FREEDEE BLOG

Svájci kutatók kőbányászatból fennmaradó nagymennyiségű hulladékot újrahasznosító, egyedi építőipari elemekké átalakító 3D nyomtatót fejlesztettek. Az olasz határhoz közeli Ticino kantonban például a kőhulladék vagy kőliszt a teljes kitermelés negyven százaléka is lehet.

A printert esettanulmányban mutatták be. Ticinói márványbánya hulladéktermékéből optimalizált padlórendszert készítettek vele. A projekt jól szemlélteti, hogyan csökkenthető az építőanyag-fogyasztás, egyben az újrahasznosított helyi források használatát promótálja. A végterméket a 2023-as Velencei Építészeti Biennálén mutatják be.

A nyomtató a kötőanyag-sugaras, azaz binder jetting technológián (BJT) alapul. A hagyományos BJT kötőanyaggal szilárdítja meg rétegenként a szemcsés anyagokat. A technikának azonban megvannak az építőipari korlátai: a nyomatok túl merevek, gyenge a tűzzel és az időjárás viszontagságaival szembeni ellenállásuk.

A svájci kutatók geopolimer-alapú alternatív kötőanyagot használtak. Ezek az új anyagok szervetlen polimer szerkezetű amorf matériák, számuk évről évre gyarapodik, alkáli aktivált anyagoknak is hívják őket. Lényeg, hogy a hardvert és a szoftvert is újratervezték, a technológiát pedig Geopolymer Binder Jettingnek (GeoBJT) nevezték el.

A teszteken bizonyított nyomatok nemcsak jobb mechanikai és más tulajdonságokkal rendelkeznek, hanem a kötéshez és a részecskékhez használt anyagok választéka is szélesebb, és hatékonyabb a termelés. Mobilkonténer-szerű beállításával, a printer terepen helyszíni gyárként működik.

A kiválasztott amorf anyagot az alumínium-szilikát forrás és lúgos aktivátor összekeverésével állították elő, és nagyjából ugyanolyan szilárd, mint a beton, a széndioxid-lábnyoma viszont alacsonyabb. A kötőanyagot sugaras technikában használják, a metakaolint nagyolvasztó-salakkal helyettesítik, és beledolgoznak kihasználatlan melléktermékeket, így márványbányákból származó kőport is. A kötőanyag remekül kezeli, tárolja a nedvességet, emiatt az ezzel a technikával készült épület extrém hőhullámokra is pozitívan reagál.

Az esettanulmányhoz létrehozott bordás merevítésű siklópadlót előregyártott részekből, tizenhét különálló elemből állították össze.

A Volkswagen Csoporthoz tartozó, Torino-székhelyű Italdesign Giugiaro tervező- és mérnökiroda a Schindlerrel és a Torinói Műszaki Egyetemmel közösen, a Stratasys 3DFashion technológiájával fejleszti Climb-E konceptautóját. Közvetlenül a mikroszálakra történő nyomtatással növelik a jármű által nyújtott esztétikai élményt, tágítják a funkcionális határokat.

A Climb-E a hagyományos járműkoncepciót kérdőjelezi meg. Az elképzelés szerint az utazás észrevétlen, a belső tér egyszerre autó, otthon, munkahely, szórakozás. A felhasználási lehetőségek széles skáláját figyelembe véve, aprólékosan alakították ki.

Ehhez kellett a Stratasys 3DFashion platformja, tervezőszoftverrel és a J850 TechStyle 3D nyomtatóval. A technológia nélkül nehezebben menne az innováció. Így viszont 600 ezernél több szín nyomtatható közvetlenül a textíliára, változatos textúrák és végtermékek képzelhetők el, szimulálhatók.

A ruhaiparra, divatra kitalált nyomtatótechnika járműbelsőre alkalmazása adta magát az Italdesign számára. Más módszerrel nem értek volna el ennyira egyedi eredményeket.

Claudia Gilardi tervező elmondta, hogy a projekt megszületésekor azonnal a Stratasys technológiájára gondolt ideális megoldásként.

„Az átlátszó és a speciális kromatikus effektusok egyedi kombinációja miatt, a 3DFashion technológiával valódi és egyben virtuális színek érzetét kelthetjük. Mivel a megvilágítás és a nézőpont miatt változhatnak a színek, kivételesen jó eszköz az autótervezés és a divat egymástól különböző világának egybeintegrálására” – magyarázza Gilardi.

A tervező a 3DFashion két izgalmas autóipari felhasználását képzeli el. A munkaidő és a költségek csökkenése miatt, a prototípuskészítés az egyik. Közben megfigyelhetjük, hogy a nyomtatott textúrák milyen jól kiegészíthetik a szabvány bevonatokat. A személyre szabás a másik. Rácsra történő nyomtatás, egyedi megvilágítás, háttérfények – rengeteg kísérletezésre adott a lehetőség, plusz vegyük még hozzá a tér rendeltetésére reagáló textíliákat, beágyazott elektronikával.

A CNC-megmunkálásban, fröccsöntésben és 3D nyomtatásban egyaránt érdekelt minnesotai digitálisgyártás-szolgáltató Protolabs bejelentette gyártási és árszabási lehetőségeinek bővítését. Az elképzelést digitális gyártóhálózatukon, a Hubson keresztül valósítják meg.

A stratégiai lépéssel az ügyfelek több fejlett megoldáshoz férhetnek hozzá, minimalizálhatják kiadásaikat, növelhetik az előállított termékek számát. Két célnak is megfelel: olcsóbb tárgyak nagymennyiségű gyártásának, miközben a kis példányszámú nyomatokról, kívánság szerinti (on-demand) gyártószolgáltatásokról sem kell lemondani. Az opciók bővülnek, rugalmasabbak, egyedi céloknak is megfelelnek.

A Hubs vezetősége elmondta, hogy a szektorban még senki sem dolgozott ki hasonló digitálisgyártás-modellt. A Protolabs megoldása a szolgáltatóirodák gyorsaságának, minőségének és a globális gyártók jól ellenőrzött, elosztott hálózatának egyedi kombinációja.

A cég átfogó és részleges képet ad a gyártóhálózatán keresztül elérhető további lehetőségekről: mi valósítható meg CNC-vel, mi szerezhető be nagyobb mennyiségben, milyen volumenű projektek kivitelezhetők fröccsöntéssel, milyen mérettartományban gondolkodjanak az ügyfelek.

A Protolabs hat másik, műanyag- és fémalapú 3D nyomtatótechnológiája mellett, olcsó nyomatok gyors prototípusának elkészítéséhez most már FDM-szolgáltatásokhoz is hozzáférhetnek. CNC esetében a protolabs.com, fröccsöntésnél és 3D nyomtatásnál a hubs.com oldalt kell használni.

„Az utóbbi években többezer fogyasztóval beszélgettünk, a világ különféle részeiről származtak. Sokuknak még mindig gyorsan legyártható alkatrészek kellenek a termék-innovációhoz vagy a beszállítási problémák kezeléséhez. Általános vélemény volt, hogy a mennyiségi gyártáshoz különösen egy olyan időszakban kellenek olcsóbb alkatrészek, amikor sok cég csökkentette a költségvetését. Digitális hálózatunk ezeknek az igényeknek felel meg” – nyilatkozta Rob Bodor, a Protolabs elnök-vezérigazgatója.

A nagy sportszergyártók egyre gyakrabban használják a 3D nyomtatást tetszetős és praktikus lábbelik elkészítéséhez. Tudományos alapossággal igyekeznek kihasználni a technológia adta lehetőségeket, és általában sikerrel járnak. Legutóbb két világmárka, a Puma és az autógyártó Porsche, egész pontosan a Porsche Design állt össze, tervezett és gyártott két színben, tiszta feketében és fehér-feketében, a Porsche Design és a Puma weboldalán 359 euróért beszerezhető sneakert.

A 3D MTRX nevű lábbeli mindkét vállalat eddigi utolsó partner-együttműködése. A Puma előtte, 2023-ban a Palomo Spainnel állt össze, June Ambrose a szörf által inspirált kollekciót tervezett. A Porsche a FaZe Clannal való többéves kooperáció eredményeként, januárban mutatta a Patrick Dempsey-vel közösen jegyzett szemüveg-kollekciót.

A cipőnek az alsó része készült 3D nyomtatással. Mindkét vállalat esetében ez az első lábbeli, amelyhez a technológiát alkalmazták, egyben újabb jele, hogy 3DP-vel csúcskategóriás fogyasztói termékek hozhatók létre, és az additív gyártás ma már megkerülhetetlen a termelésben.

Az alsó részt a márka logója alapján tervezte a Porsche Design. Prémiumkategóriás rugalmas anyagból készült, amely a Puma szerint garanciát jelent arra, hogy az edzőcipőben jobb teljesítményt érünk el, és tartósabb darab, mintha műanyaghabot használtak volna hozzá.

A sneaker viselőjét a cipőtalp segíti függőleges irányú energiái egy részének megőrzésében, amellyel növeli a teljesítményét. Eleve úgy tervezték, hogy bírja a futás közbeni maximális terhelést, a Puma a cipő felső részébe integrált evoKNIT textilbélése pedig zokniszerű érzést nyújt a viselőjének. A felső rész szénszállal kialakított mintája a Porsche sportautóira emlékeztet.

A talp egésznapos puha párnázást, kényelmet és stabilitást biztosít a lábfejnek. A rácshálózat, mátrix-szerű design szintén a Porsche logóján alapul. A nyomtatott szerkezet megerősíti a természetes futómozgást, és garantálja a közben elhasznált energiamennyiség 83 százalékának újrahasznosítását. A cipő így növeli a teljesítményt.

A Johannesburgi Egyetem, a felsőoktatási intézmény Építészet és Tervezés, valamint Tudomány és Innováció kara együttműködésének köszönhetően, elkészült az ország első nyomtatott épületével. A kivitelezéshez a betonnyomtatás-úttörő holland Cybe robotizált technológiáját, Robot Lánctalpasát és cementalapú anyagot használták.

A nyomtatásnak az egyetem doomfonteini kampusza adott otthont, az egyszintes, egyszobás szerkezetet mindössze nyolc óra leforgása alatt printelték ki. A munkálatokat a felsőoktatási intézmény 3DP-szakértői felügyelték, köztük Tshilidzi Marwala rektorhelyettese is.

„Hivatali időm egyik utolsó projektjeinek egyikéről van szó, ezért külön büszke vagyok rá” – nyilatkozta Marwala.

A kivitelezők kiemelték az épületnyomtatás ismert pozitív tulajdonságait: gyorsaságát és költséghatékonyságát.

„A legérdekesebb, hogy nyolc óra alatt, alacsony áron ki lehet nyomtatni kiváló minőségű házat” – magyarázza az egyetem Építőmérnöki és Épített Környezet Iskoláját vezető Jeffrey Mahachi.

Az egyetemen kutató Khulilekani Ntakana hozzáfűzte, hogy a technológia még a fejlődés korai szakaszában jár, a jelenlegi kutatásokkal, fejlesztésekkel nyilvánvalóan jelentős mértékben bővülnek a jövőbeli lehetőségek.

A nyomtatott épület fontos lépés a dél-afrikai építőipar számára. Az ország köztudottan hosszú ideje súlyos lakhatási problémákkal küszköd, amelyen az innovatív technológia sokat segíthet. Gyorsabb és olcsóbb a hagyományos eljárásoknál, és a fejlődő országban pont erre van szükség.

A Felsőoktatás, Tudomány és Technológia Minisztériuma cseppet sem meglepő módon üdvözölte a Johannesburgi Egyetem projektjét, és bízik benne, hogy ez csak a kezdet, mert a 3DP megoldást jelenthet a lakásválságra.

A Facebook, az Instagram és a WhatsApp anyacége, a Meta néhány hónapja jelentette be a nyomtatott lencsékre specializálódott belga-holland Luxexcel felvásárlását. Az akvizícióval az infokommunikációs világ egyik vezető nagyvállalata jelezte: egyre jobban érdekli az additív gyártás, a közeljövőben komoly intelligenslencse-fejlesztések várhatók, valószínűsíthetők.

A Meta és a 3D nyomtatás kapcsolata azonban nem merül ki a Luxexcel felvásárlásában. Mark Zuckerberg ugyanis érdekes képeket tett közzé április harmincadikán az Instagramon, amelyekből kiderült, hogy a technológiával lányainak készít ruhákat.

A ruhanyomtatás, mint szinte minden 3DP-alkalmazás, egyre jövedelmezőbb üzlet. 2022-ben 3,6 milliárd dollár volt, és a Future Market Insights előrejelzése szerint 2029-re megduplázódik, 7,2 milliárd dolláros globális biznisz lesz. A szektorban többek között az olyan kreatív alkotóknak köszönhetően, mint a holland Iris van Herpen, egyértelműen népszerűvé vált a technológia.

A népszerűség-növekedés okai közé tartozik még, hogy 3D nyomtatással nagyobb a tervezői szabadság, olyan darabok is megvalósíthatók, amelyek kivitelezése lehetetlen vagy nagyon nehéz hagyományos módszerekkel. Szintén fontos ok a 3DP környezetbarát jellege, anyagok, mint például PET műanyagok újrahasznosításával a fenntartható fejlődést segíti.

Valószínűleg a Facebook főnökét is megihlette a 3D nyomtatás ruhaipari szárnyalása, legalábbis az Instagram-poszt erre utal. Az egyik ruha háromszög-elemekből áll, zöld, a kislány más (hagyományos) ruhára felvéve viseli. Másik lányán – szintén hagyományos öltözéken – türkizkék darab látható.

Zuckerberg elárulta, hogy Prusa printert és szénszálakkal megerősített PLA-t használt. Imád dolgokat tervezni, és nemrég ruhákat kezdett nyomtatni a lányokkal – írta a posztban, majd bevallotta, hogy meg kellett tanulnia varrni.

A 3D nyomtatás egyre fontosabb szerepet tölt be a műhold-gyártásban.

Az amerikai Sciperio mérnökiroda és a floridai nScrypt kockaműholdakat (CubeSats) printelt az Egyesült Államok űrhaderejének (US Space Force). Az Airbus röppályáján újrakonfigurálható OneSat-jának egyes részeit a 3D Systems dolgozta ki a DMP Factory 500 platformon.

A Markforged a napokban videót tett közzé a LizzieSat műhold folyamatban lévő nyomtatásáról. A munkát a Sidus Space légjármű-ipari vállalattal közösen végzik.

A műholdnak egyrészt a legszigorúbb hitelesítési szabványoknak kell megfelelnie, másrészt maximális tömegét száz kilogrammra korlátozták. Az akkumulátorokon, számítógépeken és a jármű működtetéséhez nélkülözhetetlen más alkatrészeken nem spórolhattak, és ezek már önmagukban komoly tömeget jelentenek. Maradt a maradék, miközben arra is ügyeltek, hogy minél könnyebb a műhold, annál több hasznos terhet szállíthat.

A Sidus Space a Markforged égésgátló és a nyomatok fémszerű masszívságát biztosító, ugyanakkor a hagyományos alternatíváknál könnyebb Onyx FRA anyagával printelt alkatrészeket. A nyomtatott prototípusok egy év Nemzetközi Űrállomás (ISS) után is intaktak maradtak, működnek.

A részben nyomtatott LizzieSat-okba speciális szenzorok és más technológiák integrálhatók. Különféle iparágaknak (légi közlekedés, hajózás, űrkutatás, pénzügy stb.) gyűjthetnek adatokat. A Sidus Space első printelt műholdját még 2023-ban fellövik az űrbe.

A rendszert úgy alakították ki, hogy kormányzati és kereskedelmi igényeknek egyaránt megfeleljen. A platformmal a statikus és alacsony frekvenciájú műholdas képalkotásról és a kapcsolódó térinformatikai megoldásokról a valósidejű térinformatikai „intelligencia” felé történő elmozdulást igyekeznek kamatoztatni.

A nyomtatott alkatrészekkel felgyorsul, hatékonyabb és olcsóbb a gyártás, a tervek rugalmasabban módosíthatók. A printeléshez a Markforged közismerten ultraprecíz és megbízható, tehát űralkalmazásokra ideális gépeit használták. A felek elégedettek az együttműködéssel (a Markforged termékeit a FreeDee forgalmazza Magyarországon).

Szív- és érrendszeri betegségek miatt évente négymillióan halnak meg az Európai Unióban, a szívinfarktus az egyik leggyakoribb halálok. Gyógyszeres terápia, implantáció és a szív „újraszinkronizálása” a jelenlegi gyógymódok. Mivel az emberi szervezet nem rendelkezik elegendő regeneratív képességgel a létfontosságú szervhez, a mostani kezelések mellett, a szívátültetés az egyetlen tényleg gyógyító technológia.

A 3D nyomtatással bővülnek a lehetőségek, mert jobb minőségű, személyre szabható műszerek, eszközök előállítása előtt nyitja meg a kapukat. Az EU-ban mind a medicinában, mind az additív gyártásban nagy a potenciál, a két terület közötti átjáráshoz, az együttműködéshez viszont jobb kereteket kellene kialakítani.

Az uniós Cardiopatch (Szívtapasz) projekt erre a kihívásra próbál működő választ adni. Francia, portugál és spanyol intézmények vesznek részt benne, 3D nyomtatótechnológiákkal igyekeznek előremozdítani a regeneratív szívgyógyászatot. A technológiával könnyebben tanulmányozható az infarktus.

A kutatók a szívszövet sérüléseit gyógyító tapaszt terveztek, majd különféle bioprinting eljárásokat hitelesítettek az eszköz használatához, hogy segítsék az előállítását, szállítását, beültetését.

A nem invazív szív- és érrendszeri eszközök fejlesztése változatlanul komoly kihívás. A bevett eljárások nem garantálják a kockázatok csökkenését. A sejtalapú regeneratív terápiát kínáló Szívtapasz viszont igen – az infarktus miatti károsodást minimális invazív sebészi beavatkozást igénylő őssejt-tapasszal gyógyítanák.

A projektet koordináló Navarra Egyetemi Klinikán in-vivo, rágcsálókon mutatták ki a tapasz pozitív hatását. A klinikán sejttenyésztéshez fejlesztettek 3D eszközt, és a szállításra is találtak megoldást. Folyamatot dolgoztak ki a tapaszban lévő őssejtek gyógyító hatásának növelésére. Maga az implantáció csak minimálisan invazív.

Az őssejt-tapasz tenyésztéséhez és szállításához speciális 3D bioreaktort, a beültetéshez rugalmas eszközt fejlesztettek. A következő hónapokban további teszteket végeznek.

A Sziám Cementcsoport (SCG) Thaiföld és egyben egész Délkelet-Ázsia legnagyobb és legrégebb óta működő cement- és építőanyag vállalata úttörőként vonul be az iparág történetébe, mert ők jegyzik a térség első 3D nyomtatással készült kétszintes épületét (egyszintes részekkel). Az orvosi központ a Bangkoktól északkeletre, az ország középső részén fekvő, hatvanezer lakosú Saraburi városában található.

A központ alapterülete 345 négyzetméter, a munkához – cseppet sem meglepő módon – az épületnyomtatásban élenjáró dán multinacionális COBOD BOD2 printerét használták. A BOD2 egyedülálló kategóriájában, osztrák üzleti irodától afrikai iskolákig, Japánig, a földkerekség számos pontján nyomtattak már vele változatos rendeltetésű épületeket.

A thai piacra az SCG tavaly vezette be a COBOD technológiáját. A dán vállalat elégedett az együttműködéssel.

„Az SCG új mércét állított fel, és a piacnak megmutatja, hogy mi és hogyan hozható létre a rendszerünkkel” – magyarázza Simon Klint Bergh, a COBOD társalapítója.

Az épületet földrengés-biztosra tervezték, és alaposan kiaknázták a technológia mára közismertté vált erényeit: hagyományos eljárásokkal összehasonlítva, gyorsabb volt az építkezés, kevesebb munkaerőt alkalmaztak hozzá, minimalizálták az anyagveszteséget és a kisebb széndioxid-kibocsátással, természetesen a környezeti lábnyomot is.

Az SCG szintén elégedett az eredménnyel. Az építkezés előtt az ország legjobb egyetemeivel közösen tanulmányozták a nyomtatott szerkezetek lehetőségeit, egy- és kétszintes épületek teherbírását. A terveket Thaiföld egyik legismertebb építésze hagyta jóvá.

A munkához SCG nyomtatóhabarcsokat használtak, két erősségben: C75/80 és C 30/35. A vállalat vezetői elmondták, hogy minden tőlük telhetőt megtesznek a fenntarthatóbb és karbon-semlegesebb építőiparért. Innováció és a 3D nyomtatótechnológia az odavezető út – hangsúlyozzák.

A szálhúzásos, extrudáló technika, az FDM/FF az egyik legnépszerűbb 3D nyomtatóeljárás. Népszerűsége a bőséges anyagválasztékkal (is) magyarázható; a felhasználó rengeteg nyomtatószál (filament) közül válogathat. A legtöbb hőre lágyuló műanyag, mint például az ABS, a PLA, a polikarbonát, de mellettük hibridek is beszerezhetők.

Ezekkel a szálakkal más a végeredmény, például eltérhet az áramvezető-képességük, a hővel, szakítással és más külső nyomásokkal szembeni ellenállásuk, másként munkálhatók meg stb. Fejlesztőik többféle anyagból keverik ki őket: kávéból, fából, gyémántporból és egyre gyakrabban újrahasznosított matériákból. A 3Dnatives portál a klasszikus nyomtatószálakat helyettesíthető legizgalmasabb hibrideket vette górcső alá.

A kávéalapú Wound Up újrahasznosított kávézacc és hagyományos PLA keveréke, míg a vancouveri ProtoPasta cég egyedi filamentje elektromosságot vezető PLA és szénrészecskék kompozitja. E tulajdonságai miatt ideális alacsony feszültségű áramkörökben és érintőképernyőkben történő felhasználáshoz.

A homokkő-alapú szálak PLA és porrá alakított kőzet kompozitjai, a kannabisz különféle fajtáiból kinyert kender és PLA keveréke pedig biológiailag nagyon jól bomlik, könnyen komposztálható és újrahasznosítható.

A PLA és vaspor keverék nyomtatószálak mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, a nyomatok ránézésre fémesek, legismertebb gyártója a ProtoPasta. A faalapú filamentek hagyományos PLA és olyan komponensek, mint például a parafa vagy a bambusz hibridjei. A nyomatokon kicsit érződik is a faillat.

A fluoreszkáló szálak, például a ColorFabb termékei PLA/PHA bioműanyagok keverékei sötétben világító zöld színben, de más színekben is beszerezhetők. A biológiailag lebomló anyagok jó része újrahasznosított, a természetben teljesen lebomló hulladékalapból készülnek (PLA-R, Kimya-R Natur stb.). Többek között még cigarettacsikkekből is lehet nyomtatószál vagy printelésre alkalmas labdacs.

Gyémánt nanorészecskék szintén kombinálhatók PLA-vel, de len és PLA hibrideket is állítanak elő, amelyekkel jól megjeleníthetők a barna különféle árnyalatai. Az ESD filamentek rendeltetése az elektrosztatikus kisülésnek kitett elektronikus alkatrészek védelme. Hőre lágyuló műanyag (PLA, ABS, PETG) és a diszperziót módosító szén kombinációi.