FREEDEE BLOG

Egy hyderabadi vezető építőipari vállalat és egy szintén indiai épületnyomtató cég, a Simpliforge Creations közösen dolgoznak a világ első nyomtatott templomán. Dubaiban is terveznek printelt mecsetet, de az várhatóan csak egy évvel a hindu szentély(ek) után lesz kész.

Az épületnek a Telangána szövetségi állambeli Siddlepet környéki Charvitha-mező ad otthont. A helyválasztás szépen szemlélteti a technológia harmonikus integrációját a környezetbe, és a kivitelezők a fenntarthatóság követelményeinek eleget téve teszik ezt.

A három részből álló templom alapterülete valamivel több mint 350 négyzetméter, magassága kilenc méter. Három istenségnek kialakított szentélyekből tevődik össze. Az egyikben füge alakú finomságra (modak) emlékeztető forma, a másik négyzet, a harmadik lótusz-szerű, mindegyik egy-egy istenség előtti tisztelgés.

Az eddig elkészült szerkezeteket a Simpleforge saját fejlesztésű rendszerével nyomtatták ki, szintén saját szoftvert és helyi anyagot használtak hozzá. Elmondták, hogy mindent a helyszínen printelnek, a dómformájú szerkezetek, mint a modak és a lótusz kivitelezése komoly kihívást jelentett. Speciális tervezéstechnika, aprólékos elemzés és innovatív építési technika kellett a templomépítészet alapelveinek betartásához.

Az első munkafázissal végeztek, most a másodiknál tartanak. A szerkezetek szemléltetik, hogy a Simpleforge technikájával 51 és 32 fokos, kifelé és befelé hajló alakzatok az építészeti, esztétikai elvárásoknak megfelelően, helyszínen is nyomtathatók – hangsúlyozzák a kivitelezők.

A szerkezeti előírásokat, a templomtervezés elveit, a 3D nyomtatás követelményeit egyaránt kielégítik, miközben arról se feledkezzünk meg, hogy mindezt nem laboratóriumi, gyártóüzemi körülmények között, hanem „élesben”, a helyszínen teszik.

A Simpleforge számára a templom kezdet, a jövőben magaslatokon, sivatagokban, havas környékeken, komoly kihívásokkal járó környezetekben, nehezen megközelíthető terepeken is kívánnak nyomtatni. Természeti katasztrófa által sújtott területek és védelmi alkalmazások szintén szerepelnek opcióik között.

A lapos födémtetők használatát kiküszöbölő, zárt, kupolaszerű szerkezetek még távolabbra mutatnak. A Simplefirge elképzeléseiben Földön kívüli terepek is szerepelnek.

A dél-koreai Pohang Tudomány és Technológia Egyetem kutatói az algában és a látható fényben lévő lehetőségeket összekombinálva, a hústermesztést forradalmasítható, környezetbarát biotintát fejlesztettek. A tinta az algákban található természetes szénhidrátból, az alginátból származik, javítja a bionyomtatott sejtek működőképességét és felbontását. Komoly következményei lehetnek az élelmiszeriparban.

Lágy és pépes állaga miatt, az algát sokáig figyelembe sem vették, pedig komoly ökológiai potenciál rejlik benne: elnyeli a légköri széndioxidot, és kevés széndioxidot termel. Ezeket az adottságait felismerve, változatos területek szakemberei a környezet megóvása és a fenntarthatóság jegyében kezdtek el foglalkozni vele. A hústermesztés mellett mesterséges szervek tervezésében is fontos szerephez juthat.

A koreai kutatók a sejt élhetőségének és a biotinta felbontásának növelésére összpontosítottak. A hagyományos biotinták problémája a sejtek alacsony szintű életképessége és erősen korlátozott mobilitása komoly kihívást jelent, illetve ki is jelölte az utat, hogy más irányban kell kutatni.

A fenti problémák kezelésére, a kutatók algákból kivonatolt, „fototérhálósítható” algináttal készített mikrogélje, az új biotinta a hagyományossal összehasonlítva jelentősen, négyszeresére növeli a sejtburjánzást. Különleges tulajdonságokkal rendelkezik: külső erők hatására csökkentett nyúlósságot mutat, és így még deformálódás után is visszanyeri eredeti alakját.

E képessége miatt a nyomatok felbontása és laminálási kapacitása is masszívan nőtt. Mindez a szövettervezés, a regeneratív medicina és a hústenyésztés új távlatait villantja fel.

Az új biotinta nemcsak jobb minőség, hanem válasz a költség- és fenntarthatósági problémákra is. Az alginát és az ártalmatlan látható fény használata kifejezetten környezetbarát megoldás, ráadásul a tinta ételhulladékból szintén elkészíthető. Alternatívát jelent az állatokból származó olyan termékekkel szemben, mint a kollagén és a zselatin.

A nyomtatott hús-, hal- és tenger gyümölcsei iránti igény növekedésével, az algaalapú biotintával az élelmiszeriparban új hústextúrák és -szerkezetek alakíthatók ki.                

Az egyik vezető brit védelmi ipari vállalat, a London Defense R&D elkészítette a világ első nyomtatott antidrón rendszerét, az LD-80-at. Rendeltetése a dróntámadások elleni védelem, tehát alkalmasint – egyre gyakrabban – szintén nyomtatott drónokkal szemben vethetik be.

A 3D nyomtatótechnológia a honvédelemben is teret hódít és fontos változásokat idéz elő. A fogyasztói véhdelmi szektorban a London Defense R&D egy lépéssel minden eddiginél továbbment: taktikai rendszere bárhol, bármikor gyártható. Ez azt jelenti, hogy kritikus védelmi felszerelések terén sem vagyunk már kiszolgáltatva az exkluzív hagyományos gyártótechnológiáknak, de legalábbis a függőség egyre csökkenhet. Kérdés, hogy milyen hátulütői lehetnek védelmi rendszerek – nem feltétlenül és elsődlegesen nem fegyverek – otthoni barkácsolásának.

Mivel a drónok száma töretlenül és folyamatosan nő, az általuk jelentett veszély is egyre nagyobb. A fejlesztések átalakítják a nemzetközi fegyverpiacot, a védelmi iparban új paradigma érvényesülhet: személyek és intézmények saját maguk állíthatnak elő taktikai termékeket ahelyett, hogy késztermékként vásárolnák meg azokat.

A fejlesztők elmondták, hogy az erősen korlátozó törvények ellehetetlenítik drónellenes technológiák közvetlen vásárlását, és ezzel sok ártatlan ember kerül veszélybe. Az LD80 tervrajza alapján viszont magánszemélyek is elkészíthetik saját drónellenes rendszerüket. A 3D nyomtatás potenciálját kihasználva, a vállalat decentralizált és hozzáférhető megoldást kínál az engedély nélküli drónhasználat ellen.

A rendszer maximális hatótávolsága ezer méter, és az elektronikus hadviselés szellemében, képes a drónokat zavarni és letiltani pályájukról. Vezérlési és irányítási frekvenciáikon indít támadást, amellyel megkönnyíti lefoglalásukat, kényszerleszállásra kényszerítve őket.

A rendszer már megkapta az Egyesült Királyság Szellemijog-védő Hivatalának (IPO) hivatalos tanúsítványát. Szabadalmaztatott antennatechnológiát is tartalmaz, amely a hatótávolság kiterjesztése mellett, a kompakt és könnyű összetételhez is jelentősen hozzájárul.

A fogászat az additív gyártás egyik legnépszerűbb alkalmazási területe, a Markets and Markets 2022-es előrejelzése szerint 2027-re a szektor 7,9 milliárd dolláros globális piaccá válik.

Az Amerikai Fogászati Szövetség friss felmérése alapján az ország fogászainak tizenhét százaléka használ tevékenységéhez 3D nyomtatót. E csoport hatvanhét százaléka az elmúlt két évben integrálta a technológiát munkájába. A 3DP-t egyelőre nem használók huszonegy százaléka gondolkozik 3D printer beszerzésén, további harmincöt százalékuk pedig részt venne valamilyen 3DP-képzésben.

A reprezentatív felméréshez 277 fogászt kérdeztek meg, és arra is kíváncsiak voltak, hogy miért döntöttek a technológia mellett – már akik mellette döntöttek. Az alkalmazók hatvanhárom százaléka a meglévő technikák kiegészítését látja benne, ötven százalékuk a jelenlegi munkamenet feletti nagyobb kontrollt szeretné elérni vele. Szintén a felük gondolja, hogy additív gyártással hatékonyabb lesz a munkájuk. Negyvenhárom százalékuk szerint – miután beszerezték a technológiát – a gyártási költségek csökkenése fontos motiváció számukra.

Az adatok azt sugallják, hogy a 3DP megfelel az alkalmazók elvárásainak. Hatvannyolc százalékuk a hatékonyság növekedését említette, negyvennégy százalékuk a gyártási költségek csökkenését emelte ki, míg húsz százalék jobb minőségről beszélt.

A felhasználási módokat illetően, legtöbben (hatvankét százalék) a diagnosztikai modelleket emelték ki, a fogászati síneket és más eszközöket a felük, a sebészeti útmutatókat negyvennyolc, az ideiglenes koronákat és hidakat harminchat, a fogszabályozó-modelleket huszonkilenc, a korona- és híd-modelleket huszonhat százalékuk említette. Többségük az általuk előállított eszközök, pótlások stb. negyedéhez használja a technológiát.

A szélesebb körű elterjedést gátló tényezők közül a legfontosabb – negyvennégy százalékuk szerint –, hogy mivel sokan laboratóriumokkal, gyártókkal dolgoznak együtt, nincs szükségük printerre. A nem-használók harminckilenc százaléka túl drágának tartja a technológia beszerzését. További harmincnégy százalék nem-használó szerint a 3DP irreleváns a fogászatban.     

Az orvosi termékeket gyártó ír óriáscég, a Stryker 2022-re vonatkozó beszámolójában közölte, hogy 2013 óta egymilliónál több cement nélküli Tritanium térdprotézist nyomtattak. Ha ehhez a számhoz hozzáadjuk a cég LinkedIn felmérést, amely alapján egymilliónál több – mindenféle – nyomatot készítettek, egyértelmű, hogy már kétmilliónál több printelt beültetésnél tartanak.

A Stryker printelt termékei saját Tritanium márkanéven szerepelnek, és a térd- mellett legalább három gerinc-implantátum is a brand-hez tartozik.

A vállalat teljes mértékben elkötelezett az additív gyártás egészségügyi alkalmazásai mellett. Meghatározó szerepet játszik bennük, amellyel jelentős mértékben segíti orvosok, ápolók és a szektor szolgáltatóinak a tevékenységét. A robotika és más digitális technikák integrálásával, sokat tesz termékek személyre szabásáért, és ezzel a betegközpontú gyógyászat további fejlődéséért.

A Stryker egészségügyi részlegének komoly erősítést jelentett a kommunikációs és a munkafolyamatot optimalizáló platformot, hardvert és szoftvert fejlesztő kaliforniai Vocera akvizíciója, mert így komplex hálózati megoldásokat tudnak kínálni.

Emellett a nagyvállalat világszerte nyitott innovációs központokat, köztük egy új írországi gyártóüzemet, amelyekkel az eddigieknél is gördülékenyebbé teszik a kommunikációt, termékek előállítását, és megerősítik vezető pozícióikat. A Mako Oktatási Központot Japánban, a Globális Technológiai Központot Indiában, a K+F Laboratóriumot Ausztráliában alapították.

A fenntartható fejlődés kitüntetett szerepet játszik a vállalat tevékenységében, 2022-ben csatlakoztak is a globális Zöld Additív Gyártás Kereskedelmi Egyesülethez. A szervezet célja a környezetbarát szempontok érvényesítése a 3D nyomtatásban, a hasznosságukra vonatkozó iparágon belüli és oktatási tájékoztatás, hogy minél többen tisztában legyenek a technológia „zöld” természetével.

A brit nyomtatószál-gyártó Filamentive különleges anyagot kezdett el árusítani. A jelenleg két színben, feketében és fehérben, a gyártó honlapján vagy engedélyezett viszonteladóktól megvásárolható Economy PLA ugyanis 99,99 százalékban újrahasznosított anyagokból készült, a 3DP filament-piacon erősen környezetbarát opciónak számít.

Az új anyag azért lehet nagy hatással a 3D nyomtatószektor fejlődésére, mert az elsők egyike, amelynek gyártásához nagymennyiségű újrahasznosított matériát használtak fel. Az általában új műanyagokon alapuló, hagyományosan készült filamentekkel összehasonlítva, mindenképpen fenntarthatóbb alternatívát jelent, előrevetíti a közeljövőt, például is szolgálhat más fejlesztők számára. A környezeti szempontok hatványozottabb érvényesítéséra bátoríthatja őket.

A Filamentive tisztában van mindezzel.  

A cég vezetősége közölte, hogy elkötelezettek a fenntartható fejlődés mellett, és folyamatosan keresik a környezeti lábnyomot minimalizáló megoldásokat. Az Economy PLA nagyon fontos lépés ebbe az irányba, és meggyőződésük, hogy az új anyag összhangban áll ügyfeleik elvárásaival, mert egyszerre környezetbarát és csúcsminőség – hangsúlyozzák.

Az Economy PLA „posztindusztriális” hulladékokból, a gyártási folyamat során a hulladékfolyamból kikerült anyagokból, egyetlen forrásból készült, így nincsenek benne törmelékek, csökkentve a szennyeződés valószínűségét. Az egykilós gurigákban beszerezhető anyag minősége és teljesítménye ugyanolyan jó, mint a Filamentive eddigi termékeié.

A Filamentive korábban egy másik hasonló terméket is bevezetett a piacra. A PLA Tough a fenntarthatóság felé tett és az Economy PLA-t előrevetítő lépés volt. Az anyag megújuló forrásokból, elsősorban cukornádból készült. Biológiailag lebomlik, így mikroorganizmusok hatására szétesik természetes környezetben. Csomagolása szintén a fenntarthatóság szellemében történik, használata pedig még a 3D nyomtatással ismerkedők számára is könnyű. A belőle készült nyomatok masszívak és tartósak, jó választás az erős anyagokat megkövetelő alkalmazásokhoz.

Az Ultimaker és a MakerBot egyesüléséből létrejött UltiMaker legújabb 3D nyomtatója, a Method XL kettős funkciót hivatott betölteni: az ipari gyártás pontosságát és teljesítményét kapcsolja össze a desktop gépek rugalmasságával és alacsonyabb árával, azaz a desktop és az ipari printerek közötti szakadékot hidalja át.

Mérnöki alkalmazásokra, ipari szintű anyagokkal történő precíziós nyomtatásra találták ki. Az építési térfogat 305x305x320 milliméter, méretpontossága plusz/mínusz 0,2 milliméter. Ezek a paraméterek egyértelműen jelzik, hogy működő prototípusoktól végtermékekig, széles választékban készíthetők vele nyomatok.

A nagyméretű, komplex és tartós részek előállítása ipari anyagokkal, első sorban ABS-R-rel és szénrostos ABS-szel (ABS Carbon Fiber) történik, de több más ipari szintű anyaggal is kompatibilis. Az UltiMaker nyílt anyagplatformján és a LABS programon keresztül például a rugalmas, gumiszerű, puha Jabil SEBS, a masszív, kemény és a hőnek remekül ellenálló polikarbonát PolyMax PC vagy a szénrosttal megerősített, magas hőmérsékletet tűrő LEHVOSSPATH 9891 nejlon egyaránt beszerezhető.

A fűtött munkatér hőmérséklete akár a 100 Celsius-fokot elérheti. A desktop printereken legnépszerűbb anyaggal, a görbülésre és deformációra hajlamos ABS-szel való nyomtatásra optimalizálták. A Method-széria többi gépéhez képest újdonság az XL fűtött építőlemeze, a görbülést és a rétegtapadási problémákat megakadályozó extra biztonsági réteg. A fűtött építőlemezzel és munkatérrel adott a pontos és masszív nyomatok létrehozására alkalmas környezet.

Az UltiMaker vezetősége elmondta, hogy az új printerrel folytatják küldetésük, a 3D nyomtatás ipari elterjedésének beteljesítését. Állításuk szerint az alacsonyabb árfekvésű, könnyen kezelhető eddigi gépek nem rendelkeztek gyártásszintű ipari kapacitással, viszont a Method XL pont ilyen, ezért is különleges. Gyártásra alkalmas műanyagok az ipari gépek árának töredékéért printelhetők vele. A piacon az egyetlen fűtött munkatérrel és építőlappal rendelkező gép a saját árkategóriájában, amellyel olyan műanyagokkal, mint az ABS pontos és a korábbiaknál nagyobb nyomatok készíthetők – hangsúlyozzák az UltiMaker szakemberei.

A vízben gyorsan oldódó RapidRinse segédanyaggal együtt használt ABS-szel, a Method XL leegyszerűsíti a nyomtatást. A RapidRinse megkönnyíti a felesleges részek eltávolítását, a végső sima felület kialakítását.

Az UltiMaker magyarországi forgalmazója a FreeDee Printing Solutions.

A technológiai fejlődés, az egyre több iparágat érintő alkalmazások és a személyre szabott termékek iránti igény növekedése következtében virágzik a globális 3D nyomtatópiac – derül ki a pénzügyekkel és tőzsdével foglalkozó MarketWatch elemzőcég anyagából, mint ahogy az is, hogy a 2020 és 2030 közötti periódusban 24,3 százalékos lesz a növekedés.

A printerek gyorsabbak, pontosabbak, nő az anyagválaszték, és mindezek együttes hatásaként a 3DP egyre több iparág számára vált fontossá. Az autó-, légjármű-ipari, egészségügyi, építészeti/építőipari és a fogyasztói alkalmazások száma ennek megfelelően növekedni fog.

A technológia forradalmasítja orvosi műszerek, páciens-specifikus implantátumok gyártását, javítja az egészségügy minőségét. A növekedés prototípuskészítésben, szerszám- és eszközgyártásban, végtermékek előállításában is biztosra vehető.

A személyre szabhatóság, a megrendelő igényeihez pontosan passzoló termékek előállítása és a bonyolult tervek megvalósíthatósága szintén a növekedés motorja. Gondoljunk bele, hogy additív gyártással olyan tárgyak is előállíthatók, amelyekre hagyományos eljárással esélyünk sincs; ékszerektől ruha-kiegészítőkig, szinte minden egyedi óhaj teljesíthető.

A területet meghatározó nagyvállalatok folyamatos kutatásfejlesztése, befektetései, 3DP-cégek más iparágak nagyágyúival, például a BMW-vel vagy az Adidas-szal való stratégiai együttműködése szintén fontos hajtóerők, megerősítik a technológia integrálódását változatos szektorokba.

Az ígéretes jövőben természetesen komoly kihívásokat is kell kezelni: csökkenteni kell a gépek árát, tovább kell bővíteni az anyagválasztékot, és a skálázhatóságban is előre kell lépni. A jelenlegi kutatások, projektek, az anyagtudomány, hardver és szoftverek, illetve a nyomtatótechnikák fejlődésének fényében szerencsére úgy tűnik, hogy a 3DP-szektor talál megoldásokat ezekre a problémákra. A gyártófolyamatokba a mainál nagyobb mértékben integrált 3D nyomtatás az ellátási láncot, a kívánság szerinti (on-demand) termelést úgy változtathatja meg, hogy közben kevesebb hulladék termelődik, azaz a technológia a mostaninál is fenntarthatóbb lesz.         

A 3D nyomtatás viszonylag új a kerékpározás világában, viszont előszeretettel alkalmazzák. Pontos, megbízható és környezetbarát technológia, nincs túlzott anyaghasználat, minimális anyag vész kárba. Egyértelmű, hogy a jövőben még többször fogják használni.

A kerékpározás szintén a fenntarthatóság egyik jelképe. Nem okoz környezetszennyezést, a fizikai és a mentális egészségnek egyaránt jót tesz. A versenyszinten űzött bringázás teljesítmény- és sebességhajszolása viszont már nem ezeket a célokat követi, így a terület mára jóval forrásanyag-intenzívebb lett, mint volt valaha is, és ez a tendencia nagy valószínűséggel csak erősödni fog.

A határok állandó feszegetése csúcstechnológiák nélkül lehetetlen, és az új technológiákkal az anyaghasználat is központi kérdéssé vált. Hogyan lehet egyrészt a teljesítményt növelni, másrészt a fenntarthatóságnak megfelelően növelni azt?

A havas sportokhoz és a kerékpározáshoz védőfelszereléseket gyártó svéd POC Elicit Ti napszemüvege ennek a kettős igénynek próbál megfelelni: a teljesítmény csúcsra járatásának és a gyártófolyamat közbeni fenntartható anyaghasználatnak. A kivitelezésben a szintén svéd fémnyomtatás-specialista AIM Sweden segédkezett. A printeléshez a cég elektronsugaras olvasztás (electron beam melting) additív gyártótechnológiáját használták.

Közösen találták ki, hogyan alkalmazzák a módszert remek minőségű napszemüveg előállításához, merevség és rugalmasság tökéletes arányának megtalálásához. Viselőjének úgy kell minden apró részletet látnia, hogy közben kényelmesen érezze magát.

Az egészségügyben használt, tehát a legjobb minőségű titánnal dolgoztak, a napszemüveg nevének Ti szava a fém vegyjele. Szilárd és könnyű anyag, pont olyan, amellyel garantált a kényelmes viselet. Mivel más gyártófolyamatokból megmaradt titánt használtak, hasznosítottak újra, a fenntarthatósági követelményeknek is megfeleltek.

A 22 gramm tömegű, négyszáz eurós, limitált példányszámú napszemüveget lézerrel olvasztott titánporból, rétegről rétegre nyomtatták. A fennmaradt port újrahasznosítják.

Az additív gyártást évek óta alkalmazzák az élelmiszeriparban is, bár nagyobb áttörésről még nem beszélhetünk. Komoly potenciál rejlik benne, mert teljesen megváltoztathatja táplálékaink előállítási módját, és az eddigieknél is jobban kiszolgálja az egyéni ízléseket.

A legutóbbi nagy újdonság, hogy az izraeli Steakholder Foods a szingapúri Umami Meats halgazdasággal közösen a veszélyeztetett fűrészes sügérből elkészítette világ első nyomtatott halfiléjét.

Printelt húsokhoz laboratóriumokban tenyésztik a sejteket, amelyeket izommá és zsírrá alakítanak át. Utána biológiai tintával nyomtatják ki őket, ebben az esetben az eredeti fűrészes sügér ízét és textúráját jól utánzó filévé.

A halfaj a túlhalászat miatt kihalás szélén áll, és a bionyomtatás egyelőre ugyan költséges, de fontos lépés az etikusabb és fenntarthatóbb élelmiszeripar felé: nem ölik meg az állatot, ezek az ételek egészségesebbek, organikusak a színezőanyagok, szigorúan ellenőrzik az egész folyamatot.

Akik megkóstolták at új halfilét, egyöntetűen állítják, hogy az elkészítési módnak, fűszerezésnek köszönhetően lényegében nem különböztethető meg az eredetitől. A kutatók két másik filén is dolgoznak: az egyik szintén a fűrészes sügért, a másik az angolnát fogja utánozni. A közeljövőben további három veszélyeztetett halfaj is sorra kerül.

Ugyan még rengeteg kutatásra, fejlesztésre van szükség, de ha sikerrel járnak, megoldhatók, legalábbis kezelhetők lesznek az olyan súlyos globális problémák, mint a túlpörgetett nagyüzemi állattenyésztés. A nyomtatott termékek optimalizálásával, a költségek csökkentésével nagy lépés tehető ebbe az irányba, az éttermekben pedig fenntarthatóbb és egészségesebb kajákat ehetünk.