FREEDEE BLOG

A Holcim és a Brit International Investment svájci székhelyű közös vállalkozása, a 14Trees húzta fel Afrikában az első nyomtatott házat, de – szintén Afrikában – a világ első printelt iskoláját is ők jegyzik. A kenyai Kilifiben ötvenkét ház nyomtatását tervezik egyetlen, igaz nem akármilyen 3D printerrel, hanem az épületnyomtató-fejlesztésben világelső dán COBOD a kategóriájában az egyik legjobb eladási mutatókkal rendelkező, robotikus BOD2 gépével.

A munkát tavaly októberben kezdték, januárra pedig, pont tíz hét leforgása alatt, be is fejezték tíz ház falainak a nyomtatását. Csak a BOD2-t használták hozzá, és látványos gyorsasággal haladtak.

A projekt környezetbarát profilja elnyerte a Világbank fejlesztésekkel foglalkozó pénzügyi intézete, az IFC „EDGE Advanced” fenntartható tervezés tanúsítványát. A szervezet az erőforrás-hatékony, potenciálisan zéró széndioxid-kibocsátású építészeti kezdeményezéseket értékeli az elismeréssel.

3D nyomtatással két probléma oldható meg egyszerre: gyorsabb és olcsóbb az építkezés, és így megfizethetőbb lesz a lakások ára. Mivel ezek a házak kevesebb anyagból készülnek, a bolygó erőforrásaiból is több marad a jövő generációi számára – hangsúlyozza a 14Trees vezetősége.

A következő szakaszokban, szakaszonként tíz-tizenöt házzal, a lakók mindennapjait megkönnyítő, későbbi változtatási, bővítési opciókat lehetővé tevő több újítást vezetnek be. Igyekeznek kihasználni a technológiában rejlő személyre szabhatóság lehetőségeit.

A 14Trees az építkezés minden egyes szakaszával próbálja tovább csökkenteni a kiadásokat. Úgy csinálják, hogy azok legalább húsz százalékkal alacsonyabbak legyenek, mint a hagyományos technikával épített házaknál. A Holcim helyi üzemben készült TectorPrint anyagaival dolgoznak, amely már önmagában jócskán csökkenti a gyártási költségeket.

A COBOD szintén elégedett. Kiemelik a nehéz afrikai körülményeket, és ezeket figyelembe véve, valóban bámulatos az egy helyszínen mindenki másnál több házat nyomtatott 14Trees teljesítménye, ráadásul a cég nem öt, hanem csak egy géppel dolgozott – hangsúlyozták.

A szilárdtest elemekkel és 3D nyomtatással foglalkozó kaliforniai Sakuu, a következőgenerációs SwiftPrint elemek és más komplex aktív eszközök gyártója, Kavian platformján 2022 decembere óta a vállalat sikeresen és folyamatosan printel kiváló teljesítményű, egyedi formájú és méretű elemeket. A kategóriájában világelső teljesítmény fontos lépés a kereskedelmi forgalmazás, nagy mennyiségben történő gyártás felé.

A vállalat vezetősége elmondta, hogy a Kavian bebizonyította: alkalmas széles választékban, lítium-iontól, lítium-fémig, vagy szilárdtestekig, elemeket gyártani. A legfejlettebb hagyományos módszerek esetében a tömeges gyártást akadályozó folyamatos problémák merülnek fel. A Sakuu technológiájával kezelhetők ezek, ráadásul az energiafelhasználás is csökken, plusz az elemek egyedire szabható formája és mérete a terméktervezés fontos eleme.

Saját maguk által kidolgozott többanyagos, többréteges, párhuzamos és száraz ipari folyamatot alkalmaztak a lassabb lépésről lépésre történő, alapvetően nedves, nagyobb energiahasználattal, esetleg gyenge nyomatminőséggel járó, a megbízható gyártást nem garantáló eddigi nyomtatóeljárás helyett.

Technikájuk olcsó és gyors, a forma- és a méretkialakítás rugalmas, az elemek pedig a fogyasztókat és az ügyfeleket elsősorban érdeklő alapkategóriákban készülnek.

Saját lítium-fém vegyi eljárásukra alapozva, a nyomtatás nyersanyagokkal kezdődik, és mintával ellátott, használatra kész elemekkel végződik. Az elemeket eleve úgy printelik, hogy kapacitásaikat a lehető legjobban ki lehessen használni.

A Sakuu információi alapján, csak ők rendelkeznek szilárdtest elemek nagymennyiségű gyártására alkalmas megoldással. Additív gyártó és elemfejlesztő csapatuk közösen dolgozta ki, pedig kivitelezhetetlennek tartották előttük.

A Kavian platformot más elemgyártóknak, vezető járműipari, e-nobilitás és légjármű-gyártóknak egyaránt értékesítik, vegyi eljárásaikat pedig licencelik.

Az építőiparban egyre többször használják az additív gyártást. 2021 januárjában az USA Védelmi Minisztériuma eldöntötte, hogy szélesebb körben, például betonépítményeknél is alkalmazzák a technológiát. Dubaiban szintén 2021-ben fogalmazták meg az ambiciózus célt, mely szerint 2030-ra a kvázi városállam új épületeinek huszonöt százaléka 3D nyomtatással fog készülni. A kínai kormány is támogatja a cementalapú nagyobb épületnyomtatás projekteket.

Mivel a világ lakosainak száma folyamatosan nő, és 2060-ra eléri a tízmilliárdot, egyre sürgetőbb a lakhatósági problémák megoldása. Ugyanakkor a hagyományos építőipari technikák felpörgetésével a környezetszennyezés is jelentősen nő. A cementalapú gyártás a széndioxid-kibocsátás nyolc százaléka, ami önmagában beszédes szám, azaz sürgősen környezetbarátabbá kell tenni.

Az amerikai Georgetown Egyetem kutatói erről a témáról, cementnyomtatás és környezetvédelem kapcsolatáról publikáltak tanulmányt. A karbonsemlegesség megvalósításához a cementen és betonon alapuló ellátási lánc megváltoztatására, a szektor „széntelenítésére”, minél kevesebb üvegházhatású gáz kibocsátására van szükség, amiben kulcsszerepet játszhat a 3D nyomtatás.

A 3DP építőipari alkalmazásaira jellemző, hogy a technológiával idő, pénz és anyagok spórolhatók meg, minimalizálja az emberi terhelést, és nem utolsósorban a környezeti hatásai jóval pozitívabbak, mint a hagyományos technikáknak. A cementszektorban szignifikáns mértékben csökkenthető, fenntarthatóvá, de legalábbis fenntarthatóbbá tehető vele a károsanyag-kibocsátás – állapították meg a kutatók.

A tanulmány a nyomtatható keverékektől a végtermékig, azaz a printelt épületekig a teljes láncolatot áttekinti. Első lépésként, alacsonyabb széntartalmú, más cementszerű anyagokkal megerősített, printelhető keverékekre van szükség. Ezekben lehetnek ipari hulladékok, például salak, de a természetben képződő anyagok is, mint az agyag. Alternatív kötőanyagokat, például geopolimereket és a hagyományos betonból újrahasznosított matériákat szintén felhasználhatnak hozzájuk.

3D nyomtatással minimalizálható, nullára is redukálható a gyártás közben generálódó hulladék mennyisége, ezen kívül helyi forrásokból készülő új anyagopciókkal, így a szállítás kvázi kihagyásával tovább csökkenthető a környezetszennyezés. Ha viszont a cementalapú nyomtatást valóban egyedi módon, a klímakatasztrófa elkerülése miatt használjuk, akkor az összes gyártási folyamatot célirányosan, szigorúan és közelről kell ellenőrizni.        

Heti gyakorisággal olvasunk arról, hogy az Egyesült Arab Emírségekben, különösen Dubaiban újabb és újabb 3D nyomtatással kapcsolatos fejlesztések láttak napvilágot. Folyamatos és nagyszabású befektetések, látványos projektek, világelső épületek jellemzik az additív gyártás valóban lélegzetelállító helyi térhódítását.

A 3DP alkalmazása presztízskérdés is, Dubai 2030-ra nemcsak regionális központ, hub akar lenni – már azzá vált –, hanem az additív gyártásban a világvezető szerep elérése a cél. A vezetés mindent meg is tesz a nagyratörő elképzelések valóra válásához.

E törekvések adják a kontextust a folyamatos szakterületi fejlesztésekhez, szabadalmakhoz, így a Dubai Elektromosság- és Vízhatóság (DEWA) legújabb, immáron hetedik szabadalom-bejegyzéséhez is.

A hatóság kutatásfejlesztési központjában ezúttal a ragasztóanyagot a nyomtatólapon automatikusan elosztó eszközt hoztak létre. Az eszköz a nyomtatóanyag megfelelő tapadását biztosítja.

A DEWA vezetősége kiemelte, hogy legújabb munkájukkal is az additív gyártás infrastruktúrájának és speciális szoftvereinek a fejlődését támogatják, a technológiával pedig az energetikai szektor kihívásaira kívánnak adekvát válaszokat adni.

A DEWA 3D nyomtatóit prototípusok és alkatrészek készítésére használják a hatóság termelési, átviteli és elosztási részlegei számára. Másrészt készleteik, raktáraik digitalizálását is támogatják a technológiával. Kutatásfejlesztési központjuk globális innovációs platform, a hatóság munkájának egyik pillére. 3DP projektjeiket világszerte elismerik, ezirányú, a kvázi városállam 3DP stratégiáját támogató programjuk a szintén a 2030-as céldátumhoz kapcsolódó Dubai 10X kezdeményezések egyike.

A kutatóközpont a hét regisztrált szabadalom mellett nemzetközi tudományos konferenciákon ismertetett, szakfolyóiratokban publikált és ellenőrzött tanulmányt is jegyez. 48 kutató dolgozik náluk.

Az Egyesült Államok harmincmillió dollárral támogatja anyagok, köztük a szélturbinák működési hatékonyságát növelő nagyon könnyű kompozitok olcsóbb gyártását – jelentette be február tizedikén az ország Energetikai Minisztériuma.

Az USA-ban jelenleg a szélenergia a legfontosabb megújuló energiaforrás, és kritikus tényező a fosszilis üzemanyagoktól való függés csökkentésében. Az áreséshez elengedhetetlenek a következőgenerációs technológiák, a gyártás javítása, finomhangolása. A támogatás pontosan ezeket a célokat hivatott szolgálni.

Jobb anyagokkal és fejlettebb gyártási folyamatokkal olcsóbb lehet a szélenergia, a mainál több területen, nagyobb mértékben alkalmazhatják. Ezek elengedhetetlen feltételek az USA deklarált céljainak megvalósításához: 2035-re a száz százalékos tiszta energiahasználatot, 2050-re pedig a zéró károsanyag-kibocsátást akarják elérni.

„A szél több földrajzi régióban, otthonokban és vállalatoknál megbízható tisztaenergia-forrásnak bizonyult. A felhasználás pénzügyi korlátait lejjebb vivő következőgenerációs anyagokba való befektetés segíti a széleskörű alkalmazást, Biden elnök hazai gyártással és tiszta energiával kapcsolatos céljait” – jelentette ki Jennifer M. Granholm, energetikai miniszter.

A könnyű kompozitanyagok többféleképpen csökkenthetik a károsanyag-kibocsátást: hatékonyabbá teszik a szélenergia előállítását, csökkentik a járművek tömegét. Minél inkább csökken a tömegük, annál kevesebbet fogyasztanak.

A támogatással a szélenergia-technológiákhoz kapcsolódó kompozitok gyárthatóságát és teljesítményét akarják növelni. A nagy széllapátok prototípus- és szerszámkészítésénél, gyártásánál és tesztelésénél használt additív gyártófolyamatokat áramvonalasítanák.

A nem széllapátos szélturbinák polimerekből, fémekből és kerámiákból készülő alkatrészeihez szintén keresik a 3D nyomtatáson alapuló megoldásokat. A támogatásra mindkét kategóriában (széllapátos és nem széllapátos szélturbinák) lehet projektekkel jelentkezni.

Az egyik legnagyobb játékgyártó, a Ubisoft (Assassin’s Creed, Far Cry, Rabbids stb.) népszerű és immáron tizennégy éves Just Dance-ében a gamer mozgásérzékelővel követi a képernyőn látható edzőt, így kerülve legközelebb a valódi mozgáshoz. Az edzők arctalanok és természetesen virtuálisak, viszont egyvalami, a hihetetlen ruhák közösek bennük.

A Ubisoft 3D nyomtatással akarta növelni a felhasználói élményt. 2009-ben Wii-vel kezdték, a mindenféle konzollal játszható mostani, tizennegyedik változatban, az élményt fokozandó, 3DP-vel segítettek futurisztikus ruhadarabok létrehozásában.

A tánctanárok pontos mozgásához a fejlesztőknek valódi táncosokat kellett zöld képernyő előtt felvenniük, a mozgásokat a játékban animálják, azaz a táncosoknak ugyanolyan extravagáns ruhákat kellett viselniük, mint az általuk megszemélyesített karaktereknek.

A gyártó kitalálta, hogy a 3D nyomtatás az ideális technika a Just Dance 2023 főgonosza, Night Swan (Éjszakai Hattyú) ruhája kivitelezéséhez. Úgy kellett megtenniük, hogy markánsan kiemeljék, mennyire negatív alakról, rossz arcról van is szó.

Hosszú, lebegő köpenyszerűségét, testdresszét háromszáz egymástól független, mozgatható toll borítja. A tervet additív gyártással és lézervágással váltották valóra.

Nem most alkalmazták először a 3D nyomtatást. A 2021-es változatban printelt kézprotézissel és mellkas-lemezzel igyekeztek elérni a retrofuturista élményt. Magát a technológiát, a 3DP eljárást viszont egyik esetben sem pontosították, viszont egyértelműen polimerrel dolgoztak, és mivel a keményebb anyagok sebeket okozhatnak a táncosnak, valószínűleg valamilyen fotopolimerizációs technikát, például SLA-t alkalmazhattak.

Az eredménnyel kifejezetten elégedettek.

A Lockheed Martin pilótafülkét nyomtatott az F-35 Teljes Misszió Szimulátorhoz (FMS). Több évig dolgoztak rajta, az első két darabot 2022 végén szállították le az amerikai tengerészgyalogság észak-karolinai légi bázisára.

A két hónapig tartó nyomtatás bonyolult folyamatnak bizonyult, és megtanulták belőle azt is, hogy hogyan kerüljék el a hibákat, áramvonalasítsák a gyártást, növeljék a hatékonyságot.

A nyomtatott pilótafülke a nagyvállalat digitális átalakulás stratégiájának egyik kulcseleme. Amikor elkezdték, a gyárthatóságra összpontosítva, alaposan át kellett nézniük és tervezniük a hihetetlenül komplex berendezést. Úgy kellett megcsinálniuk, hogy a termék életciklusában egyértelművé váljanak az előnyök: minőség, költségek, ütemezés.

A megvalósításhoz digitálisiker-technológiát használtak, azzal vizualizálták a gyártást, hogy hol helyezhető el a pilótafülke. A rendelési időpontok teljesítése miatt nagyon alaposan meg kellett tervezniük.

3D nyomtatással 75 százalékkal csökkenthető a hagyományos részek beszerzésére fordított idő, és a hagyományos fémalkatrészek száma is 70 százalékkal csökken, azaz gyorsabb lett, és jelentősen egyszerűsödött a szimulátor gyártása. A printelt szimulátor sokkal hamarabb eljut a katonákhoz, ami hadiállapot esetén különösen előnyös.

Nem sokkal az FMS után a nagyvállalat megkapta at engedélyt a GPS III műholdba integrált kommunikációs reléhez kapcsolódó körsugárzó antennája használatára. Az antenna szintén 3D nyomtatással készült.

A „minden-irányú” antenna teszi lehetővé a műhold kommunikációját a földi rendszerekkel. A telemetriai, nyomkövetési és irányítási rendszer része, jeleket ad és vesz. Formára olyan, mint az elődje, csak míg az kézzel összeforrasztott több darabból, emez egyetlenegyből áll. Geometriáját, egyes elemeit csak 3D nyomtatással lehetett kivitelezni. A folyamat könnyen megismételhető, így hamarabb elkészülhetnek az újabbak. Összességében 60 százalékot spóroltak a kiadásokon.

A GPS III űrjárművet előreláthatólag 2026-ban lövik fel.

A HP a 3D nyomtatóiparban polimeralapú gyártótechnológiáiról a legismertebb, és a számok magukért beszélnek: a Multi Jet Fusion (MJF) 2014-es bevezetése óta, az egészségügytől a légjármű-szektorig, több mint 170 millió nyomat készült a rendszerrel.

Az utóbbi években a Toyota és a SOLIZE autó cserealkatrészeket printelve, jelentősen csökkenti a kiadásokat és a gyártási időt. Kuriózumként, a vállalat rendszereit már olyan cég is használja, mint a kozmetika legendás nagyágyúja, a L’Oréal.

A HP azonban nem elégedett meg a polimeralapú 3D nyomtatásban betöltött szerepével, hanem régóta érdeklődik a fémnyomtatás iránt is. Jó ideje kapcsolatban áll gyártóóriásokkal, a szintén változatos szektorokban alkalmazható, binder jetting technológiájú Metal Jet S100 rendszere azonban csak tavaly mutatkozott be. (A géppel egyszerre mutattak be két rá fejlesztett anyagot is.)

A printerrel lehetőség nyílik végtermékek nagymennyiségű és költséghatékony gyártására. A költséghatékonyság nem kis mértékben az ipari szabvány MIM (Metal Injection Molding) anyagokkal való kompatibilitásával magyarázható. Összességében ezzel szüntethető meg a fémnyomtatás ipari közegben történő skálázhatóságának, méretezhetőségének a problémája, és válhat valóra a tömegtermelés.

A partnerek elégedettek, például a mezőgazdasági gépek piacát vezető John Deere környezetbarát, a termelékenységet növelő, hosszabb életciklusú traktorokat gyárt az S100-zal.

A HP legújabb partnere az energetikában és ipari automatizációban világelső Schneider Electric szakemberei csak jókat nyilatkoznak a fémnyomtató-rendszerről. Kiemelik, hogy a technológia ideális jobb minőségű és teljesítményű energia-szűrő berendezések gyártására.

Sportfelszerelések gyártásában egyre több szerep jut a csúcstechnológiáknak, köztük természetesen a 3D nyomtatásnak is. A gyártócégek folyamatosan keresik az innovatív megoldásokat, hogy miként lehetne növelni például a versenykerékpárok teljesítményét. Nem véletlen, hogy a bicikligyártásban már kifejezetten népszerű a 3DP.

A Pinarello BOLIDE F HR 3D-jén, a világ leggyorsabb biciklijén vannak printelt részek. A Mythos és az IXO fémnyomtatással készített új kormányszára, az Elix 2022 elején jelent meg a piacon.

A holland Kú Cycle kiváló teljesítményre képes, kerékpárosokhoz tökéletesen passzoló bringát tervezett. A műanyag-megoldásairól ismert QDP és a sportcuccok printelésében óriási tapasztalattal rendelkező Carbon közreműködésével készítették el a triatlonosoknak szánt, személyre szabható Kú TF1 modellt.

A Carbon printelt már baseball-kesztyűt, jéghoki sisakbélést, legismertebb darabja az Adidas Futurecraft 4D cipője. Nem véletlenül esett rájuk a QDP választása, hogy a kaliforniai cég gyártsa le a Kú TF1-et. Már csak azért sem, mert technológiájuk gyorsabb, és az előállítási költségek alacsonyabbak, mintha hagyományos eljárásokat alkalmaznának. Ráadásul a QDP a Carbon Design Engine szoftverével tartós rácsszerkezeteket tudott kidolgozni.

Az eredeti tervhez végig ragaszkodtak – a kerékpárnak személyre szabottnak kell lennie, növelje a sportoló kényelemszintjét és természetesen a teljesítményét is.

Ennek megfelelően a kézfogantyúra és a könyöklőre összpontosítottak. Ezeket merevre kellett kidolgozniuk, hogy a jármű feletti kontrollt és a kényelmet is garantálják. Több teszt után a Carbon a követelményeknek nemcsak megfelelő, hanem a verejtékkel szemben is ellenálló EPU 41 anyagát választották. Utóbbi versenybiciklik kialakításánál nagyon fontos szempont.

A sebességváltó viszont EPX 82-ből készült. Fejlesztés közben a QDP folyamatos kapcsolatban állt az ügyfelekkel, visszajelzéseik alapján próbálták a lehető legakkurátusabbra kidolgozni a bringát. A prototípus hónapok helyett egy hónap alatt készült el, a gyártási költségekről viszont nincs adat, de nyilvánvaló, hogy a 3D nyomtatás csökkentette a kiadásokat.

A kerékpárt több versenyző kipróbálta, visszajelzéseik pozitívak. A következő egy-másfél évben a Kú Cycle ötszáz és ezer közötti TF1 gyártását tervezi.

2022-re az epidémia utáni konszolidáció éveként tekintünk a 3D nyomtatás történetében. Ennek jegyében több cég egybeolvadt, fontos felvásárlások történetek.

A trend egyik legmarkánsabb mozzanata a fényképezőgépeiről ismert japán multinacionális, a Nikon szeptemberi bejelentése volt a lübecki SLM Solutions felvásárlási szándékáról. A lézeres porágy-fúzió egyik úttörőjének számító és a fémnyomtatásban sokévnyi tapasztalattal rendelkező német vállalat ma már 61,10 százalékban a Nikon tulajdona, az akvizíció hivatalossá vált, az SLM és leánycégei a japán óriás leánycégeivé váltak.

A következő hónapokban elképzelhető, hogy valamilyen „nagy dobással” hallatnak majd magukról. A német gyártó mindenesetre teljes mértékben támaszkodhat a Nikon szerteágazó szakismereteire.

A japán vállalat egyébként nem annyira új szereplő a 3D nyomtatás világában, mint sokan gondolják. Először 3D szkennerekre és meteorológiai alkalmazásokra összpontosítottak, aztán fokozatosan egyre közelebb kerültek a technológiához. Az első valóban fontos, döntő lépésnek a fémnyomtatás-szolgáltató Morf3D 2021-es felvásárlása számított.

Az SLM akvizíciója ezt a trendet erősíti, a Nikon vélhetően a 3DP-ben is a meghatározó szereplők közé emelkedik. Az üzlettel mindkét fél maximálisan elégedett.

„Az optikai-elektronikus csúcstechnológiák és a precíziós eszközök fejlesztésében szerzett bőséges tapasztalatával, a Nikon ideális partner az SLM számára. Közösen, az innováció-központú környezet állandó szintemelésével, tovább erősítjük az integrált fémnyomtatásban betöltött vezető szerepünket. Az összes nagyobb iparág ismeri technológiánkat, tudják, mennyire fontos, és a Nikonnal még tovább bővítjük ügyfélkörünket” – jelentette ki Sam O’Leary, az SLM vezérigazgatója.

„Sokra értékeljük az SLM lehetőségeit a fémalapú additív gyártásban, közösen pedig a világ számos pontján, változatos iparágakban, felgyorsított tempóban kínálhatunk holisztikus megoldásokat. Digitális gyártásunk javulására és növekedésére számítunk, és biztosak vagyunk, hogy vezető szerepet fogunk játszani a globális tömegtermelés forradalmában” – jelentette ki Toshikazu Umatate, a Nikon vezérigazgatója.