folyamatot többször, felnőtteknél általában három-hat hónap gyakorisággal, gyerekeknél pedig még sűrűbben meg kell ismételni, mert a foglalatok, mint a zoknik, hamar elhasználódnak.

Az új módszerhez több technológiát és egyedi kódolást használnak, hogy a foglalat teljes digitális folyamat eredményeként készüljön el. A végtagról 3D szkennerrel készítenek felvételt, CAD-szoftverrel személyre szabott profilt generálnak, amelyet 3D printerre küldenek és jöhet is a nyomtatás.

A végeredmény teljes egészében az adott személyre passzoló, tényleg neki készült darab. Akár nyolc óra leforgása alatt is elkészülhet, azaz drasztikus rövidülés a hagyományos munkafolyamathoz képest.

Mivel a digitális szkennelés és a 3D nyomtatás bárhol kivitelezhető, messzi és nehezen megközelíthető helyeken élőknek, az egészségügyi szolgáltatásokban korlátozott országoknak is módjukban fog állni kórház nélkül gyártani ilyen protéziseket. Egyszerű desktop 3D nyomtató és sima 3D szkenner elég hozzá, kérdés, hogy mennyire engedhetik meg maguknak.

A 3DP vezető elemzőcége, a globális 3D nyomtatás helyzetét folyamatosan figyelő VoxelMatters 250 oldalas friss piacelemzésében (Composites AM Market 2024) azonosította a kompozitalapú additív gyártás tíz legfontosabb szereplőjét. A terület gyorsan fejlődik, ma már 785 millió dolláros globális piac, 2023-ban pedig huszonegy százalékos volt a növekedés.

A következő cégekről van szó: Markforged (termékeiket a FreeDee forgalmazza Magyarországon), Stratasys, EOS, HP, Airtech, 3D Systems, Ingersoll, Materialise, Mitsubishi Chemical, SABIC. A Markforged a nyomtatószál extrudálásban (hardver, anyagok), az EOS a porágyas fúzióban (hardver, anyagok), az Airtech a nagyformátumú additív gyártásban (LFAM, hardver, anyagok) tölt be vezető pozíciót.

A piac évről évre növekszik, legutóbb a 2022-es 648 millió dollárról 2023-ban 785-re ugrott. A kutatáshoz 172 hardvergyártó, 153 nyomtatóanyag-beszállító és 421 szolgáltatócég adatait használták, ezekből az információkból vonták le a következtetéseket.

A hardveres eladások 278 millió dollárról 330 millióra emelkedtek, azaz 18,5 százalékos volt a növekedés. A legnagyobbat, 26 százalékosat azonban a nyomtatóanyag-szegmensben tapasztalták: míg 2022-ben 148 millió dolláros, addig 2023-ban 187 milliós volt a piac. A szolgáltatások szintén remekül, 21,2 százalékkal teljesítettek jobban, mint 2022-ben, 221 millió dollárra 268 millió következett.

Ne feledkezzünk meg arról a tényről, hogy ez a piac nagyon fiatal, és komoly mértékben függ a technológiai fejlesztésektől, az AM adaptálásától és alkalmazásaitól. A legfontosabb cégek elsősorban hardvergyártók, szinte mindegyik vezető pozíciót tölt be a kompozitalapú 3DP valamelyik speciális szegmensében, vagy magának az adott technológiának az úttörője, új „fejlődési állapota.”

Legtöbbjük más belső termelésből, anyagszolgáltató harmadik félként, valamint AM-szolgáltatásokat kínálva szintén generál bevételt.

A 3D nyomtatásra gondolva polimerek, műgyanták, aztán fémek, kerámiák ugranak be. A homok inkább csak a hozzáértőknek. Ugyan furcsán hangozhat, de egyre gyakrabban használják. Építőipari jelenléte elég egyértelmű, viszont például olyan területen is alkalmazzák már, mint a gépjármű-ipar.

A designban, művészetekben úgyszintén. Képzőnűvészek és tervezők sokat kísérleteznek a természetes anyaggal. Egyiküknek, az építész-tervező brit Barry Wark-nek 2022 februárjában „Holnap ma” címen időszaki kiállítása nyílt Dubai Jövőmúzeumában. Egy zöldes falat nyomtatott homokból, Nadarra volt a neve.

A falat azóta a múzeum állandó darabjává tették, nagyobb – 6x3 méteres – lett, jól kiegészíti a többi munkát.

Wark gyakran működik együtt nemzetközi cégekkel. 2017-ben Londonban alapított tervezőstúdiót, a Pennsylvania Egyetemen tanít, minden munkájának a számítógéppel támogatott tervezés (CAD) az alapja. Legutóbb a rotterdami CONCR3DE-vel és a német Sandheldennel dolgozott közösen, utóbbinak már a neve elárulja, milyen anyagban utazik.

A Nadarra projektet a homoknyomtatás egyik úttörőjének tartott bajor céggel közösen jegyzik. Fürdőszoba-bútort is printeltek már homokból, az együttműködés pedig adta magát.

A Nadarra új változatából eltűnt a zöld, viszont nemcsak nagyobb lett, hanem a formák részletesebbek, kifinomultabbak, komplexebbek. A fal egyedi vizuális design, megvalósításában kulcsszerep jutott a 3D nyomtatásnak. Más technológiával nem lehetett volna ennyire aprólékos, bonyolult munkát végezni, a geometriai komplexitásnak ezt a szintjét elérni.

Wark azonban nemcsak a 3DP-vel, hanem más kortárs technikákat, például mesterséges intelligenciával is dolgozott. A felületet MI-szoftverrel tervezte, és miután sikeresen elkészítette a részletes modellt, a falat apró darabonként printelték ki, amelyeket kirakós-szerűen, puzzle-ként raktak össze.

A printelés a Sandhelden binder jetting technológiával működő Voxeljet VX1000 gépével végezték – az SH-P14 kvarchomokot sikeresen megkötötték –, a végső simításokhoz a bajorok saját utófeldolgozás módszerét alkalmazták.

Binder jettinggel többféle homok és kavics feldolgozható, utómunkálatokkal funkcionális, szilárd szerkezetek alakíthatók ki a nyomatokból.

A Nadarra kialakításánál környezetbarát elveket is figyelembe vettek – pont annyi anyagot használtak el hozzá, amennyiből áll az egész, tehát drasztikusan csökkentették a hulladékmennyiséget.

A projekt az anyagok és életciklusaik épített környezetekben betöltött fontos szerepéről, csúcstechnológiák alkalmazásáról, használat után nyolc alkalommal újrahasznosítható nyomatokról szól. A fal speciálisan jeleníti meg az életciklus kérdését: a felület a természetes erózióra emlékeztet, miközben a természetes és az ember alkotta világok közötti határok összemosódnak. A projekt pedig plasztikusan jeleníti meg a fal és környezete, ökológiája összekapcsolódását.