FREEDEE BLOG

Robotika és 3D nyomtatás több szállal fonódik össze: egyrészt hobbi-, kutató- és ipari szinten printelnek robotokat, másrészt robotok nyomtatóként is funkcionálnak. Például az önmásoló RepRap koncepciója szintén a robotikából és a mesterségesintelligencia-kutatásból ered, de az alapötlet egészen Neumann Jánosig vezethető vissza.

A munka és a társadalom fokozatos automatizálásával a printerek is egyre önállóbban tevékenykednek, robotizált változataik többek között az építőiparban is felbukkannak. Nyomtatott házakról és más épületekről gyakran hallunk, építész robotokról viszont egyelőre ritkán, és róluk is inkább csak laboratóriumi szinten.

A madridi III. Károly Egyetem által koordinált európai uniós BADGER (magyarul borz) projekt neve kimondhatatlanul hosszú szófüzért rövidít: roBot for Autonomous unDerGround trenchless opERations, mapping and navigation (kb. robot autonóm földalatti takaró műveletekhez, térképezéshez és navigációhoz). A kutatók a borzhoz hasonlóan a földben fúró, mélyre ásó, víz- és gázvezetékekhez, telekom kábelekhez kisebb alagutakat, járatokat nyomtató robotot, robotrendszert fejlesztenek.

A februárban indult, hároméves és 3,7 millió euró költségvetésű projektet hét cég és kutatóintézet konzorciuma bonyolítja le, és nyolcadik helyet ért el az EU Horizon 2020 kutatási és innovációs keretprogramján, amelyen egyébként más 3DP kezdeményezéseket (személyre szabható szemüveg, újrahasznosított nyomtatószálak) szintén díjaztak.

A borz négy modult fog tartalmazni.

A fején lévő talajfúró a vasúti alagutakhoz használt szerszám méretarányosan kicsinyített mása. Az integrált forgó és egyenes technológiák vadonatúj ultrahangos fúróeszközzel egészülnek ki. Sziklákat porlaszt vele, és vigyáz arra is, hogy a járaton ne maradjon akadály.

A közepén található két leszorító, nyomó alkalmatosság rendeltetése, hogy a fúrót egyensúlyban tartsa munkavégzés közben. A negyedik modul, a 3D printer falakat nyomtat. A nyomtatáshoz műgyantát és más anyagokat használ.

A robot mozgását a biológia ihlette: féregszerűen összehúzódó, perisztaltikus technikával halad előre, míg az útirány betartásában radarantennákra, lézerekre és navigációs rendszerekre hagyatkozik. A fúróval szintén radar segítségével kommunikál.

A tervek szerint az autonóm rendszer 2019 végére nemcsak elkészül, hanem forgalmazható állapotban is lesz.

A 3D nyomtatás terjedésével és a sokasodó nyomtatószálakkal (filaments) párhuzamosan egyre fontosabbá válnak a printeléshez használt anyagok, változatos tulajdonságaik, tudni, hogy melyik mire és miért jobb, mint a másik stb.

A kaliforniai 3D printergyártó Airwolf 3D egyik saját fejlesztésű gépén nemrég tesztelte, melyik FDM/FFF nyomtatószál a legerősebb. A teszt során printelt kampókat egy kötélen lévő emelővillára rakták, majd edzőtermi pluszsúlyokat is tettek rájuk. A villát eredetileg kb. 70 kilós traktorabroncsok felszedésére használták.

A két legelterjedtebb nyomtatószál-típus, a PLA és az ABS mellett a Nylon 910-et és egy polikarbonát-alapút is „levizsgáztattak.”

A Wolfbite Nano ragasztóoldattal megerősített első kampót PLA-ből printelték, a nyomtatóágyat 60 Celsius-fokra melegítették fel. Meglepően erősnek bizonyult – túlvészelte a ráakasztott kb. 130 kilót –, amit a tesztelők azért hangsúlyoztak, mert az egyik legalapvetőbb és legolcsóbb filament. Ennek ellenére figyelmeztetik a felhasználót, hogy teherhordásra alkalmas vagy mérnöki rendeltetésű tárgyak printeléséhez inkább mást használjanak. A PLA egyik nagy előnye az ok: mivel biológiailag lebomló (tehát környezetbarát) anyag, a nyomat nem őrzi meg sokáig az eredeti formáját.

A második tesztalany ABS-hez a speciálisan „rá” fejlesztett AXIOM gépet használtak, 120 fokra felmelegített nyomtatóággyal. A kampót ezúttal is Wolfbite Nanoval dolgozták meg. Kiderült, hogy sokkal gyengébb, mint a PLA: ugyanattól a 130 kilótól azonnal eltört. Húzószilárdsága a PLA-nél lényegesen alacsonyabbnak bizonyult.

A hobbinyomtatók által ritkábban, inkább szerkezeti részekhez használt Nylon 910 döbbenetesen erős, sokáig bírta, végül kb. 220 kiló kellett ahhoz, hogy összetörjön. Megjegyzendő, hogy az Airwolf 3D nem elfogulatlan ezzel a matériával – ereje és előre jól megjósolható teljesítménye, valamint más tulajdonságai miatt gyakran dolgoznak vele.

A polikarbonát nyomtatószál zárta a sort. Az Airwolf 3D első desktop printere (2014) ezzel az anyaggal dolgozott. Mivel a magas hőmérséklet nagyon fontos, a nyomtatófejet 290 fokra állították be, a nyomtatóágyat pedig 145 fokra melegítették fel (ezek a hőmérsékletek a legtöbb FDM/FFF desktop géppel elérhetetlenek). A kampó ezúttal is rendkívül erős lett, és az Airwolf elsősorban polikarbonátot javasol masszív nyomatokhoz.

Ez a szál nyerte a versenyt. Persze nyomtatószálaknál az óhajtott nyomattól függően az erő, szilárdság mellett más szempontok, például a rugalmasság, hajlíthatóság stb. szintén fontos szempontok.

A Disney Research az elmúlt években annyira komoly eredményeket ért el a 3D nyomtatásban, hogy a szórakoztatóipar legendás óriásának neve szép lassan összekapcsolódott a technológiával. 2015 őszén puha bőrt printeltek biztonságos játékrobotokhoz, nyomtatható csatlakozót terveztek, segédanyag nélküli műgyantás printelésre dolgoztak ki módszert, a szkennelést állítólag – ideig-óráig biztosan – megakadályozó eljárást ötlöttek ki, a múlt heti SIGGRAPH-on pedig printelhető rugalmas mechanizmusokat tervező eszközt mutattak be.

A számítógépes grafika világhírű seregszemléjén mást is prezentáltak: a zürichi Svájci Szövetségi Technológiai Intézet, az MIT és a Toronto Egyetem közreműködésével kidolgozott új módszert, amellyel aktuátor szerepet betöltő rugalmas kábelekkel irányított mechanizmusok tervezhetők. Lényege, hogy ezekkel a mechanizmusokkal szó szerint megmozgathatjuk animált karakterek 3D modelljét. A módszer művészeknek és hobbitervezőknek egyaránt hasznos lehet, mert életet lehelnek a karakterekbe, kifejezőbbé teszik őket.

A kábelcsatlakozó szerelvényekkel összetett testtartások és mozgások integrálhatók nyomtatható fizikai karakterekbe, robotkarokba és más eszközökbe is. Ezek a mechanizmusok kiválóan helyettesíthetik a nem minden lábméretre alkalmas motorokat.

„A fogyasztói szintű 3D nyomtatással és a boltokban beszerezhető, megfizethető elektronikus alkatrészekkel művészek létrehozhatják animált karakterek jól működő fizikai változatát. Megközelítésünkkel lényegesen egyszerűbb megtervezni ezeket a mechanizmusokat” – magyarázza Moritz Bacher, az egyik fejlesztő.

A módszert a „Harcos” nevű babaszerű 2D modellen tesztelték, és kiderült, hogy több óhajtott harci póz kivitelezhető így. Egyszerű robotkezet és egy markolót is kidolgoztak vele.

A kábeleket párban kell használniuk, máskülönben csak egyetlen irányba fejtenének ki erőt, és nem működnének igazi aktuátorként. Rugókat is tettek beléjük, hogy a kábel csökkenő nyomása esetén az ellentétes irányba mozgassák a szerelvényeket.

A beszámolók alapján a technika sokkal fejlettebb, mint tűnik elsőre. A felhasználó merev kapcsokból és forgókból álló nyomtatható keretet vagy szerelvényt tervezhet, és specifikálnia kell hozzá a testtartásokat. Ezt követően speciális szoftver a testtartásokat kivitelező kábelhálózatot generál. Többezer kábellel kezdi, majd optimalizáló folyamattal fokozatosan csökkenti a számukat. A 2D Harcos csak hármat használ, többféle testtartást kivitelez velük. 1600-zal kezdte, előbb nyolcra, majd háromra optimalizálták.

A Harcos mellett a markolót szintén bemutatták, pehelykönnyű tárgyakat emelt fel.

A Mannheimben, 1865-ben alapított Badische Anilin- und Soda Fabrik, magyarul Badeni Anilin- és Szóda Gyár, ismertebb nevén BASF 170 országban 105 ezer személyt alkalmaz, de a száraz tényeknél lényegesen fontosabb, hogy a világ legnagyobb vegyszer-gyártója. Mindezek ismeretében, elég nyilvánvaló, hogy a 3D nyomtatás ipari jövőjére valószínűleg pozitív hatással lesz a német vállalatcsoport bejelentése: kifejezetten 3D printelésre specializálódó céget alapított, és az összes tulajdonjogot birtokolja felette.

A cég vezetősége elmondta, hogy komoly ipari potenciált, rengeteg alkalmazási lehetőséget lát a dinamikus fejlődés ellenére még mindig csak kibontakozóban lévő technológiában. Ezért van szükség mozgékony startup-szerű megoldásokra, erősen interdiszciplináris csapattal és gyors döntéshozással.

A Heidelberg-székhelyű BASF 3D Printing Solutions GmbH a tervek szerint szeptember 1-én debütál. A jelenleg is az anyacégnél dolgozó 30 3DP szakértőt alkalmazó leányvállalatnak a BASF helyi Innovációs Laborja ad majd otthont. Úgy vélik, hogy a fogyasztó-centrikus 3DP tevékenységek egyetlen helyszínen történő összekombinálása a siker egyik alapja lehet.

A cél egyértelműen az ipari alkalmazások, a szakterületek közül – sokakhoz hasonlóan – elsősorban a gépjármű- és a repülőgép-iparban, valamint fogyasztói javak előállításában igyekeznek tevékenykedni.

A BASF közleményében azt is bejelentette, hogy cégen belüli kutatók és alkalmazásfejlesztők mellett külső partnerekkel, például egyetemekkel és lehetséges jövőbeni kliensekkel is együtt szándékszik működni. A szakterület képviselői közül olyan nevek szerepelnek a partnerek listáján, mint a HP, az elektromoshegesztő-megoldásáról, azaz az FDM-alapú Innovatív FlashFuse technológiájáról és nyomtatóanyagairól ismert texasi Essentium Materials és a francia Gorgé Csoport már a dél-koreai piacon is terjeszkedő leányvállalata, a 3D nyomtatásspecialistákból és pénzügyi szakemberekből álló Prodways.

A BASF és az Essentium Materials április végén bejelentett együttműködése erősebb műanyagrészek nyomtatását hivatott megvalósítani. Az elektromos hegesztéshez nanorészecskéket is felhasználnak. A HP tevékenységéhez pedig vegyipari szakértelmével járult hozzá a híres német cég.

Izraeli, kínai és kanadai kutatók Arkhimédész törvényét (a nyugvó folyadék és gáz a benne lévő testre felfelé irányuló erővel, felhajtóerővel hat) felhasználva dolgoznak ki új 3D szkennelő technikát. A legfejlettebb technológiák korlátain túlmutató vízalapú módszerrel tárgyak lézerszkenneléssel rögzíthetetlen részei is rekonstruálhatók.

A 3DP szolgáltatásokat nyújtó kaliforniai Forecast 3D új 3D gyártóközpontot nyitott, és a HP Multi Jet Fusion (MJF) technológiáját fogják használni a tervezett nagyszériás gyártáshoz. A központban tizenkét HP Jet Fusion 3D 4200 dolgozik. Ilyen léptékben csak ők használják a HP megoldásait. Szintén a HP-hez kapcsolódik, hogy a francia online 3DP szolgáltató Sculpteo – ügyfélköre 40 százalékának kívánságára – is elkezdi használni a többi megoldásnál tízszer gyorsabb MJF-technológiát.

Az amerikai Légierő Kutatólaboratóriuma (AFRL) napelemeket nyomtat. Különleges technológiát használnak hozzá; a cél, hogy hatékonyabb gyártási folyamatot dolgozzanak ki napenergia-gyűjtéshez.

A Facebookhoz tartozó Building 8 szabadalmi oltalomra nyújtotta be egy „moduláris elektromechanikus eszköz”, magyarán egy többféle célt kielégítő moduláris okostelefon tervét. A készülék vázát 3D nyomtatással szándékozzák létrehozni.

A 2006 óta „egészséges lábbelikre” specializálódott német cipőgyártó Oberle részletesen beszámolt, hogyan használta a German RepRap x350pro 3D nyomtatót. Az eredménnyel annyira elégedettek, hogy egy másik printer beszerzését is tervezik.

3D nyomtatás az oktatásban: lengyel kutatók és a Zortrax 3DP cég szakemberei közösen fejlesztették és készítették el a különféle szenzorokkal felszerelt Photon nevű oktatási robot prototípusát. A robot akkor fejlődik és tanul, amikor a gyerekek használják. Kezdetben nem tud feladatokat (akadályelkerülés, hangkibocsátás, kommunikálás más robotokkal stb.) végrehajtani, gyerekekkel történő interakciók közben sajátítja el az azokhoz szükséges készségeket.

Az EMPA, a Svájci Szövetségi Anyagtudomány és Technológia Laboratórium és más akadémiai intézetek kutatói műalmát állítottak elő, és a munkához 3D nyomtatást is használtak. A gyümölccsel azonban nem az ételnyomtatás trendjéhez kívántak kapcsolódni, hanem prózaibb, ugyanakkor fontosabb célok lebegtek előttük: az eredetivel azonos formájú, ugyanúgy pépes gyümölcsök szállításához, minőségük hosszú szállítás közbeni megőrzéséhez igyekeztek modelleket gyártani, hogy aztán a tapasztalatokat a valóságban is hasznosítsák. Az alma mellett banánról, mangóról, citromról stb. is készítettek mesterséges modellt.

Ausztrál kutatók szintén a „jövő gyümölcsén” dolgoznak, a 3D ételt speciális interfésszel alakíthatjuk igényeink szerint, és tervezhetünk vele speciális gyümölcsöket, amelyeket természetesen ki is nyomtathatunk. Meg persze nem ehetjük, a technológia még nem tart ott, viszont a tervezés valós paramétereken (méret, forma, szín, textúra stb.) és az eredmény is valódi növénytermesztő folyamatokon alapul.

Különleges technológiát fejlesztett a Purdue Egyetem (Indiana állam) gépészmérnök tanára Karthik Ramani által vezetett kutatócsoportja. A SurfNet nevű mesterségesintelligencia-megoldás unikuma, hogy 2D képekből 3D tartalmat generál. Szakértők szerint a robotika, önvezető járművek és a 3D tartalom-előállítás, természetesen a virtuális és kiterjesztett valóság, a VR és az AR profitálhatnak a legtöbbet az új módszerből.

A SurfNet a ma virágkorát élő gépi tanulással dolgozik. Folyamatosan tanul, és minél többet tud meg a 2D formákról, annál pontosabban dolgozik. A rendszer tanulóalgoritmusait hamarosan továbbfejlesztik.

A big datahoz ezer és egy szállal kapcsolódó szakterület azért sikeres, mert viszonylag egyszerű algoritmusok is képesek komoly feladatokat végrehajtani. Például kapnak egy adatbázist a páciensről és a cukorbetegségről, majd megfelelő mennyiségű tanulás után diagnosztizálják a bajt.

A gépi tanulással, mint önálló szakterülettel ugyan a mesterségesintelligencia-kutatás 1950-es évekbeli kezdetei óta foglalkoznak, jelentőségét viszont csak az utóbbi 10-15 esztendőben ismerték fel, és egyre többen állítják, hogy a számítástudomány egyik legforradalmibb változását a saját maguk tanítására programozott rendszerek hozzák el.

„Ha mutatunk neki többszázezer formát valamiről, például egy autóról, és ha ezt követően 2D képet mutatunk az autóról, képes 3D modellt készíteni róla” – magyarázza a SurfNet specifikumát Ramani.

Technológiájuk másik újdonsága, hogy két formát egymásba tud integrálni, azaz két 2D-s képből létrehoz egy 3D-set. A megoldást „hallucinációnak” nevezték el.

A kutató szerint a SurfNet a VR térnyerésével egyre hangsúlyosabb lesz, és bízik benne, hogy az átalakítási folyamat hamarosan pillanatokig fog csak tartani. Úgy véli, hogy pár éven belül nem tudunk különbséget tenni valóság és virtuális valóság között. Filmes párhuzammal szemléltet: a kamera 2D-ben rögzíti a képeket, de a VR-ben minden 3D-nek tűnik.

Ramani és munkatársai korábban is sokat foglalkoztak 3D technológiákkal. 2017 elején mutatták be az okostelefonokat felhasználóbarát tervezőrendszerré alakító Makerpad platformot. A kifejezetten kezdőknek szánt Makerpad-del a technológiát legkevésbé értők is létre tudnak hozni 3D szkent, 3D modellt, 3D nyomatot és lézervágatot.

„A terméktervezés és gyártás vállalatok és profik, elsősorban mérnökök és művészek hatásköre. Mindenkinek vannak ötletei, de csak kiválasztott kevesek valósítják meg azokat. Óriási veszteség, rengeteg emberi kreatív erőforrást és gazdasági lehetőséget fecsérelünk el” – nyilatkozta akkor Ramani.

A platform telefonunk mélyérzékelő kamerájával szkennel tárgyakat, a szken később módosítható, digitalizálható és berakható saját 3D nyomat vagy lézervágat-tervünkbe. A tervezői folyamatoknál az okostelefonnal végzett kéziműveleteket használjuk. Tehát, ha van okostelefonunk, a platformon keresztül megvalósíthatjuk 3DP elképzeléseinket.

Az északi szomszéd Hollandia mellett Flandria is az európai 3D nyomtatás egyik központja, az 1990-es évek eleje óta jelen lévő Materialise folyamatos újításaival a szakterület világvezető cégei közé tartozik.

De az országrész 3D nyomtatása nemcsak a Materialise-ból, hanem sok más cégből is áll. A technológiában rejlő teljes potenciált pedig egyik vállalat sem tudja egyedül kihasználni, és nem véletlen, hogy a Materialise tavaszi „világ-csúcstalálkozóján” többször és többen felvetették az ipari növekedés zálogát jelentő együttműködés, közös munka lehetőségét.

A flamand additív gyártók platformja, a nonprofit Flam3D be is jelentette a 29 szervezetet, kutatóintézetet, vállalatot tömörítő demonstrációs célú Jövő családja (Family of the Future) kezdeményezést. Pontosítani akarják vele, hogy mik is a 3DP technológiák és milyen alkalmazások kivitelezhetők velük. Mivel gyorsan terjed, gyártási realitásokat, felhasználási eseteket, a 3DP prototípuskészítésen túlmutató hasznát, előnyeit akarják szemléltetni, a szélesebb nyilvánossággal megismertetni. A 14 különféle nyomtatótechnológiát használó 29 résztvevő 91 egyedi darabot printel. A partnerek az autó- és a repülőgépiparra, valamint a medicinára összpontosítanak.

A Flam3D-nek nem ez az első együttműködés-alapú projektje, korábban például szintén több vállalat részvételével egyedi kerékpárt is nyomtattak.

„A projekt elsőszámú célja, hogy bemutassuk: a 3DP technikák és alkalmazások sok és nagyon eltérő szektorhoz adhatnak pluszértéket, és azt is megfigyeltük, hogy hiányoznak az iparággal kapcsolatos ismeretek. Sok cég nincs tisztában a technológia igazi lehetőségeivel. Többek között kerámiák nyomtatásában, felszínek optimalizálásában, fém- és kerámiaalkalmazásokban, elektronika printelésében projektünk néhány tényleges újítással áll elő. Ilyen léptékű együttműködés szinte egyetlen iparágban sem látható. Új partnerségek alakulnak ki közben, és piacképes alkalmazásokat is fejlesztünk” – nyilatkozta Pieter Machtelinckx, a Flam3D kommunikációs menedzsere.

„A közös munka pluszértéket teremt. Az additív gyártásnak együttműködésre lesz szüksége a jövőben. Túl a hype-on, a 3DP ökoszisztémán belül és kívül is össze kell fognunk. Speciális problémákat általában nem egyedül old meg egy vállalat” – jelentette ki Kris Binon, a Flam3D igazgatója.

A Jövő családját novemberben mutatják be egy kortrijki prototípus expón, nemzetközi debütálására pedig szintén novemberben, Frankfurtban kerül sor.

A 3D Printing Industry jövőbe néző sorozatában ezúttal Mark J. Cola, a fémalapú nyomtatáshoz precíziós minőségvizsgáló rendszereket fejlesztő Sigma Labs vezérigazgatója fejtette ki véleményét a technológia következő öt esztendejéről.

Cola szerint az elmúlt öt év bámulatos változásaival összehasonlítva a fémnyomtatásban exponenciális változásokra számíthatunk. A még nagyobb növekedéshez, költséghatékonysághoz és a tömegtermeléshez azonban a mértani pontosságon és a minőségen is javítani kellene, amihez különösen a kritikus fémrészeknél eredményesebb folyamatmonitorozásra, összességében valósidejű minőségvizsgálatra lenne szükség.

A tömegtermeléshez három területre kell koncentrálni: egyenletes minőségre, megbízható munkafolyamatra és a termelékenységre. A múlt példáiból tanulva elismert, bizonyított minőségbiztosítási és folyamatellenőrzési megközelítést, például független platformot alkalmazhatunk. Ha minőségbiztosító mérnökök képesek még nyomtatás előtt meghatározni minden egyes rész ideális tulajdonságait, jelentősen csökkenthetők egy új gyártási megközelítés piacra vitelének kockázatai és kiadásai.

Cola az additív fémgyártás jelenlegi problémáit orvosló szabadalmaztatott minőségbiztosítási szoftverben gondolkodik. A hagyományos programokkal ellentétben nem a munkafolyamat után, hanem közben vizsgálná a komponenseket, és állapítaná meg, hogy melyik felel, illetve nem felel meg az elvárásoknak. A cégek három szempontból járnának jól vele: a fémmegmunkálásban optimalizálnák az anyagszerkezet és tulajdonságok kapcsolatát, sőt, szkenneléssel a részek mikroszerkezetének potenciális gyenge pontjait is kimutatnák. A második a geometriára vonatkozik: minden egyes réteg átvizsgálásával könnyebben kimutathatók a torzulások, és valós időben találhatnak rájuk megoldásokat. A harmadik előny, hogy a szoftverrel különféle helyeken működő többfajta printer teljesítményéről gyűjthetők egyetlen adatbázisba adatok.

A következő fél évtizedben a hagyományos gyártás és technológiák analógból digitálisba mennek át, a digitális átalakulás pedig felgyorsítja a 3D fémnyomtatás elterjedését. Még csak most kezdjük kapisgálni, mit is jelenthet mindez a 3DP-hez kapcsolódó anyagtudománynak. Teljesen új, komplex szerkezetek létrehozására alkalmas anyagok, igény szerinti anyagkombinációk várhatók, amelyekből aztán megint új anyagokat hoznak létre. Korábban többlépcsős folyamatok egységes módon kivitelezhetők, csak le kell töltenünk egy printerre termékek digitálisan tárolt specifikációit, és indulhat a nyomtatás. Így aztán korábban elképzelhetetlen ötvözetek is kidolgozhatók.

Ez a megközelítés forradalmasítja a 3D nyomtatást és a gyártást – véli az ipar 4.0 pozitív hatásait is hangsúlyozó Cola.

A föld és a légtér után lassan a vizekben is megjelenek a (részben) 3D nyomtatással készült járművek. Tengerészet és 3DP ugyan lassan találtak egymásra, de a szakértők egyetértenek, hogy az additív gyártótechnológia fontos szerepet játszhat a terület jövőjében.

Köztudott, hogy sok infokommunikációs, kifejezetten csúcs- és jövőtechnológiai megoldást a hadiiparban kísérleteznek ki, alkalmaznak először. Vízi járművek, így tengeralattjárók printelésével is többen próbálkoztak már, olyan méretes és teljes tengeralattjáró-testet viszont még soha nem nyomtattak, mint az amerikai haditengerészet. Helyszín az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium (ORNL), az ORNL partnere pedig a Navy Diszruptív Technológia Laborja.

A közel 10 méter hosszú bemutató darab (egyben a Navy legnagyobb nyomata) szénszálból készült az ORNL Big Area Additive Manufacturing 3D printerén készült. A munkafolyamat hónapok helyett napokig tartott. Maga a gép, a BAAM is úttörő darab: az ORNL és a Cincinnati Incorporated közös fejlesztésű világhírű printere az első ipari léptékű, nagyméretű részek, termékek órákon belüli gyártására alkalmas szerkezet.

Tengeralattjárók építése költséges munka, csak maga a test 600-800 ezer dollár. Nem véletlen, hogy a Navy folyamatosan figyeli az új megoldásokat, hátha valamelyikkel csökkenthetők az árak. Így jutottak el a 3D nyomtatásig is, és az ORNL-lel való együttműködés eredményeként azt a következtetést vonták le, hogy nemcsak 10-20 százalékkal csökkenthetők, hanem egészen drasztikusan, akár 90 százalékkal is levihetők az előállítási költségek.

Sok különleges tengeralattjáró-típus létezik, de főként kettőt emelnek ki közülük, amelyeket általában kiöregedő vadász-, vagy rakétahordozókból alakítanak át. A DSRV (Deep Submergence Recovery Vessel) az egyik, az SDV (Swimmer Delivery Vehicle) a másik. Az SDV „úszókat célba juttató törpe-tengeralattjáró. Kisméretű, amelyet a hordozó tengeralattjáró a célkörzetbe szállít. Az SDV-t felderítő és szabotőr kommandó partközelbe juttatására használják, a kommandósok az utolsó szakaszt úszva teszik meg. Észak-Korea használ nagy mennyiségben ilyen törpe-tengeralattjárókat déli szomszédja ellen, többnyire sikertelenül.” (Wikipédia)

A Navy és az ORNL nyomatát a hagyományos SDV-k inspirálták, de a párhuzamok ki is merültek ezzel. A szénszál-kompozitból készült darab hat fő részből áll. A teljes fejlesztési folyamat, az ötleteléstől a kész nyomatig három-öt hónap helyett kevesebb mint négy hétig tartott.

A bemutatódarabot nem szánták vízi tesztre, a következőt viszont már igen, és a kísérleteket a haditengerészet Carderock központjában (Maryland) tervezik elvégezni. A prototípust 2019 elején szándékozzák vízre bocsátani. Egyelőre nem árulnak el többet, mint ahogy a technikai részleteket is nyilván titokban tartják majd. Az adatvédelemhez blokklánc technológiát használnak.

Csökken a kereslet a geoszinkron pályát használó (GEO – a Föld forgásával megegyező irányba haladó) műholdak iránt: míg a korábbi években 20-25-öt, addig 2016-ban csak 17-et rendeltek belőlük.

A trendre reagálva, a Boeing Satellite Systems International új technológiával kezdte el tervezni és gyártani műholdjait – mondta el Mark Spiwak elnök egy friss interjúban. Szerinte az iparág jövőjét előkészítő megközelítésükkel kielégítik a nagyobb rugalmasságra vágyó ügyfelek igényeit.

Két okkal magyarázza a csökkenő érdeklődést: az egyik a nagyteljesítményű műholdrendszerekkel (HTS), különösen a ViaSatéval olcsóbb a sávszélesség, és a cégeknek át kell gondolniuk árpolitikájukat. A másik, hogy komoly összegeket fektetnek nem geostacionárius műholdrendszerekbe (NGSO – a geostacionárius a geoszinkron pálya speciális esete), és az érintett – különösen az adatvezérelt alkalmazásokon alapuló – cégek egyre komolyabb lehetőségeket látnak hibrid rendszerekben.

Mindezek ellenére egyes üzleti modellek számára a GEO műholdaknál még mindig nincs jobb megoldás, és a Boeing az ő kedvükben igyekszik járni. Az elnök kiemelte, hogy a teljesen elektromos hajtóműrendszerek és a 3D nyomtatás az iparágat átíró technológiák.

„A 3D nyomtatást szabvány tervezőfolyamataink részeként implementáljuk” – nyilatkozta.      

A Boeing idén jelentette be, hogy komoly tervei vannak a 3DP-vel, most viszont úgy tűnik, hogy a terveket át is ültették a valóságra. A májusban fellőtt SES-15 műhold szépen szemlélteti a gyártó új megközelítését. A műhold egyik rendeltetése, hogy wifi kapcsolatot juttasson el észak- és közép-amerikai repülőjáratokra.

Ötvennél több 3D nyomtatott részével és teljesen elektromos hajtóműrendszerével az SES-15 Spiwak szerint remek példa arra, hogy hogyan gyárthatnak gyorsan jól működő és költséghatékony termékeket klienskörük számára. A műhold a tervezettnél előbb készült el, és hamarabb jutott el a kilövőállomásra.

A Boeing nem az egyetlen 3D nyomtatást alkalmazó műholdgyártó. Más cégek is felismerték, hogy a technológiával komplex tervopciók közül válogathatnak, és a gyártást is felgyorsítja. Kisebb szatelliteket, például kocka-műholdakat szintén készítenek 3DP-vel. Egy indiai tizenéves nemrég nyomtatta a „világ legkönnyebb műholdját”, míg a lengyel SatRevolution startup 3DP kockaműhold-gyárat épít.   

A jelenlegi helyzetről és az elvárásokról sokat elmond, hogy a brit Surrey Satellite Technology szerint az additív gyártás „megváltoztatja a világűr gazdaságát.”