FREEDEE BLOG

A francia kamion- és katonai járműgyártó Renault Trucks a motor teljesítményét növelő 3D fémnyomtatási eljárást fejleszt. Az additív gyártással a motorok kompaktabbak és könnyebbek, összességében hatékonyabbak lesznek. A Renault állítólag már printelt is egy négyhengeres Euro 6 motor-prototípust az új módszerrel.

„Az additív gyártás megszabadít a kötöttségektől és felszabadítja a mérnöki kreativitást. Diszruptív technológia a holnap optimális teljesítményű motorjaihoz” – nyilatkozta Damien Lemasson projektmenedzser.

Az Euro 6-hoz nemcsak virtuálisan megtervezték a teljes motort, hanem ki is nyomtattak részeket (lengőkarokat és vezérműtengely-csapágy sapkákat). 600 órát tesztelték őket a motor belsejében. Sikerrel jártak.

A négyhengeres motor tömegét kb. 120 kilóval, 25 százalékkal csökkentették.

Az új eljárással főként speciális alkalmazásokra nyomtatnak kis szériában részeket. Később szeretnék bővíteni 3DP lehetőségeiket, hogy kamionok még több részének növeljék a funkcióit és persze az összteljesítményt is.

A Tennessee állambeli Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban (ORNL) eddig főként nagyméretű tárgyakat printeltek, köztük a Guinness Rekordok Könyvében is szereplő repülőgép-részt, de járművek is szerepelnek a repertoárban.

Most pont az ellenkezőjével foglalkoznak, ugyanis baktériumoknál kisebb nanoléptékű szerkezeteket nyomtattak. A művelethez speciális technikát, a nanoméretű gyártást jól kontrolláló elektronsugarakat használtak, komplex 3D forma lett a végeredmény.

Előtte szimulálták a folyamatot, onnan derült ki, milyen szögben kell mozgatni az elektronsugarakat az óhajtott mértani formákhoz. A kutatók azt is megtudták, hogy a nyomtatás a jövőben jelentős mértékben felgyorsítható.

Egy másik módszerrel, többfotonos litográfiával szintén állítottak elő nanoszerkezeteket, például fényérzékeny anyagból kastélyt egy tollhegyen.

A nnanogyártással fejlett metaanyagok és (a fényt kontrolláló) optoelektronikai eszközök készíthetők. A metaanyagok a természetben nehezen megtalálható tulajdonságokkal rendelkező anyagok, például eredeti formájukat összelapítás után is visszanyerő kerámiás nanokötegek.

Az orvosi szektorban évekig eltart, míg egy ígéretes fejlesztés bárki által használható termékké válik. Rengeteg szempontnak kell megfelelnie, lassú a szabályozás stb.

A multinacionális Medicrea először 2014-ben, az első beteg-specifikus gerincimplantátummal, a UNiD Rod technológiával került rivaldafénybe. Akkor kérelmezték az Egyesült Államok Élelmiszer és Gyógyszerügyi Hatóságától (FDA) fejlesztésük engedélyeztetését.

A technológiát azóta továbbfejlesztették, a testbe ültetendő titánimplantátumokat immár 3D nyomtatással készítik. A napokban a printelt beültetések engedélyezésére adtak be kérvényt. A 3D nyomtatás egyébként teljes mértékben kompatibilis a UNiD Lab személyre szabott sebészeti tervezésével és elemzőszolgáltatásaival.

A madarak az egyik legnagyobb akadálya repülőgépek problémamentes indulásának. Ugyan ők inspirálták a légi közlekedést, viszont komoly gondokat is okozhatnak.

A holland Clear Flight Solutions szárnyait csapkodó, repülő Robird drónja lehet a megoldás. A nyomtatott szerkezet úgy mozog a légtérben, mint egy félelmetes ragadozómadár. Ha reptereken ténykedik, elriaszthatja a valódi madarakat, és így baleseteket előzhet meg. Ez volt a fejlesztés célja.

A drónokat a német Weeze Repülőtéren tesztelték tavaly, februártól pedig munkába is állnak ugyanott. A Clear Flight bizakodott, hogy az amszterdami Schipholon is megtehetik, de a németnél szigorúbb holland szabályozás miatt nem volt lehetőség rá. Most viszont úgy tűnik, hogy a robotragadozót az Egyesült Államokban, a katonai és a polgári repülésben egyaránt kipróbálják.

Drónok, főként szakszerűtlenül használt, engedélyekkel nem rendelkező masinák persze madaraknál is nagyobb szerencsétlenséget okozhatnak. A Clear Flight igyekszik mindenkit megnyugtatni: gépeiket csak saját személyzete vagy minden szükséges jogosítvánnyal rendelkező operátor működtetheti. Eleve szolgáltatásként, profi pilótákkal együtt kínálják őket, és nem a terméket, azaz magukat a drónokat adják el. Nem kifejezetten olcsó, egy teljes nap 1000 és 1500 dollár közötti összeg. Ezzel együtt költséghatékonyabbnak tartják az alternatív megoldásoknál. Túl sok karbantartásra sincs szükség, és a drónok évekig bírják.

Hamarosan automatarendszert fejlesztenek hozzájuk, kevesebb kézi vezérlésre lesz szükség, idővel pedig egyáltalán nem kell majd hozzájuk humán operátor, és persze az árak is csökkennek.

A francia szoftverfejlesztő Dassault Systémes ritka levegőben változtatott meg képeket, kompatibilissé téve a cég 3DEXPERIENCE terméknézegetőjét a HTC Vive virtuálisvalóság-headsettel.

A virtuális és a kiterjesztett valóság (VR, AR) egymást kiegészítő technológiákként működhetnek az ipar 4.0 okos gyáraiban. A koncepcióba tökéletesen passzol a virtuális és kevert valóságon évek óta dolgozó Dassault HTC View üzleti változatára optimalizált új megoldása. Ipari gyártók a digitális környezetben alaposan tanulmányozhatnak termékeket.

Fejlesztésüket a CES-en mutatták be, az első alkalmazások az autóiparban és a medicinában várhatók.

Modern gyártótechnológiákkal, például 3D nyomtatással ultraerős 3D szerkezeteken kísérletezve, kutatók mindig rájönnek, hogy a forma és a szerkezet legalább annyira fontos a kívánt szint eléréséhez, mint maga az anyag.

MIT-tudósok a 2D formában a legerősebb anyagnak tartott grafénnel értek el meglepő eredményeket. Azt vizsgálták, hogy miért olyan erős.

Hővel és nyomással grafénlemezecskéket tömörítettek, és korallhoz hasonló szilárd szerkezetet kaptak. Ekkor jöttek rá, hogy az új anyag a korallforma miatt annyira erős. A 3D formát más anyagokkal, például műanyaggal, fémekkel utánozva grafénszilárdságú, de sokkal olcsóbb matériákat dolgoztak ki.

A grafén egy kicsit úgy „viselkedett”, mint kihajtogatáskor az összehajtogatott papír. Könnyen összegyűrődik, viszont csőbe téve vagy kisebbre méretezve masszívan „megerősödik.” A tömörített változat jóval erősebb, mint a nem tömörített.

A lehetőségek határait vizsgálva jutottak el az acél sűrűségének csak 5 százalékát elérő, viszont tízszer erősebb anyagig, amit 3D nyomtatással részben újraalkottak. Először a levegőnél könnyebb, léggömbökben a hélium alternatívájaként használható grafénszerkezetet reméltek. A tesztek azonban kimutatták, hogy a környező légnyomás tönkreteszi ezeket a szerkezeteket.

A kutatás egyik legfontosabb tanulsága, hogy a grafén ultraerős mértani alakzata más anyagokkal is újraalkotható, és ez az észrevétel több területen, például hídépítésnél alkalmazható.

A fémnyomtatás nagyágyúja, a MarkForged a CES-en mutatta be 99500 dollárnál kezdődő, szeptembertől beszerezhető új printerét, a Metal X-et és a géphez kapcsolódó szintén új atomdiffúziós additív gyártótechnológiát (ADAM). A nyomtatás egy része rétegről rétegre történik, a gép viszont a titántól az alumíniumig különféle anyagokkal dolgozik. A fémport műanyaggal kötik meg, amelyet az utómunkálatok során távolítanak el a nyomatról. A printelt részeket ezt követően fémmé zsugorítják (szinterelik). Az ADAM egyszerre szintereli az egész részt, így a fémkristályok áthatolnak a megkötött rétegeken, még erősebbé téve a nyomatot. Gyártó-, autó-, orvosi és légjármű-ipari felhasználásra alkalmas, teljesen kidolgozott tömör fémtárgy a végeredmény.

99500 dollár tetemes összeg, viszont komoly árcsökkenés a milliós nagyságrendű és szobaméretű eddigi fémprinterekhez képest. Ráadásul a technológia nemcsak fém-, hanem printelt fémöntőkből készült műanyag-részekről is szól. Hónapok helyett napokig tart.

A Metal X emellett a mostani fémnyomtatóknál komplexebb formákat és mértani szerkezeteket nyomtat.

Könnyebb részek, fejlettebb funkciók.

A GE (General Electric) bejelentette, hogy iskolák jelentkezését várja Additív Oktatás Programjához (AEP). A következő öt évben a cég 10 millió dollárt fektet két oktatási programba, amelyek kifejezetten azt célozzák, hogy kineveljék az additív gyártás jövőbeli tehetségeit. Az egyik általános és középiskolákra, a másik főiskolákra és egyetemekre összpontosít.

A GE szerint világszerte gyorsabban fogadják el az additív gyártótechnológiát azzal, hogy iskolák hozzáférhetnek 3D nyomtatókhoz. Iparágakon átívelő 3DP ökoszisztémát akarnak kiépíteni, és kifejezetten hosszútávon gondolkodnak.

Két éven keresztül 2 millió dollárral támogatják világszerte a desktop polimer 3D nyomtatók általános és középiskolai használatát. A STEM (tudomány, technológia, mérnöki diszciplínák, matematika) iránt elkötelezett, 8-18 éveseket oktató intézmények elsőbbséget élveznek.

Öt éven keresztül főiskolák és egyetemek fémnyomtató használatát támogatják világszerte 8 millió dollárral. A 3D nyomtatást, additív gyártást tantervükbe foglaló intézményeké az elsőbbség.

Az első válogatáshoz február 28-ig kell jelentkezni, a printereket tavasztól kapják meg az intézmények, de a GE 2018-ban is elfogad további jelentkezéseket. Itt kell jelentkezni, a programokkal kapcsolatos információk pedig itt olvashatók.

A francia Sculpteo a CES-en bejelentette új 3D fémnyomtató szolgáltatását, az úgynevezett Gyors Fémtechnológia (Agile Metal Technology) szoftvert. A program felfedezi és kijavítja a tervben lévő hibákat, folyamatokat automatizál, optimalizálási javaslatokkal próbálja könnyebbé tenni a 3D fémnyomtatást.

Az online 3DP fejlesztő és szolgáltató bizakodik, hogy az új szoftverrel kevesebb lesz a fémnyomtatási hiba. A szolgáltatás hat különféle aspektust kombinál: üzleti esetfelmérést (alkalmas-e a kiválasztott CAD-fájl fémnyomtatásra, vagy sem, mik a lehetséges kockázatok), tervoptimalizálást, hálógenerátort (ár- és súlycsökkentés felmérése), támogatásoptimalizálást, utófeldolgozást és kötegelt ellenőrzést.

Az additív gyártás egyre komplexebbé válik, és így nehezebb hozzáférni a projektek gördülékeny kivitelezéséhez szükséges információkhoz. Léteznek szakértő és speciális szoftverek, de nagyon drágák, és nemhogy csökkentenék, hanem növelik a gyártásidőt.

Ezeket a problémákat (is) orvosolhatja a Sculpteo új szoftvere/szolgáltatása.

A „nyújtható” (stretchable) elektronika nem sci-fi többé. Az elektronika egészét merev áramköri lapok határozták meg eddig, a Missouri Tudomány és Technológia Egyetem kutatói viszont rájöttek, hogy megnyújtott, hajlított elektronikus komponensek is kivitelezhetők. A 3D nyomtatás az újítás központi eleme.

Az elasztomer elasztikus (rugalmas) polimer, a polimer felületére építhető vezetőtípus tökéletesen alkalmas a feladatra. Meghibásodás, komolyabb teljesítménybeli következmények nélkül hajlítható, csavarható, tekerhető össze. A kutatók szerint a nyúlékony elektronika járművekbe épített rendszereknél, kütyüknél, orvosi műszereknél stb. ipari szabvánnyá válhat, sőt teljesen új technológiákat is eredményezhet.

A 3D nyomtatás azzal jön képbe, hogy az elasztomer felületére vezető anyagból printelnek vékonyka rétegeket, amivel kivételesen hajlékony elektronikát hoznak létre, megoldva a mostani rugalmas elasztomer alapok és a merev elektronikus vezetők közti kompatibilitás-problémákat. Ráadásul az additív megközelítés gazdaságosabb is a hagyományosnál, például a jelenlegi félvezetőgyártást meghatározó fotólitográfiánál.

A technológia elterjedése előtt több kihívásnak kell eleget tenni: meg kell oldani, hogy az új elektronikus dolgok huzamosabb ideig használhatók legyenek, plusz, hasonlóan rugalmas elemeket is kell készíteni hozzájuk.