FREEDEE BLOG

A Netflixen 2000. október óta futó Emily Párizsban sorozat kezdettől megosztja a nézőket. Számunkra azonban fontosabb, hogy az augusztus tizenötödikén indult negyedik évadban láthatunk egy részben 3D nyomtatással készült kézitáskát is.

A divat már csak azért is a sorozat főtémái közé tartozik, mert a világ egyik divatővárosában játszódik. A COMET (Üstökös) nevű kézitáskát a megosztó címszereplő, Emily (Lily Collins) kezében látjuk. Ruhatárát egyesek ugyan megbotránkoztatónak tartják, megjelenése viszont ezzel együtt, vagy inkább ezzel is megerősítve, mindig élvonalbeli, sikkes és kalandor, és persze elegáns.

A Marilyn Fitoussi által vezetett jelmezrészleg most viszont a ruharepertoár additív gyártással készült darabbal történő kiegészítése mellett döntött. A technológia kedvelt a divatvilágban, elég csak a holland Iris van Herpenre utalni, de Björktől Rosalíaig hírességek sora viselt már printelt ruhadarabot. A szektor számára nyomtatót is fejlesztettek, például a Stratasys.

Tervezők egyre inkább látják a 3D nyomtatásban rejlő lehetőségeket, és ha tehetik, élnek velük. Fenntarthatóbbá teszi a divatipart, személyre szabottabb, egyedibb darabok készíthetők vele.

Ilyen az új táska is. Szilikonból készült, és már az Emily Párizsban negyedik évadja előtt is megvolt. Az Inconnue divatházat képviselő Laura Deweilde tervező és a szilikonalapú 3DP-megoldásokat szolgáltató Lynxter mérnöke, Thomas Batigne közös munkája.

Nem csoda, hogy támadják, hiszen borjúbőrből készült. A díszítő virágok printelt szilikonból, a szőlő antocianinokból állnak. A teljes egészében Made in France darabot az ipar és a divat keverékeként méltatták, űrhajóhoz hasonló, futurisztikus luxuscikként beszélnek róla.

Deweilde elmondta, hogy organikusabb formákkal, például virágmintákkal akartak dolgozni. A 3D nyomtatás architekturális, mértani jegyekkel gazdagította a természetes formákat, amelyeket printelés után tettek a táska felületére.

A digitális iker egy tárgy vagy rendszer virtuális másolata, reprezentációja, de több egyszerű modellezésnél: átfogja az utánzott valami teljes életciklusát, valós idejű adatok alapján frissítik, szimulációt, gépi tanulást használva segít következtetések levonásában és a döntéshozásban. Megkönnyíti (például printelt) rendszerrészek viselkedésének előrejelzését.

A gyártástól a medicináig, egyre több alkalmazásban, természetesen a 3D nyomtatásban is élnek a technológia lehetőségeivel. Piaca a 2022-es 6,9 milliárd dollárról a Markets and Markets elemzése alapján 73,5 milliárdra nőhet 2027-re. Az ipar 4.0-nak ugyanolyan fontos szereplője, mint az additív gyártás. A két digitális technológiát viszont csak az utóbbi években kezdték közös nevezőre hozni.

Digitális ikrek CAD-dal, generatív tervezőszoftverrel, 3D szkenneléssel megtámogatva hozhatók létre. A piacon szerencsére nő a kifejezetten erre a technológiára kitalált programok száma, és egyre több fejlesztő integrálja termékébe a 3D nyomtatással történő munka lehetőségét.

Az additív gyártás szempontjából négyféle digitális ikreket különböztethetünk meg: folyamatokat, gépeket, üzemeket és termékeket utánzókat, tehát a gyártás különböző fázisaiban használhatók. Az első a 3D nyomtatás szimulációja tervezéshez, gyártáshoz és karbantartáshoz. A második elsősorban printerekről szolgáltat például a javításnál figyelembe vehető értékes infókat. A harmadik az első kettő nagyobb léptékű, a teljes üzemre kiterjedő kombinációja. A negyedik termékek optimalizálásában, tesztelésében, teljesítmény-előrejelzésében nyújt segítséget.

A digitálisiker-technológia nyomtatott darabok minőségellenőrzésében lehet még különlegesen hasznos. Mivel az additív gyártásban, a pontos paraméterek megvalósításához extenzív tesztelésre van szükség, virtuális jellegük miatt az ikrek ideálisak hozzá, a fizikai tesztek kihagyásával sok pénz és anyag spórolható meg velük. A nyomtatási folyamat állandó monitorozásával tovább javíthatók a paraméterek, összességében pedig javul a minőségbiztosítás.

Szintén komoly előrelépés, hogy teljes üzemek „ikresítésével”, nyomtatófarmok szintén optimalizálhatók – nemcsak egyes gépek, hanem az egész rendszer.

A lakhatósági válság, a lakáshiány a világ egyre több térségét, egyre inkább sújtja. Egyesült Államok, India, Európai Unió – a probléma szinte mindenhol jelen van már, mert egyszerűen nincs annyi lakás, mint amennyi iránt kereslet mutatkozik.

A jelenség Dél-Amerikát a világátlagnál nagyobb mértékben érinti. A kontinens második legnépesebb országában, Kolumbiában különösen rossz a helyzet. Az ENSZ Fejlesztési Programja (UNDP) felfigyelt a helyzetre, és 3D nyomtatással próbál segíteni.

2023-ban 3,7 millió háztartás (az ország negyede) volt érintett. Emellett minden harmadik családnak szerkezeti fejlesztéseket kell végeznie az otthonán, ami súlyosbítja a helyzetet. A történelem során 2022 óta először baloldali kormány, a 2023-26-os Nemzeti Fejlesztési Terv keretében igyekszik orvosolni a problémát, lakáshoz juttatni az alacsonyabb jövedelműeket is.

A világ 177 országában aktív UNDP ebben játszik szerepet. Most éppen egy Crane WASP 3D épületnyomtatót szereznek be, A fenntartható gazdasági növekedést és fejlődést támogató UNDP köztudottan a szegénység megszüntetésére törekszik. Az épületnyomtatás nemcsak az ország, hanem a régió számára is fontos változás.

A többi épületnyomtatóval ellentétben, a Crane WASP beton helyett közvetlenül a talajból kinyert helyi, valamint természetes anyagokkal, például mezőgazdasági hulladékkal printel. Az UNDP fenntartható fejlődés melletti elkötelezettségének ismeretében, teljesen egyértelmű a gépválasztás.

A printer mobil és sokoldalú, akár statikus gépek számára nehezen elérhető vagy elérhetetlen, kihívásokkal teli terepen is működtethető. Mivel kevés energiát fogyaszt, távoli, sivatagos területeken előnyös vele dolgozni. Pontosan azokról a (rurális, sivatagi, erdős, hegyes) környékekről van szó, ahol Kolumbiában nagy a lakáshiány.

A WASP projektjeinek lényege az emberiséget hatékonyan támogató technológiák fejlesztése. A cég bizakodik, hogy épületnyomtatóival túllépnek a földrajzi határokon, és mindenhol megvalósul a fenntarthatóbb építkezés. Egy biztos: a technológia népszerűsége folyamatosan nő.

Építkezni a Holdon és más égitesteken ma már nem tűnik annyira elrugaszkodott sci-finek, mint akár egy-két évtizede. Ezirányú kutatások folynak, projektek születnek.

A holland Delfti Műszaki Egyetem kutatói 2023 elején kapták meg a támogatást ötéves AM-IMATE kezdeményezésükhöz. A program részeként innovatív építőanyagokkal, köztük élőkkel is kísérleteznének az űrben.

Mikroorganizmusokon alapulnak, így képesek magukat helyreállítani. A létrehozott anyag gombasejtek, fa, baktériumok és hidrogél kompozitja. A gombára azért esett a választás, mert robusztus, ellenáll a körülményeknek, és viszonylag könnyen termeszthető.

Gyökérzetük kommunikálni is tud a környezettel. Szenzorhálózaton keresztül küld jeleket, és érintkezik az organizmussal. Az anyagkeverék 3D nyomtatással szerkezetekké feldolgozható tinta.

Önjavító készsége mellett, mivel organikus, hozzájárul a fenntarthatósághoz. A kutatók elmondták, hogy anyaguk könnyebb és környezetbarátabb, mint a jelenleg használatban lévők.

Munkájuk egy része kompozitok repülőgép-belsők építőanyagaként történő használatára összpontosít. Ha a mostani anyagok bioanyagokkal helyettesíthetők, akkor a körkörös (cirkuláris) gazdaság ezen a területen is megvalósítható. Ha a csere megtörténik, megszűnik a függés a fosszilis tüzelőanyagoktól, és több az életciklus-végi hasznos opció.

Élő anyagokkal a repülőgép-alkatrészek lebonthatók, és visszakerülhetnek a természetbe, ahol nem szennyeznek.

A légjármű-ipari alkatrészekhez szánt szerkezetek, a kutatók elképzelései alapján a teljesítmény és a tartósság tekintetében egyaránt lenyűgözők lehetnek. Élő organizmusként működnek, érzékelik a mechanikai igénybevételt, és alkalmazkodnak hozzá.

Az anyag ezért is izgalmas a világűrhöz, ahol új élőhelyek alapját képezheti. Ottani anyagokat remekül lehetne kombinálni gombákkal. Így is segítenék a helyi erőforrások hatékony kiaknázását.

A Heidelberg Egyetem szerint mikroalgák, például egyes zöld algák különösen alkalmasak fenntartható anyagok 3D lézernyomtatásához. Most fordult elő először, hogy egy kutatócsoport mikroalgákból kinyert biotintából printelt komplex és biokompatibilis mikroszerkezeteket.

Az anyagot implantátumokhoz és 3D sejttenyészetek állványzataként használhatják a jövőben. A 3D nyomtatótechnológiák közül a kétfotonos lézernyomtatással lehet legjobban dolgozni mikro- és nanoléptékben. A felbontással különösen elégedettek, a fotonikától, mikrofolyadékoktól a biomedicináig, több területen számíthatunk alkalmazásokra.

Eddig főként petrolkémiai alapú polimereket használtak tintaként a rendkívül precíz lézernyomtatás-eljáráshoz. Ezek a polimerek azonban hozzájárulnak a fosszilis tüzelőanyagok használatához, üvegházhatású gázok kibocsátásához, és mérgező összetevőket tartalmazhatnak.

Velük szemben, gyors növekedésük miatt a mikroalgák remek „biogyárak” fenntartható nyomtatóanyagok előállításához. Tenyésztés közben pedig lekötik a széndioxidot. Érdekes módon, hiába rendelkeznek sok előnnyel, szinte senki nem kezeli őket a fényalapú 3D nyomtatás nyersanyagaként.

A kísérlethez két algafajtát – egy kovamoszatot és egy zöldalgát – választottak ki. Mindkettő nagy mennyiségű folyadékot, triglicerideket tartalmaz. Kivonatolták belőlük, majd akrilátokkal funkcionálissá tették azokat, hogy a nagy sugárzás mellett gyorsan menjen a keményedés. A mikroalgákban jelenlévő, fényre aktiválódó zöld pigmensekről bebizonyosodott, hogy alkalmasak fotoiniciátoroknak. Ha fénynek vannak kitéve, a tintát 3D szerkezetté szilárdító vegyi reakciókat indítanak el.

Így elkerülhető a hagyományos tintákban megtalálható, potenciálisan mérgező adalékanyagok használata.

Az új tintával különféle 3D mikroszerkezeteket hoztak létre. A szerkezetek komplexek, például üregekkel is rendelkeznek. Kompatibilitásukat sejttenyésztésnél is vizsgálták. Kb. huszonnégy óra tenyésztésnél szinte száz százalékos túlélési arányt figyeltek meg.

A SWISSto12 műholdas és rádiófrekvenciás (RF) termékeket gyárt. Augusztusban tízmillió dolláros szerződést kötöttek vele, hogy egy európai OEM-nek készítsen a tengeri biztonságot javító felszerelést. A hír nem sokkal azon bejelentés után látott napvilágot, hogy a svájci cég RF-antennákat szállít a Northrop Grumman kommunikációs műhold-alkalmazásához. 

A vállalat antennarendszerek széles portfolióját kínálja. Az antennákhoz kihasználják innovatív tervezési módszerüket és szabadalmaztatott 3D nyomtatótechnológiájukat.

Tevékenységük célja, hogy következőgenerációs RF kommunikációs és érzékelő-termékeket szállítsanak tengeri, légi és földi alkalmazásokhoz. Jól állnak.

A 3D nyomtatótechnológia rádiófrekvenciás termékalkalmazásokhoz történő használatát illetően ugyanis a SWISSto12 rendelkezik világ legnagyobb IP-portfoliójával. Ezek a termékek könnyűek, kompaktok és robusztusak, ügyfelek dicsérik őket. 

Teljesítményűk iparági vezetővé emeli az antennákat, antenna-alkatrészeket. Ennek köszönhetően a termékek ideálisak nehéz körülmények közötti, például tengeri alkalmazásokhoz.

A régi antennákat hagyományos gyártási és összeszerelési megkötések korlátozzák. A szabadalmaztatott 3D nyomtatótechnológiákkal a svájci vállalat túllép rajtuk, nagyon komplex és könnyű darabokat tud készíteni. Ezek a nyomatok optimalizálják a teljesítményt, hatékonyságot, lefedettséget.

Széleskörű előnyökkel járó, új antenna-teljesítmény kategóriáról beszélhetünk – vélik a SWISSto12 szakemberei. Tengeri, légi és földi környezetekben történő biztonságos alkalmazások profitálhatnak sokat belőle.  

A linzi Kepler Egyetemi Kórházban sikeresen beültették az első kerámia állkapocs-protézist egy betegbe. A műtét komoly előrelépés az orvostudományban, a 3D nyomtatás egészségügyi alkalmazásaiban. Az eljárás az Európai Unió által finanszírozott, számos területről érkező tizenkilenc partnerrel futó, interdiszciplináris INKplant projekt része. 

A printeket értelemszerűen a kerámianyomtatásban világelső osztrák Lithoz fejlesztette, míg a munkát a Profactor GmbH vezeti. Az implantokat súlyos állkapocs-sorvadásban szenvedő személyeknek készítik. Esetükben a fogak elvesztésével jelentősen romlik a csontok állapota, és ezért a hagyományos fogsorok vagy beültetések nem használhatók.

A kezelés általában, sok idős beteg számára a kapcsolódó egészségügyi kockázatok miatt kivitelezhetetlen invazív csontátültetést igényel. Az új, innovatív fejlesztés beültetéséhez azonban nincs szükség csontátültetésre, és úgy tervezték, hogy a sebészi beavatkozás és a felépülés idejét is minimalizálják.

A Lithoz LCM technológiájával biokompatibilis és nagyon szilárd cirkónium-oxidból készült implantátumot eleve úgy alakították ki, hogy a csonthártya alá illeszkedjen. Mindössze egyetlen műtét kell hozzá, amellyel a gyógyulási idő a negyedére csökken.

A sikeres beültetést követően valószínűleg az Agensmed GmbH szabadalmaztatja az implantátumot, és a Lithoz 3D nyomtatási kapacitásait kihasználva, kezdi el tömegesen gyártani.

Az INKplant projekt nem az egyetlen kísérlet a területen. A Stratasys IS Digital Anatomy printerét például élethű, páciens-specifikus anatómiai modellek készítésére találták ki. Előkészítő tervezésekhez nélkülözhetetlen, mert az ilyen gépekkel drasztikusan csökkenthető sebészek a beavatkozást megelőző tervezésre fordított ideje.

A költségek szintén esnek, miközben az emberi szövetek és csontszerkezetek nagyon pontos, biomechanikai szempontból hiteles megjelenítésével jelentősen nő a sikeres műtét esélye.

A BMW Csoport megkapta a 2024-es Felvilágosít díjat. A rangos elismerés az innovatív M Vizionárius Anyagok Ülésért (M Visionary Materials Seat) járt az autógyártónak. Az éves díj a széndioxid-kibocsátást csökkentő, a víz- és energiafogyasztást minimalizáló, az anyagok újrahasznosítását segítő, innovatív könnyűszerkezetes és fenntartható autóipari megoldásokért jár.

Az ülés részben alga-alapú polimerekből, 3D nyomtatással készült. A BMW Csoport azért kapta meg a díjat, mert a kutatási projekt előrevetíti a jövőbeli termékfejlesztést. Az ítészek a fenntartható üléstervezést és a termék teljes életciklusára történő összpontosítást tartották kiemelkedőnek.

A globális autóipar egyik leginnovatívabb és leglátványosabban fenntartható fejlesztéséről van szó. A BMW sajtóközleményében ugyan nem említette egyértelműen, de nagyon úgy tűnik, hogy a projekthez használták az MIT (Massachusetts Institute of Technology) Önösszeszerelő Laboratóriumának „folyadék a folyadékban” 3D nyomtatási folyamatát.

A BMW évek óta foglalkozik vele, és a Gyors Folyadéknyomtatás (RLP) technológiáról bebizonyosodott, mennyire ígéretes az autóipar gyors elasztomer-alkalmazásaiban. Ekkor kezdte a szakmai közvélemény megérteni a technikában rejlő potenciált.

Mostanában pedig az autógyártó még elmélyültebben foglalkozik vele, és a BMW i Venture komolyan be is fektet az RLP-be és a kapcsolódó gélnyomtatásba. Az RLP ipari szabványanyagokkal, mint a gumi, a szilikon és habok, képes puha és rugalmas termékeket utófeldolgozás nélkül előállítani. Az üléshez algaalapú polimert használtak.

A díjnyertes ülés ösztönzőleg hathat növényi alapú anyagok használatához, és a köréje szerveződő kutatási platform keretében, a cirkuláris tervezés részeként hozzájárulhat másodlagos nyersanyagok és az újrahasznosítás növeléséhez.  

Az úgynevezett örökéletű vegyszerek (PFAS) olyan termékeken keresztül kerülnek a környezetbe, mint a vízlepergető szövetek, festékek, tűzoltó habok vagy tapadásmentes serpenyők. Ezeknek a mesterséges anyagoknak a lebomlása több mint ezer évig eltarthat – innen ered az elnevezés –, és a környezetszennyezés mellett az egészségre is káros hatással vannak: szerepet játszanak reproduktív, fejlődésbeli problémák, szív- és érrendszerbeli és más betegségek kialakulásában.

Minél több kerül belőlük a környezetbe, annál nagyobb veszélyt jelentenek az ökoszisztémára és az emberi egészségre. Mindezeket figyelembe véve, teljesen logikus, hogy egyre nagyobb erőkkel próbálunk tenni valamit ellenük. Legjobb persze az lenne, ha megakadályoznánk a keletkezésüket, de jelenleg legalább annyira fontos, hogy megtaláljuk a módját, miként távolíthatók el a környezetből.

Az angliai Bath Egyetemen ezzel kapcsolatos kutatásokat végeznek. Az egyik csoport a perfluor-oktánsav (PFOA) és a polifluor-alkil anyag (PFAS) vízből történő eltávolítására dolgozott ki technológiát. A fejlesztés középpontjában nyomtatott kerámiarácsok állnak.

A printelt kerámiával „beoltott” rácsok – a kutatók nyelvhasználatában monolitok – a PFOA és a PFAS hetvenöt százalékát sikeresen eltávolítják az általuk kezelt vízből. A vízkezelés új módja nemcsak hatásos, hanem hatékony is, mert nem kell hozzá sok áram, tehát energiatakarékos és a vegyszerek eltávolítása mellett ezért is környezetbarát.

A vízkezelő monolitok négy centiméteresek, nyomtatható tintából készülnek, a tintába kerámia indium-oxidot töltenek. Utóbbi anyag megköti a PFAS-t. A hengeres rácsszerkezetet extrudálás-alapú folyamattal állítják elő. Kulcsszerepet játszik a kis szerkezetek felületének kiterjesztésében, mert a vegyszerek így tapadnak meg a rácsfelületen, míg a víz átszűrődik.

Nyomtatás után tizenkét óra hosszat, szobahőmérsékleten szárították a kerámiával töltött szerkezeteket, majd csőalakú kemencében tíz órán keresztül szinterezték őket.

A kutatók szerint monolitok nyomtatása viszonylag egyszerű, és emellett remekül méretezhető is: a felület növelhető, ami létfontosságú az örökéletű vegyszerek eltávolításához.

Mind inkább úgy tűnik, hogy az additív gyártás megváltoztatja a modern hadviselést. Ukrajnában szinte napi tapasztalat, hogy 3D nyomtatással nemcsak érszorítók készíthetők sebesülteknek, hanem fegyverek is. Például ember nélküli légi járművek (UAV), népszerű nevükön drónok.

Újabb szereplő jelent meg a katonai piacon: Tajvan saját nyomtatott drónsereget tervez, amelyeket egy esetleges Kína elleni összecsapásban alkalmaznának. Az ország szerint a gépek fontos szerepet játszhatnak a függetlenség megőrzésében.

A Kínai Népköztársaság és a vitatott státuszú sziget közötti ellentétek 1949-ig vezethetők vissza, amikor a Kommunista Párt végérvényesen diadalmaskodott a köztársasági Kuomintang felett, és az utóbbiak Tajvanra menekültek.

Az elmúlt években Kína látványosan több hadgyakorlatot vezényelt le a sziget és a szárazföld közötti szorosban és környékén, a feszültségek pedig folyamatosan nőnek. A drónhadsereg létrehozásának ez az elsőszámú oka.

Drónok sok területen, a hadászatban például megfigyelésre, egészségügyi cuccok szállítására, fegyverek telepítésére alkalmazhatók. A Tajvani Védelmi Minisztérium számára mindenesetre nagyon fontosak lehetnek, mert 175 millió dollárért vásárolnak 3200 darabot.

Emellett azonban olcsóbb módszereket kell találniuk a fejlesztéshez. Itt lép színre egy helyi gyártó, a Thunder Tiger Csoport, az egyik legnagyobb a szigeten. Az amerikai RapidFlight légjármű-ipari vállalattal közösen fognak dolgozni a drónhadseregen – legalábbis a kiszivárgott infók alapján. A RapidFlight rendelkezik már drónnyomtatási tapasztalattal.

Fogalmunk sincs, milyen technológiával dolgoznak, hogy néz majd ki a végtermék. Azt viszont tudjuk, miért döntöttek az additív gyártás mellett: mert alacsonyabbak az előállítási költségek, tizedére csökkenthető a tárolás környezeti lábnyoma. Utóbbit azzal magyarázzák, hogy kritikus alkatrészeket csak akkor printelnek, ha pont kellenek.

Más technológiákkal nem lehetne ilyen gyorsan reagálni szükségszerűségekre. Persze azt még nem tudjuk, hogy sikersztori lesz a tajvani vagy sem, a drónnyomtatás mindenesetre nagyon népszerű, és a huszonegyedik századra jellemző aszimmetrikus hadviselés elképzelhetetlen UAV-k nélkül.