FREEDEE BLOG

A 3D nyomtatott orvosi implantátumok már nem sci-fi történetek tárgyai. Most két vállalat, az Nvision Biomedical Technologies és az Invibio Biomaterial Solutions közösen fejlesztette ki az első 3D nyomtatott PEEK Interbody System rendszert, amely gerincinfúziós eszközökből áll. Pontosabban, a PEEK-OPTIMA™ segítségével létrehoztak nyaki és elülső, testen belüli gerinceszközöket, amelyekre az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) engedélyt adott, így azok mostantól elérhetők lesznek klinikai használatra.

A PEEK vagy poliéter-éter-keton egy félkristályos hőre lágyuló műanyag, amelyet gyakran használnak orvosi alkalmazásokhoz, mert sterilizálható, biokompatibilis, valamint hő-, kopás- és vegyszerálló. A PEEK a csonthoz hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, vagyis beültetés esetén elősegítheti az implantátum körüli szövetek rekonstrukcióját, felgyorsítva a csontosodást. A PEEK-OPTIMA-t már több mint 15 millió implantátumban használták, azt is lehetővé teszi a sebészek számára, hogy pontosan nyomon kövessék a beépülés előrehaladását.

Az Nvision és az Invibio ALIF gerinceszközei porózus és szilárd szerkezeteket tartalmaznak. John Devine, az Invibio orvosa kifejtette, hogy „A szilárd és bonyolult porózus PEEK-OPTIMA struktúrák kombinációja az Nvision rendszeren belül lehetővé teszi a csonttal való összenövést a rögzítés eléréséhez, miközben megőrzi a PEEK-OPTIMA előnyeit.”

Az additív gyártás révén az Nvision és az Invibio páratlan tervezési szabadságra tehet szert. A csapat a BOND3D technológiáját alkalmazta a munkához, mert a BOND3D alkatrészei minden irányban izotróp szilárdságúak és 100 százalékban tömörek tudnak lenni.

Egy magfúziós reaktorban a hőmérséklet meghaladja a 150 millió Celsius-fokot – ez több mint tízszer melegebb a Nap magjánál. A volfrám, egy ritka fém, képes elviselni szélsőséges hőmérsékleteket is, így ígéretes az atomreaktorokban való felhasználása. A volfrám azonban drága, kemény és törékeny. Ezzel a trükkös fémmel való munka előmozdítása érdekében az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma 1 millió dolláros támogatást ítélt oda az Iowa Állami Egyetem kutatóinak, hogy tanulmányozzák az atomreaktorok volfrám alkatrészeinek 3D nyomtatásának lehetőségét

A támogatás az Energiaügyi Minisztérium Versenyképes Kutatást Ösztönző Programja (EPSCoR) 36 millió dolláros alapjának a része, amelynek célja az energiával kapcsolatos kutatás előmozdítása az egész országban. Az Egyesült Államok Energia Információs Hivatala szerint az Egyesült Államokban az elektromos áram 19 százalékát atomenergiával állítják elő. 

Sougata Roy kutató, aki megkapta ezt a támogatást, óriási lehetőségeket lát a jövőben az atomenergiában. „Az egyik legfontosabb dolog, ami izgat a projektben, az az atomenergiával való munka.” – mondta Roy. „Ez a legnagyobb tiszta energiaforrás az Egyesült Államokban. Ez a károsanyag-kibocsátásmentes áram fontos a jövő szempontjából.”

Roy az Iowa Állami Egyetem gépészmérnöki adjunktusa és a támogatás segítségével additív gyártást fog használni atomreaktorok pajzsainak és alkatrészeinek gyártásához. A professzor a DREAM-TEAM projektnek nevezi törekvését: „Átfogó ökoszisztéma fejlesztése volfrám additív gyártásához extrém alkalmazásokhoz és menedzsmenthez”.

A négyéves ösztöndíjjal, Roy Yachao Wanggal, az Észak-Dakotai Egyetem gépészmérnök-asszisztensével, valamint az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának három másik laboratóriumának kutatóival fog dolgozni.

Miért a 3D nyomtatott volfrám? A wolfram kiemelkedően ellenáll a hőnek, de ellenáll a nagyenergiájú neutronsugárzás hatására bekövetkező eróziónak is és alacsony radioaktív tríciumot tart meg. Ezek a tulajdonságok ideálissá teszik az atomreaktorok számára, de kihívást jelentő tulajdonságai miatt a DREAM-TEAM kutatói a hagyományos módszerek helyett a volfrám 3D nyomtatással történő feldolgozását próbálják ki. Lézeres, porral fúvott irányított energialerakást (DED fémnyomtatás) alkalmaznak, amely során lézerrel megolvasztják a volfrámport, miközben a fémet rétegről rétegre oxigénkontrollált környezetben nyomtatják, azaz mondhatjuk, hogy hegesztik.

Tudjon meg többet a fémnyomtatási eljárásokról a FreeDee weboldalán!

Joseph Biden amerikai elnök új rendeletet ír alá a lőfegyverekkel való fenyegetések, például a 3D nyomtatott fegyverek és géppuska-átalakító eszközök (MCD-k) kezelésére. A Fehér Ház szeptember 26-án, csütörtökön jelentette be a rendeletet, a fegyveres erőszak országos csökkentésére irányuló folyamatos erőfeszítéseinek részeként.

A lépés a kormányzat szélesebb körű erőfeszítéseire épít a fegyveres erőszak csökkentésének terén. Az elmúlt években a bűnüldöző szervek jelentős növekedést tapasztaltak a 3D nyomtatott lőfegyverek használata terén. Ezeket a fegyvereket otthon is elő lehet állítani online elérhető CAD-fájlokból, ami aggályokat vet fel hozzáférhetőségükkel és bűnözői tevékenységekben való felhasználásukkal kapcsolatban.

Egy másik jelentős probléma az MCD-k egyre növekvő megjelenése. Ezek olyan kis alkatrészek, amelyek a félautomata lőfegyvereket teljesen automata fegyverekké alakítják, amelyek így másodpercek alatt több tucat lövést képesek leadni. Annak ellenére, hogy illegálisak, ezek az eszközök olcsón előállíthatók és könnyen telepíthetők. Az MCD-ket akár otthon is ki lehet nyomtatni 3D-ben, ami rendkívül hozzáférhetővé teszi őket. Az adminisztráció legújabb rendelete a fegyveres erőszak leküzdésére irányuló nagyobb stratégia részeként igyekszik szigorítani ezeknek a terjedésben lévő alkatrészeknek az ellenőrzését.

A rendelet új szövetségi munkacsoportot hoz létre, amelyet kifejezetten a 3D nyomtatott fegyverek és MCD-k jelentette veszélyek leküzdésére állítanak fel. A Fehér Házkiadott jelentése szerint az elmúlt öt évben 570%-kal nőtt az MCD-k megjelenése a tetthelyeken. Figyelemre méltó példa történt néhány nappal Biden bejelentése előtt Alabamában, ahol egy tömeges lövöldözés négy emberéletet követelt. A rendőrség úgy véli, hogy a használt fegyvert az egyik ilyen eszközzel módosították. Bár a gépfegyverré alakító eszközök régóta illegálisak, a 3D nyomtatás megjelenése hozzáférhetőbbé tette őket, felerősítve a fenyegetésüket.

Válaszul az újonnan létrehozott munkacsoport felméri a kormány azon képességét, hogy felderítse, elfogja és lefoglalja ezeket az illegális fegyvereket. Arra utasítják a munkacsoportot, hogy 90 napon belül tegyen jelentést az ilyen fenyegetések elleni küzdelemre vonatkozó ajánlásokkal, beleértve azt is, hogy szükség van-e további finanszírozásra vagy a Kongresszus felhatalmazására.

Ez a munkacsoport az alkohol-, dohány-, lőfegyver- és robbanóanyag hivatal (ATF) újonnan kialakuló fenyegetésekkel foglalkozó központjának munkájára épít. A központot azért hozták létre, hogy nyomon kövesse a tiltott lőfegyverpiacok fejleményeit és nyomon kövesse az olyan új technológiák alkalmazását, mint amilyen a 3D nyomtatás is. A központ kulcsfontosságú volt az online értékesítés megszakításában és az illegális lőfegyverek felkutatásában, de a rendelet célja, hogy ezeket az erőfeszítéseket több erőforrással és ügynökségek közötti együttműködéssel bővítse.

Felismerve ezt a növekvő veszélyt, az Egyesült Államok Igazságügyi Minisztériuma és az ATF is elindította az ANTI-MCD munkacsoportot, hogy megállítsák az MCD-k illegális gyártását és értékesítését. Ez a munkacsoport felkutatja az online eladókat és oktatja a 3D nyomtató közösséget, hogy megakadályozzák az MCD-k nyomtatását.

A lőfegyvertechnológiára való összpontosítás mellett a rendelet az iskolai biztonságot célozza. A Biden-adminisztráció azon dolgozik, hogy olyan, lövöldözés esetén követendő gyakorlatokat alakítson ki, amelyek nem traumatizálják a diákokat. Jelenleg sok iskola elővigyázatosságból tart ilyen gyakorlatokat, de egyre nagyobb aggodalomra ad okot, hogy talán több kárt okoznak, mint használnak, különösen a kisgyermekek számára.

A rendelet arra utasítja a szövetségi ügynökségeket, hogy dolgozzanak ki új irányelveket a K-12 iskolák, főiskolák és egyetemek számára e gyakorlatok elkészítéséhez és értékeléséhez. A cél az, hogy a gyakorlatok a különböző életkoroknak megfelelőek legyenek, hatékonyan készítsék fel a tanulókat és ne okozzanak felesleges szorongást. Az útmutatást várhatóan 110 napon belül teszik közzé.

A SpaceX, Elon Musk űripari vállalata licencelni fogja a kaliforniai székhelyű Velo3D fémnyomtatási technológiáját. A megállapodás értelmében a Space Exploration Technologies Corp (SpaceX) ötmillió dollárt fizet a Velo3D additív gyártási technológiákért. A Velo3D a Sapphire SLM (fémporágy fúziós) 3D nyomtatórendszereket gyártja, amelyek egyik kulcsfontosságú előnyeként az érintésmentes fémpor felhordást emlegetik, amely növeli az optimális gyártás valószínűségét.

A licenc nem kizárólagos, lehetővé teszi, hogy a Velo3D továbbra is értékesítsen fémnyomtatási technológiát más ügyfelek számára. A friss megállípodás korábbi, a SpaceX számára 3D nyomtatók szállítására vonatkozó szerződésekre épül. A SpaceX 3D nyomtatást használ a Raptor motorjaiban, Musk szerint a cég a „legfejlettebb 3D fémnyomtatási technológiával” rendelkezik.

A Velo3D rendszerek számos fejlett 3D nyomtatási alapanyaggal kompatibilisek, amelyek közül némelyik speciálisan alkalmazható a repülőgép- és űriparban. Például a GRCop-42 rezet a NASA fejlesztette ki és egyre gyakrabban használják rakétahajtóművek gyártására. A molibdénötvözetek, mint például a Hastelloy család, korrózióálló tulajdonságokkal rendelkeznek és magas hőmérsékletű környezetben, akár 1200 °C-ig is használhatók.

A SpaceX immár több mint egy évtizedes tapasztalattal rendelkezik rakétaalkatrészek 3D nyomtatásában. Ebben a virágzó magánszektorban az additív gyártás kritikus alaptechnológiának számít. Az olyan vállalatok, mint az ArianeGroup, a Relativity Space, a Launcher, a Skyrora, a KARI, az Orienspace és a NASA, mind használnak fém additív gyártást. A fémnyomtatási technológiák óriási szerepet játszanak a rakétahajtóművek fejlesztésében és gyártásában.

Az additív gyártás (AM) ipar konszolidálásának érdekében az izraeli, 3D nyomtatókat gyártó Nano Dimension Ltd. (Nasdaq: NNDM) bejelentette, hogy 115 millió dolláros készpénzes tranzakció keretében felvásárolja a Markforged Holding Corporationt (NYSE: MKFG). A Markforged körülbelül egy hónappal az ügylet bejelentése előtt bemutatott egy terméket, amely kulcsfontosságú lehetett abban, hogy a vállalat miért volt vonzó célpont a vásárlók számára.

A felvásárlásnak köszönhetően a Nano Dimension hozzá fog férni a Markforged erősségeihez a kompozit és fém 3D nyomtatás terén, beleértve a több mint 15 000 telepített Markforged rendszert. A Markforged fejlesztései bővíteni fogják a Nano Dimension AM termékkínálatát, amely eddig magában foglalja az elektronikai tintasugaras 3D nyomtatást (más elektronikai gyártási technológiákkal együtt), a nagy felbontású digitális fényfeldolgozást (DLP) nano- és mikroméretű alkatrészekhez, valamint a DLP-t fém- és kerámiatöltetű gyantákhoz.

Augusztus végén a Markforged piacra dobta a Markforged FX10 kompozit nyomtatóhoz készült Metal Kit-et, amely szépen illeszkedett a Markforged elmúlt éveinek stratégiájába. Konkrétan, a Metal Kittel a Markforged tovább fókuszált a gyártósoron felbukkanó igények kielégítésére.

A chicagói IMTS kiállításon (szeptember 9-14.) a 3dprint.com újságírója Tripp Burddal, a Markforged egyik igazgatójával beszélgetett arról, hogy a Metal Kit hogyan illeszkedik a Markforged általános stratégiájába.

„Az FX10 a legújabb generációs nyomtatónk, így a Metal Kittel két generációval lekörözi a korábbi Metal X fémnyomtatónkat a fejlesztések tekintetében: érzékelők, felépítési pontosság, ismételhetőség, megbízhatóság” – mesélte Burd. „Ennek ellenpontja, hogy a Metal X már számtalan felhasználónál és alkalmazásban bizonyított és sokkal szélesebb anyagkészlettel működik.”

A Metal Kit másik nyilvánvaló előnye, hogy az FX10 kompozit nyomtatót választó cégeknek sokkal olcsóbb ezt az adapterkészletet megvásárolni, mint egy további, különálló fémnyomtatót. Ez előnyt jelenthet minden olyan ügyfél számára, akit érdekelhet a fém additív gyártás alkalmazások fejlesztése, de még nem használna ki teljesen egy kizárólag fémekkel dolgozó rendszert. A kompozit és a fémek közötti váltás lehetősége segíthet számára széleskörű, optimális alkalmazást és ezáltal gyorsabb megtérülést elérni.

„Sok esetben a 3D nyomtatók valós környezetben való használata olyan, mint egy svájci bicskáé. Ha például kizárólag fémalkatrészek folyamatos előállítása az igény, akkor arra vannak más 3D nyomtató rendszerek is. Ha azonban különféle megerősített kompozitok és polimerek nyomtatására is szükség van, adott esetekben kompozitokat kombinálnának fémalkatrészekkel, az FX10 és a Metal Kit tökéletes választás. Azok a helyzetek illeszkednek leginkább az additív gyártáshoz, ahol az alkatrészenkénti költség és az alkatrészek összetettsége magas, a mennyiség pedig alacsony.” – mondta Burd.

Megkérdezték Burdot arról is, hogy szerinte mit tehet az iparág a 3D nyomtatók ipari elfogadási arányának növelése érdekében:

„Az AM elterjedésének növelésének legjobb módja az alkalmazások bővítése.” – mondta. „Ehhez kihívásokkal küzdő mérnökökre van szükség. Olyan eszközt kell a rendelkezésükre bocsátani, amely lehetővé teszi számukra, hogy gyorsan és költséghatékonyan megoldják a problémákat, amelyekkel nap mint nap szembesülnek. A 3D nyomtatás kiváló eszköz, de mint minden eszköz, ez is csak annyira hasznos, amennyire alkalmazzák. Tehát a terjedő készségek, a képzés és a technológia elérhetőségének kombinációja a legjobb módja annak, hogy új felhasználókat vonzzon, új felhasználási eseteket fedjen le és a technológiát egyre tovább terjessze a kritikus, rendkívül értékes alkalmazásokba.”

A Markforged felvásárlásával a Nano Dimension az additív ipar egyik legpraktikusabb területére, az ipari 3D nyomtatók gyártósori alkalmazásába lép be. Ez azért is meglepő, mert az a terület áll talán a legtávolabb a saját fő profiljától, amely a high-tech kutatás-fejlesztés.

Ha ezt a két területet jól kombinálják, az érdekes lehetőségeket teremthet az iparág fejlődésében, miközben két, teljesen különálló bevételi forrást biztosítanak maguknak a jövőben. Ha a két cég rájön, hogyan tanulhat gyümölcsözően egymástól, az így létrejövő új termékek és additív folyamatok egészen egyediek is lehetnek.

Johns Hopkins építő- és rendszermérnökökből álló csapata új 3D nyomtatási módszert fejlesztett ki. Az új megoldás olyan fúvókát használ, amely a nyomtatási folyamat során megváltoztathatja méretét és alakját, ezzel feloldva a fix fúvókaátmérőjű, hagyományos 3D nyomtatók sebesség-felbontási kompromisszumát.

A kutatók azt állítják, hogy az új fúvóka, más néven AN3DP, a repülőgép-alkatrészektől és a puha elektronikai eszközökön át a szerkezeti elemekig sokféle eszköz nyomtatását fejlesztheti. A csapat munkája, a „Többléptékű 3D nyomtatás aktív fúvókaméret- és alakszabályozással” a Science Advancesben jelent meg.

„A hagyományos 3D nyomtatók fix átmérőjű fúvókákat használnak, amelyek korlátozzák a felbontást vagy a sebességet. A kisebb fúvókák javítják a felbontást, de lassítják a nyomtatást, míg a nagyobb fúvókák növelik a sebességet, de csökkentik a részletességet. Az AN3DP megoldás felülkerekedik ezen azáltal, hogy alkalmazkodik az egyes nyomtatandó elemek speciális követelményeihez, lehetővé téve a nagy felbontást és a gyorsabb nyomtatást egy munkafolyamatban.” – mondta Jochen Mueller, az egyik szerző, a Whiting School of Engineering Egyetem Építőipari és Rendszermérnöki Tanszékének adjunktusa, aki Seok Won Kangga, posztdoktori ösztöndíjassal dolgozott együtt a projekten.

Az emberi és állati visszahúzható markoló-mechanizmusok által ihletett AN3DP nyolc mozgatható csapot használ, amelyeket motorok vezérelnek, hogy megváltoztassák a fúvóka alakját és méretét. A csapokat egy rugalmas membrán köti össze, amely lehetővé teszi, hogy a fúvókából kilépő anyag egyenletes formát vegyen fel. A mérnökök szerint a mozgatható csapok és az elasztikus membrán együttesen rendkívül összetett szerkezetek pontos 3D nyomtatását teszik lehetővé.

"Ennek az adaptív fúvókának az egyik fő előnye, hogy képes csökkenteni a hagyományos 3D nyomtatásban gyakori "lépcsős" hatást" - mondta Mueller - „Ez a hatás, amely a népszerű Minecraft játék kockás figuráira emlékeztet, akkor jelentkezik, ha lejtős vagy ívelt felületeket nyomtatnak rögzített fúvókaméretekkel, ami kis, látható lépések sorozatát eredményezi, nem pedig sima felületet. A fúvóka alakjának és méretének a nyomtatási folyamat során történő beállításával simább, folyamatos felületeket hozhatunk létre, javítva a nyomtatott tárgyak általános minőségét.”

Míg az AN3DP két fő kihívást old meg a 3D nyomtatásban – a pontosságot és a sebességet –, ennek megvannak a maga hiányosságai – mondja a csapat. Például a jelenlegi fúvókakialakítás kézi összeszerelést és tisztítást igényel és csak egyetlen típusú additív gyártási folyamathoz használható. Mueller és Kang a design finomításával kívánja kezelni ezeket a korlátokat és praktikusabbá tenni a megoldást a széleskörű hazsnálathoz. Céljuk továbbá, hogy az AN3DP-t az elterjedtebb műanyagszál-olvasztásos 3D nyomtatás (FFF, FDM) számára adaptálják, amely kiterjesztené alkalmazását a mindennapi és ipari felhasználásra.

A vasúti berendezéseket gyártó Wabtec a Nikon SLM Solutions fémnyomtatási technológiájának kiaknázásával javította áramszedőinek gyártását és teljesítményét.

A vállalat szerint ez az együttműködés jelentősen, 70%-kal csökkentette az alkatrészek tömegét és az életciklus költségeit, és 50%-kal csökkentette a gyártási időt. A Nikon SLM Solutions SLM 500-as gépének és az AM-ben szerzett széleskörű szakértelmének felhasználásával a Wabtec újratervezte az áramszedő felépítését, így több mint 17 különálló alkatrészt egyetlen, rendkívül hatékony komponensben egyesített.

Az AlSi fémporból készült új alkatrész kompakt kialakítással büszkélkedhet, amely javítja a rendszer általános megbízhatóságát, miközben jelentősen csökkenti a levegőszivárgás kockázatát; ez állandó probléma a hagyományos gyártási folyamatban. Ez az optimalizált kialakítás 30%-os teljesítménynövekedést is eredményezett, elsősorban a továbbfejlesztett légáramlás-szabályozás révén, ami hatékonyabbá tette az alkatrészt működési környezetében.

„Ez az együttműködés a Nikon SLM Solutions vállalattal lehetővé tette számunkra, hogy kitágítsuk a biztonság és a hatékonyság határait a vasúti közlekedésben. Az AM áramszedő automatikus leejtő eszközének innovációja és teljesítménye új szabvány lesz az iparágban” – mondta Henri de Chassey, a Wabtec Railway Transit alkalmazásainak 3D nyomtatási szakértője.

A Wabtec áramszedő automatikus leejtő eszközének 3D nyomtatott alkatrésze.

A Wabtec additív gyártás bevezetésére irányuló lépését az áramszedő berendezések hagyományos gyártási módszereivel kapcsolatos kihívások is befolyásolták. A hagyományos eljárás során olyan problémákkal szembesültek, mint a levegő szivárgása, a hosszabb forgalomba hozatali idő, valamint az alkatrészek összeszerelésének bonyolultsága, több beszállító bevonásával.

A fém 3D nyomtatás beépítésével a Wabtec csökkentette az alkatrész tömegét és gyártási idejét is. Ezenkívül az új kialakítás csökkentette a szükséges pótalkatrészek számát, így az ellátási lánc kezelését is. Az alkatrészek mennyiségének csökkenése az életciklus-költségek csökkenéséhez is hozzájárult, mivel csökkentette a karbantartási igényeket és megnövelte a tervezési rugalmasságot.

Az additív gyártásra való átállás azonban nem volt mentes a kihívásoktól. Kulcskérdés volt az újonnan tervezett komponensen belüli belső csatornák tisztítása, amely az alkatrész működőképességének biztosításához volt szükséges. Ennek kezelésére a Wabtec és a Nikon SLM Solutions speciális tisztítási eljárást fejlesztett ki.

Ezenkívül a csapat további tervezési kiigazításokat hajtott végre az alkatrész működése során fellépő lehetséges vibrációs problémák megoldása érdekében. Ezek az intézkedések fontosak voltak annak biztosításához, hogy az új nyomtatott alkatrész megfeleljen a Wabtec biztonsági és teljesítményszabványainak. A projekt során a Nikon SLM Solutions szakemberei technikai támogatást és útmutatást nyújtottak, hozzájárulva az újratervezett komponens fejlesztéséhez és megvalósításához.

A Nikon SLM Solutions SLM500 3D nyomtatója

A vasúti ipar egyre jobban támaszkodik 3D nyomtatási technológiákra. A közelmúltban a Hitachi Rail ARGO 500 3D nyomtatókat vásárolt a Roboze-től, hogy fellendítse a prototípusok és pótalkatrészek gyártását a vasúti ágazatban. A nyomtatók nagy szilárdságú polimereket fognak használni, mint például az ULTEM 9085 és a Carbon PEEK, amelyek felváltják a hagyományos fémmegmunkálási módszereket a gyorsabb és költséghatékony gyártás érdekében. A fejlesztés célja az ellátási kihívások kezelése és a működési hatékonyság növelése a vasúti ágazatban.

Kutatók speciális formaadó sablonokat nyomtattak olyan edényekhez, amelyek elősegítik az embriók növekedését az in vitro fertilizációs (IVF) kezelések során. Ezek az edények különböző formájú apró mélyedéseket tartalmaznak, amelyek jobban támogatják az embrió növekedését, potenciálisan növelve a sikeres IVF-kezelések esélyeit.

A B9Creations 3D nyomtatójával a Vanderbilt Egyetem és a Tennessee Termékenységi Intézet kutatócsoportja olyan öntőformákat tervezett, amelyek lehetővé tették számukra, hogy a hagyományos módszereknél olcsóbb és gyorsabb módon készítsék el ezeket a speciális WOW (well of the well) edényeket. Az egérembriókkal végzett tesztek során a félgömb alakú mélyedésekkel ellátott edények jobban segítették az embriók fejlődését, mint a hagyományos IVF-edények.

Az IVF kényes folyamat, az emberek esetében a sikerességi ráta még mindig 33% alatti. Ahogy a jobb eredmények iránti igény növekszik, a kutatók és orvosok folyamatosan új technikákat keresnek az embriókultúra javítására – ez az a szakasz, amikor az embriókat a testen kívül növesztik és táplálják a beültetés előtt. Az egyik ígéretesebb újítás ezen a téren a WOW kultúra rendszere. Új módot kínál az egyes embriók tárolására fejlődésük korai szakaszában.

A hagyományos embrió edényekkel ellentétben, ahol az embriók ugyanazon a cseppnyi „tápon” osztoznak – egy tápanyagban gazdag oldat, amely támogatja a növekedésüket –, a WOW rendszer minden embriónak saját kis „mikromélyedést” ad. Ezek a mikrolyukak külön tartják az embriókat, de továbbra is hozzáférnek egy nagyobb közös térhez, amely közös tápoldatot tartalmaz.

Ez a módszer segíti az embriók növekedését, kevesebb zavaró tényezővel és jobb hozzáféréssel a szükséges tápanyagokhoz. A kutatók arra jutottak, hogy a mikrolyukak alakja és mérete nagyban befolyásolhatja az embriók fejlődését, és a mélyedések formájának testreszabása a WOW rendszerben még jobban segítheti egészséges fejlődésüket.

A Nature magazinban megjelent jelentésükben a csapat elmondta, hogy a 3D nyomtatás kulcsfontosságú volt innovációjukban. Formaadó sablonok készítéséhez a B9Creations DLP 3D nyomtatóját használták. Miután megvoltak a formák, egy puha anyagot, úgynevezett polidimetilsziloxánt (PDMS) öntöttek bele. Miután a PDMS megkeményedik a 3D nyomtatott öntőformában, kiveszik azt. Ez a darab az úgynevezett WOW betét. Vannak benne apró mélyedések vagy zsebek az embriók számára. Ezeket a WOW betéteket ezután a szokásos IVF-edényekbe rögzítik. Ez az új edény, benne a WOW betéttel, segíti az embriók jobb növekedését.

Az egyik legizgalmasabb felfedezés az volt, hogy a mikrozsebek formája óriási szerepet játszik az embriófejlődésben. A kutatók különféle formákat teszteltek, köztük félgömb-, piramis- és csonkakúp-kialakításokat, és azt találták, hogy a félgömb alakú mikrolyukakban nevelt embriók mutatták a legjobb eredményeket. A félgömb alakú forma jobban utánozza az embrió természetes környezetét, így jobb esélyt ad a fejlődésre.

Az eredményt az alapján mérték, hogy az embriók milyen jól fejlődtek blasztocisztákká, ami egy olyan, fontos szakasz, amely segít az orvosoknak megjósolni a sikeres terhesség esélyeit. Ez a felfedezés megnyitja az ajtót a mikromélyedések tervezésének optimalizálásával kapcsolatos további kutatások előtt, hogy még jobb eredményeket érjenek el az emberi IVF-kezelések során.

3D nyomtatás használatával a kutatók gyorsan és olcsón iterálhatták terveiket, olyan formákat állítva elő, amelyek nyomtatása mindössze 60 dollárba került, és olyan betéteket, amelyek egyenként mindössze 77 centbe kerültek. Ez az alacsony költségű eljárás a WOW-rendszert világszerte elérhetőbbé teheti a termékenységi klinikák számára. A tanulmány ráadásul feltárta, hogy a 3D nyomtatott WOW edények, különösen a félgömb alakú mikrozsebekkel, felülmúlták teljesítményükkel a kereskedelmi forgalomban kapható alternatívákat.

A Deloitte globális vállalat még 2017-ben közzétett egy jelentést a kereskedelmi ingatlanok (CRE) innovációiról, amelyben felsorolt ​​„öt olyan témát, amelyeket a kereskedelmi ingatlan tulajdonosoknak üzleti stratégiájuk szerves részének kell tekinteniük”. Az egyik ilyen téma a 3D nyomtatás volt. Most úgy tűnik, hogy az additív nyomtatás vagy inkább additív építkezés (AC) végre a kereskedelmi ingatlanszektorba is betörhet. Az Egyesült Államok történetének egyik legnagyobb 3D nyomtatott CRE projektje során a Walmart amerikai kiskereskedelmi óriás 8000 négyzetméterrel bővítette szuperközpontját a Tennessee állambeli Athens-ban.

A Walmart érdeklődését felkeltette a háznyomtatás, amelyet gyakran az ország lakáshiányának potenciális megmentőjeként mutatnak be, és azt szerette volna megvizsgálni, hogy valóban felhasználható-e a technológia a bővítés gyorsabb és alacsonyabb költségű megépítésére.

„A Walmart mindig az innovációra és a fejlődő technológiák kiaknázására törekszik, és ahogy egyre mélyebbre ástunk a 3D betonnyomtatásban rejlő lehetőségekben, úgy döntöttünk, ez egy olyan irány, amelyet érdemes kipróbálni.” – mondta Mike Neill, a Walmart amerikai építőipari alelnöke.

Az Athens-i bővítmény nem kiskereskedelmi üzlet, hanem egy olyan raktárhelység, ahol a vásárlók által online vásárolt cikkeket tárolják, mielőtt azokat kiszállítanák vagy átadnák. A multinacionális vállalat jelenleg több mint 200 ehhez hasonló kiegészítő épület építését tervezi, ezért fontos szempont az idő- és költségtakarékosság.

A Walmart az Alquist 3D AC céget bérelte fel, hogy építse meg a bővítést 3D betonnyomtató (3DCP) robottechnológiájával. A tavaly Coloradóba költözött fiatal cég rengeteg tapasztalattal rendelkezik a lakáspiacon, 3D nyomtatott otthonokat épített egyedül és a virginiai Habitat for Humanity segítségével. A három Habitat házban megfigyelőrendszerek találhatók, amelyeket a Virginia Tech kutatói telepítettek. Az érzékelők a beltéri környezet minősége, a gázok és a páratartalom tekintetében azt mutatják, hogy a 3D nyomtatott otthonok jobban teljesítenek, mint a hagyományos építésű házak.

Az iowai otthonok 3D-nyomtatására irányuló, tavalyi projekt azonban nem sikerült olyan jól. A cég több szállítórendszert és anyagot is kipróbált az első ház külső falainak nyomtatásához, de a szerkezetet a felületi repedések miatt lebontották.

„Úgy gondolom, hogy ez a példa jól bemutatja azokat a nehézségeket, amelyekkel a 3D épületnyomtatás ma szembesül. A hőmérséklet, a páratartalom, a víz és a mindenféle környezeti tényező bonyolítja a feladatot.” – magyarázta Pete Evans, az Iowa State University (partner a projektben) ipari formatervezési adjunktusa.

 Az Alquist 3D AC kemény leckéket tanult az iowai projekt során, többek között azt, hogy minden alkalommal K+F folyamatra van szükség, amikor az épületnyomtató berendezésüket új éghajlaton kell használják, mivel a hőmérséklet-eltolódások mindenféle problémát okozhatnak a betonnal.

 A vállalat hőmérsékleti problémákba ütközött a Walmart bővítésekor is, mivel Tennessee-ben nyáron meleg és párás az idő. A csapatnak lényegében le kellett hűteni a túlhevülő betont vízzel a nyomtatáshoz ideális hőmérsékletre. Ráadásul az Alquist eredeti szivattyúja így nem tudott dolgozni az anyaggal és több tömlő eltömődött a folyamat során.

„Ez része egy új technológia bevezetésével járó kihívásnak” – mondta Zack Mannheimer, az Alquist 3D elnöke és alapítója.

 A projekt több hetet csúszott a fent említett problémák, valamint a helyi építési engedélyek megszerzésének nehézségei miatt. De ahogy telt az idő, a dolgok könnyebbé és hatékonyabbá váltak. Az Alquist AC együttműködött az FMGI-vel, egy fővállalkozóval, amely számos korábbi építési projektet hajtott már végre a Walmart számára. A 3D nyomtatás és a hagyományos konstrukciós módszerek kombinálásával a csapat sikeresen befejezte a Walmart bővítését.

Nem láthattunk sok ekreskedelmi ingatlan projektet eddig 3D nyomtatással, mert a híradásokkal ellentétben a technológia nem mindig gyorsabb vagy olcsóbb, mint a hagyományos építkezés. A Walmart projekt nem fejeződött be az ütemterv szerint és a hírek szerint az áruház bővítésének 3D nyomtatási költsége körülbelül annyi volt, mint ami a szokásos módszerekkel lett volna. A Walmart azonban láthatóan elégedett volt, mivel már felbérelték az Alquist AC-t egy másik hasonló építési projekthez.

A kínai Hanglun Technology a világ legnagyobb titánötvözetből készült kerékpárgyártója. A vállalatról sokat elárul hogy a hatalmas ázsiai ország piacának nyolcvan százalékát uralja, évente közel húszezer vázat gyártanak, komoly márkák beszállítói, jelenleg ők kínálják a világ legjobb minőségű titánötvözeteit.

A szintén kínai ipari 3D nyomtatócég Farsoon jóvoltából most nagyon könnyű, teljesen egyedire kialakítható, printelt titánkerékpárokat kínálnak. Az ötvözet azonban nemcsak könnyű (a kerékpár-váz tömege 1,4 kiló), hanem erős és tartós is, remekül ellenáll a korrózióval szemben.

A titánötvözet e tulajdonságai miatt népszerű olyan szektorokban, mint a repülőgépgyártás, az autóipar, orvosi műszerek, fogyasztói elektronika. 

Az anyag megdolgozása viszont közismerten nehéz. Egyedülálló szerkezeti tulajdonságai miatt nagy pontosságot igényel minden lépésnél, de különösen a hegesztésnél kell odafigyelni, hibátlanul kivitelezni. Mivel a feldolgozáshoz kivételes szakértelem szükséges, a gyártási költségek nőnek, összességében pedig a végtermék ára is.

2023-ban a Hanglun Technology a Farsoon FS350M négylézeres fémnyomtató rendszerébe invesztált. A befektetést azzal az ambiciózus céllal végezték, hogy a technológiával évi ötvenezer titán kerékpár-alkatrészt gyártanak majd. Az alkatrészek nagyvolumenű gyártásban és egyedi modellekként egyaránt előállíthatók.

A hangsúly az ötvözettel készült darabok kiváló minőségén, nagyobb szilárdságán, kisebb tömegén és ritkaságszámba menő tartósságán van. A Hanglun Technology vezetősége elmondta, hogy a fém 3D nyomtatás megváltoztatja az iparágat, újabb és újabb innovációk motorja, ráadásul remekül passzol a nagyvolumenű gyártásnál alkalmazott hagyományos, precíziós öntéshez is. A 3DP-t főként kisebb, egyedi projektekhez alkalmazzák.

A két technológia kombinációjával bővülnek a lehetőségek, könnyebb összetettebb és egyedibb kerékpárokat építeni. Csökkennek a költségek, kisebb a környezeti lábnyom, felgyorsul a tervezés, gyakoribbak az iterációk, javul a kerékpár általános teljesítménye.