FREEDEE BLOG

Július elején Sydney városa bejelentette: az Új Dél-Wales Egyetem és az IT-vagyonkezelő Renew IT közös projektjeként, az elektronikus hulladékban található műanyagot 3D nyomtatószállá újrahasznosító, létesítmény megnyitja kapuit. A projekt komoly lépés a fenntarthatóbb hulladékkezelés felé.

A felsőoktatási intézmény Fenntartható Anyagkutatás és Technológia Központjában fejlesztett Plastics Filament MICROfactorie technológia elektronikus készülékekben lévő kemény műanyaghulladékot értékes 3D nyomtatóanyaggá alakít.

Ezek a műanyagok minden modern hardverben ott vannak, hagyományos újrahasznosító módszerekkel viszont nem próbálják a fellendülő additívgyártás-szektor alapanyagává alakítani azokat.

3D nyomtatószálakat főként importált petrolkémiai anyagokból állítanak elő Ausztráliában. Az új létesítményben helyben újrahasznosított műanyagból készülnek majd, kiiktatva a szállítás anyagi költségeit, környezeti következményeit. Csökken a 3DP szektort hagyományosan meghatározó új műanyagoktól való függés is.

A központ kutatói tragédiának tartják, hogy a 3D nyomtatás eddig ezeken a műanyagokon alapult. Nagyon várják az időt, amikor kizárólag reciklált műanyagot használnak hozzá. Az egyetem csúcstechnológiáinak és a Renew IT kereskedelmi szakértelmének közös nevezőre hozásával, együtt próbálnak megoldásokat találni Ausztrália kritikus környezeti problémáira.

Elektronikus termékek, azaz televíziók, számítógépek, telefonok és nyomtatók gyors gyártásával és rövid életciklusával, az e-hulladék egyre nagyobb gondot jelent. A szemét zöme eddig hulladék-lerakókba került, az új létesítmény viszont fenntartható alternatívát kínál mostantól.

Világtrendhez kapcsolódnak: nő az elhasznált műanyag új termékekként újrahasznosítása, majd versenyképes áron történő értékesítése iránti igény. Ausztrália évi 3,4 millió tonna műanyag-hulladékot generál, amelynek csak tizenhárom százalékát reciklálják. A Clean Up Australia szerint évi 419 millió dollár a veszteség. 

Az új létesítmény hozzájárul a veszteség csökkentéséhez, támogatja a helyi gyártást, és a környezetvédelembe is besegít.

A méhsejtek, pókhálók és korallok közös vonása, hogy a természetben előforduló rácsszerkezetek. Az egységes cellák szabályos, ismétlődő mintájából összeálló rácsok az erő, a rugalmasság és a felület kombinációjával egyedi képességeket biztosítanak.

3D nyomtatótechnológiákkal és az Oqton 3DXpet szoftverrel a légjármű-ipartól a futócipőkig, sok terméktípus gyártásához használhatók.

Meglepően szilárdak és merevek, holott kevesebb anyagból készülnek, mint a hagyományosan gyártott tárgyak. Az anyagcsökkenés gazdasági hatása szignifikáns: ugyanannyi termék alacsonyabb befektetéssel állítható elő. A felületeket növelve, hatékonyabbak a folyadék-, a hő és a vegyi interakciók, például jobban működnek a hőcserélők.

Rácsokkal a szilárdság-tömeg arány is optimalizálható. A geometria jóvoltából jelentős mértékű szilárdságot, merevséget biztosítanak, csökkentve a felhasznált anyagmennyiséget.

Nagyon rugalmas tervezést garantálva, tervezők a mostaniaknál innovatívabb, organikusabb darabokat találhatnak ki, alakíthatnak tetszésük szerint. A rácsok többtucatnyi altípusát ismerjük, amelyek közül a síkhálós egységcellák, az egységes/periodikus, a rúgós és a háromszorosan periodikus, minimális felületek a leggyakoribbak. 

Rácsszerkezeteket termékekhez adva, a lehető legkönnyebb szerkezettel érhető el speciális teljesítmény. A két folyadék közötti hőcserét megkönnyítő hőcserélők szintén kihasználják a rácsszerkezet lehetőségeit, emellett többféleképpen és eredményesebben optimalizálhatók. A csontintegrációt segítő orvosi implantátumokhoz szintén jól használhatók.

Egyedi tulajdonságok mellett használatuk egyedi kihívásokat is tartogat. Például mivel a 3D modellek túl nagyok lehetnek, komplex rácsszerkezeteket néha nehéz nyomtatni, adatok vesznek el, lassul a printelés. Ezt kerülhető ki a 3DXpert szoftverrel.

A nyomtatóanyagok, nyomtatószálak fenntarthatóságára összpontosítva, a 3D nyomtatóipar sokat tehet a környezetvédelemért, megfelelhet a szigorodó szabályozásnak, és még inkább gazdaságilag életképes, a jövő generációi számára is hasznos, felelős ágazatként tartják számon.

A brit Filamentive feketében és fehérben egyaránt beszerezhető Economy PLA nyomtatószála 99,99 százalékban posztindusztriális hulladékból újrahasznosított anyagokból áll. Kiváló minőség, jó teljesítmény, biztonságos. 

A biológiailag lebomló, újrahasznosítható csomagolású, korábbi PLA Tough szálat reciklált cukornádból állították elő.

A montréali Nefilatek gyártó száz százalékban újrahasznosított műanyagból készíti nyomtatószálait. A HIPS Black polisztirolból, a Nefila PC polikarbonátból készült, a tekercsek és a csomagolás környezetbarát. 

A HIPS filament alapanyagát Montréal környékén talált elektronikus hulladékokból állították össze. Szabvány ABS nyomtatószálakhoz hasonlóan ütés- és hőálló, a nyomatok felülete környezetbarát olajokkal dolgozható nagyon simára. A Nefila PC masszív mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, mínusz ötventől plusz százötvenig tűri az időjárás viszontagságait. A kiváló teljesítményt megőrizve csökkenti a 3D nyomtatás környezeti lábnyomát.

A nyomtatóanyag-feldolgozó rendszereket gyártó utrechti 3devo új folyamatot jelentett be szelektív lézeres szinterező (SLS) porok csúcsminőségű filamentté alakításához, reciklálásához. A lépést fontos döntés előzte meg: új üzleti modellje részeként, a vállalat beszünteti a nyomtatószálakat újrahasznosító gépei értékesítését.

A hulladékanyagok komoly kihívást jelentenek az additív gyártásban. Egyes technikákkal (SLS, Multi Jet Fusion) az adott por hatvan százaléka nem hasznosul, ami hatalmas anyagveszteség, pazarlás. A 3devo fejlesztései az SLS-sel járó porveszteség csökkentésére kínálnak megoldást.

Újításaikkal a technológia széndioxid-kibocsátását és a működtetési költségeket is csökkentik.

Az additív gyártás világában sok szoftverfejlesztő kívánja megkönnyíteni a 3D modellezést és a CAD (computer-aided design) tervezést. Eddig túl bonyolult volt, ezért hozzáférhetőbb és felhasználóbarátabb megoldásokon gondolkoznak. Egyikük, a pakisztáni Katalyst Labs akcelerátor és innovációs csomópont.

Szoftverük, a szöveges utasítást CAD-dá alakító, text-to-CAD 3D tervezőasszisztens, a júniusban bemutatott, önmagában is tervezőeszközként működő, de meglévő CAD/CAE munkafolyamatokba is integrálható KATALYST pont ezt teszi. Ugyanúgy, mint a hozzá hasonló, szövegből valamit (képet, mozgóképet stb.) generáló alkalmazások, a KATALYST is mesterséges intelligenciával működik.

A felhasználónak nem kell a tervvel bíbelődnie, komplikált módosításokat végeznie, a szoftver a szöveges input, a prompt alapján parametrikus terveket képes létrehozni.

Utasításként begépeljük, például, hogy „csinálj egy humanoid robotot”, amire a KATALYST elkészíti az első modellt. Ennél persze speciálisabb inputot is megadhatunk, mondjuk, részletezzük a felsőtestét, a végtagokat stb. Változatos paramétereket, például méretet, szögeket könnyen hozzáadhatunk, a szoftver automatikusan és gördülékenyen alkalmazkodik a változtatásokhoz.

A módosító inputokat különféle iterációkként értelmezi. Minden egyes iteráció elérhető és megtekinthető a KATALYST teljes iteráció-történet funkcióján keresztül. A szoftver ezen kívül is rendelkezik nagyon hasznos funkciókkal. Egyedi 3D modellek mellett összetettebb kombinációkat szintén készíthetünk vele, a modellek pedig .stl, .step, .3mf vagy .dxf fájlokként menthetők a gyártáshoz.

Az új szoftver összességében egyszerűsített belépést kínál CAD-tervezéshez, szöveges parancsokból komplex geometriákat alakíthatunk ki vele. Mivel teljesen új, hamarosan a lehetőségeket bővítő több frissítésre számíthatunk, például szerkezeti szimulációra, kibővített adatkészletre még összetettebb, részletesebb nyomatokhoz.

A BASF Forward AM felvásárolta a BASF additívgyártás-üzletágát, így mostantól Forward AM Technologies néven szerepel. A független új vállalatot az egyetlen „teljes AM portfolió szolgáltatóként” tartják számon. Tevékenységi köre a BASF nyomtatóanyagainak és a Sculpteo szolgáltatóiroda (service bureau) által kínált megoldásoknak a kombinációja.

A globális (német) vegyipari gyártóból az ügyfélkör magasabb szintű támogatása, az innováció és a piacra történő reagálás felgyorsítása miatt váltak ki. A korábbi szellemi tulajdont (IP) és az ellátási láncot változatlanul ellenőrzésük alatt tartják, így folytatják a bejáratott termékek, szolgáltatások értékesítését.

A Forward AM 2017-ben, a BASF leányvállalataként indult, utóbbi az additívgyártás-szektorbeli jelenlétét akarta így megerősíteni. 2020-ban dobták piacra a szerszámgép-alkalmazásokhoz fejlesztett, rozsdamentes acél alapú Ultrafuse 17-4 PJ fémnyomtató-anyagot, fémpor és polimer keverékét. Az anyag a legtöbb FDM-rendszeren valóban megfizethető és biztonságos fémnyomtatást garantál.

2021-ben a nagyméretű nyomtatáshoz printereket gyártó BigReppel működtek együtt – az építőipar támogatására fejlesztettek nyomtatható betont. 2023-ban partnerekkel (Farsoon, Hyperganic) közösen integrált megoldásokat dolgoztak ki rácsszerkezetek 3D nyomtatásához.

2022 óta évi harminc százalékos, a szektor átlagánál kétszer nagyobb növekedést produkálnak. A vezetőség szerint az önállósodásnak nem lesz negatív hatása ezen a téren. Eleve úgy látják, hogy nagyon izgalmas időket élünk a 3D nyomtatásban, és a meglévő, valamint új partnerekkel fel akarják pörgetni az innovációt. 

A BASF által támogatott változással az alkalmazottak megtartották állásukat, a Forward AM pedig megőrzi globális pozícióit a 3DP piacon. A német nagyvállalat távozása azért szignifikáns esemény, mert így a 3DP szektorban nem maradt ennyire meghatározó jelentőségű vegyipari cég. 

A szaúd-arábiai SABIC ugyan érintett, de additív gyártó tevékenysége korlátozott, míg a Henkel anyagfejlesztő nem tartozik a terület valódi nagyágyúi közé. 

A bőrkutatás hagyományosan az emberi biológiát (korlátozottan) utánzó módszerekre támaszkodik. A bőrszerkezetünket utánzó 3D nyomtatott modellek viszont jobb alternatívát kínálnak.

Az Oregon Egyetem és a L’Oréal ebből az alapvetésből kiindulva, a természetes emberi bőr komplexitásához nagyon hasonló kifinomult, többrétegű modellt fejlesztett. A valódihoz hasonló membránleválasztású, kétrétegű mesterséges bőr létrehozásához biztosító 3D nyomtatótechnikával dolgoztak.

A modellel bőrápoló termékeket az eddigieknél fejlettebb teszteknek vethetik alá, amellyel előmozdítják a bőrgyógyászat további fejlődését. A megközelítéssel a növekedést tizennyolc napra gyorsították fel, megkönnyítve laboratóriumi tesztek sikeres kivitelezhetőségét.

Diabetikus fekélyek kezelése, orvosbiológiai szerkezetek, például segédanyagokkal támogatott véredények előállítása lehetnek a jövőbeli alkalmazások.

A Cardiff Egyetem kutatói mindössze ötszáz font költség mellett megfizethető és hozzáférhető 3D bionyomtatót fejlesztettek Legóból. Céljuk a bionyomtatás demokratizálása. A biotintával működő printerrel az emberi szövetszerkezetet utánzó, nagyfelbontású sejtrétegek alakíthatók ki.

Az eredeti rendeltetése szerint bőrsejt-rétegek nyomtatására használt géppel, beteg sejtek hozzáadásával, könnyebb a bőr állapotának vizsgálata. A Brit Bőralapítvány által támogatott projekt tervrajzok megosztásával igyekszik támogatni a technológia szélesebb körű kutatólaboratóriumi elterjedését, világviszonylatban is növelve az orvosbiológiai k+f kapacitásokat.

A francia CTIBiotech bejelentette a cég 3D bionyomtatás és szövetmérnöki szakértelmén alapuló SAFESKIND3D projektet.  Céljuk különleges bőrmodellek fejlesztése, amelyek gyógyszergyártók számára lehetőséget nyújtanak hírvivő RNS (mRNS) vakcinák biztonságának és tolerálásának alaposabb kivizsgálásra. Ha sikerrel járnak, a megközelítés felgyorsíthatja a mainál biztonságosabb mRNS-vakcinák fejlesztését. (Ezek az oltóanyagok a koronavírus-járvánnyal váltak széles körben ismertté.)

A még pontosabb bőrmodellek kidolgozásához a Sanofi vakcina-fejlesztővel kötöttek partnerséget. A Sanofi a bétatesztelési szakaszban fog értékes visszajelzéseket adni, hozzájárulva, hogy a modellek megfeleljenek a gyógyszeripar magas elvárásainak.

A Bugatti Rimac hiperautó koncepciót újradefiniáló Tourbillonja és a Divergent saját autómárkája, a Czinger után – a 21C és a 21C Max kiszállítását ezen a nyáron kezdik el (összesen csak nyolcvanat gyártottak belőlük) –, a McLaren is használja a Divergent DAPS (Divergent Adaptive Production System) technológiáját, és additív gyártással készít alkatrészeket. 

A brit autógyártó több évre szóló szerződést kötött a kaliforniai digitális ipari gyártóval. A 21C-ről Kevin Czinger, a Divergent vezérigazgatója büszkén mondta el, hogy a világ első ember-mesterséges intelligencia közös tervezésű és 3D nyomtatott járműve. 

Az együttműködéssel az eddiginél is nagyobb mértékben használják az additív gyártást. A technológiával a járművek teljesítményét, előállításuk és működtetésük fenntarthatóságát, és a gyártás hatékonyságát kívánják növelni, amennyire csak lehet.

Mindkét fél elégedett. A mérnöki és gyártási innováció iránt elkötelezett McLaren kiemelte, hogy a Divergent technológiájával könnyebben tervezhetők és gyárthatók összetett szerkezetek, miközben tömegük tovább csökkenthető, az ellátási lánc pedig fenntarthatóbb.

A Divergent vezérigazgatója a McLaren csúcsteljesítmény melletti elkötelezettségét, a vásárlói élmény növelésének folyamatos kielégítését hangsúlyozta. A DAPS lehetőséget kínál a számítási teljesítmény kihasználására, teljesen optimalizált, digitálisan gyártott szerkezetek páratlan tervezői szabadság melletti előállítására – állítja Czinger.

A hiperautók, az együttműködések az autóipar analógról digitálisra történő átállását jelzik, egyben felvillantják a szektor jövőjét.

A Divergent nemrég nyitott Kaliforniában csúcstechnológiás gyártóüzemet, ott dolgoznak gőzerővel a Czinger-járműveken. A McLarennel 2021 óta működnek együtt kisebb-nagyobb projektekben, de annyira szorosan eddig még nem, mint amennyire az új szerződés sejteti. A következőgenerációs IPG5 a céltermék, amelyhez a 21C-hez használt megoldásokat is adaptálnak.

Nemcsak Kazahsztán, hanem egész Közép-Ázsia első nyomtatott háza készült el. Az épület az ország legnagyobb városában, 1997-ig fővárosában, az 1,8 milliós Almatiban áll. 

A helyszín a szeizmikus aktivitás szempontjából kockázatosnak számít, ezért eleve úgy tervezték, hogy a Richter-skálán hetes erősségű földrengést is átvészeljen. A háznak szigorú szempontoknak kell megfelelnie: fokozott biztonság, szeizmikus események közbeni szerkezeti integritás.

Alapterülete száz négyzetméter, a printer-beállítástól a belsőig és a bútorokig, a projektet nem egész két hónap alatt kivitelezték. A falakat öt napig nyomtatták, majd további két napot szenteltek a szeizmikus gerendaszalag helyi előírásoknak megfelelő felszerelésére.

A teljes szerkezetet körbevevő vasbeton burkolat nélkülözhetetlen biztonsági elem, földrengés-érzékeny területeken szignifikáns mértékben növeli épületek szerkezeti integritását. A gerendaszalag adja a ház jellegzetes felső részét.

A közép-ázsiai ország mínusz ötvenhét és plusz negyvenkilenc Celsius-fok közötti, szélsőséges időjárásának megfelelően, a falak szigetelése megerősített polisztirolt tartalmaz.

A munkát a helyi 3D épületnyomtató BM Partners végezte. Marat Osaktyiev vezérigazgató hangsúlyozta, hogy napjainkban egyértelmű a modern technológiák használata, elkötelezettek ebben az irányban, és a 3D épületnyomtatás helyi élharcosának számítanak. A projekttel a jövőbe léptek, mert figyelembe vették Kazahsztán földrengés-biztos, modern, hatékony és sokat tűrő építészeti megoldások iránti igényét.

Ezt nagyon erős betonkeverékkel érték el. A keverékhez helyi cementet, homokot és kavicsot használtak. A COBOD International és a Cemex által fejlesztett D.fab adalékanyaggal kiegészítve vált lehetővé a regionális igényeknek megfelelő betonkészítmény létrehozása.

A nyomtatáshoz, mint ahogy az építőipari projektekben megszokhattuk, a COBOD printerét használták.

Lezárulhat egy (romantikus) korszak a 3D nyomtatás történetében. A 2007-ben, Hollandiában alapított, New York székhelyű Shapeways, a legendás 3DP piactér és szolgáltató ugyanis csődöt jelentett be.

Az egyik első online B2C és B2B 3DP szolgáltatóként kezdték még Eindhovenben. Üzleti modelljük sokak számára tűnt vonzónak, komoly CapEx befektetésekkel gyarapodtak, eleinte a terület nagyágyúitól (EOS, 3D Systems, Stratasys), később másoktól (Relay, Rosler, AM Flow) is jött a támogatás. 

2012-ben, Queensben nyitottak ötven gépből álló „3D nyomtatás-gyárat”, csillaguk gyorsan emelkedett, jelenlétüket megszilárdították az Egyesült Államokban, változatos nyomtatótechnológiákat alkalmaztak, a 2010-es évek közepén és második felében voltak a zeniten. 2018-ban a Stratasys-szel kötöttek együttműködést, 2021-ig húszmilliónál több tárgyat printeltek, értékesítettek.

2021-ben egy speciális célú felvásárlói társasággal (SPAC), a Galileo Acquisition-nel szerződve, az utóbbi felvásárolta őket, hogy Shapeways Holdings néven tőzsdére kerüljenek. Az volt a céljuk, hogy a gyártást masszív szoftverplatform közvetítésével bővítsék, az eredmények azonban nem igazolták a 2021-es elvárásokat.

2022-ben ugyan stabilak voltak még a bevételek, a részvények viszont zuhantak, és ez nem felelt meg a Wall Street befektetőinek. Az utóbbi pár negyedévben a vállalat feltűnően hallgatott a pénzügyi eredményekről, így a július eleji bejelentés különösebben senkit sem lepett meg.

Egy hasonló cég, a Sculpteo nagyon más utat járt be. A BASF 2019-ben felvásárolta őket, lehetővé téve a nagy befektetői nyomás nélküli működést, folyamatos bővülést. Ma egyedi középvállalkozásként funkcionálnak, immáron a nemrég alakult Forward AM Technologies-ba integrálódva.

Hasonló történhet a Shapeways-zel is. A vezetők keresik a további működés opcióit, bizakodnak az újraindulásban, tanulmányozzák az üzleti lehetőségeket. Legvalószínűbb, hogy valamelyik nagyobb csoportba integrálódnak, felvásárolják őket.

A vállalat története elgondolkoztató. Alighanem nagyon megelőzték korukat, és túl öles léptekkel haladtak. Ezt látszik alátámasztani, hogy sok kisebb léptékben gondolkodó, lépésről lépésre építkező 3DP cég prosperál, növekedése fenntartható. Merész álmodók nélkül viszont nem létezne additív gyártószektor.

Legyen szó közönséges járgányokról, luxuskategóriás csodákról vagy a jövő csúcsmodelljeiről, autóipar és 3D nyomtatás „kéz a kézben” jár. A legnagyobb és leginnovatívabb gyártók, egyaránt és mind nagyobb mértékben élnek a technológia adta, folyamatosan bővülő lehetőségekkel.

Legutóbb a Bugatti mutatta be következőgenerációs hiperautóját, a Torbillont. A modellhez nem meglepő módon mindenféle csúcstechnológiát felhasználtak. Kapacitása óriási, aerodinamikája nagyon fejlett, és persze a luxuskategóriában is egyedülálló.

Motorja 1800 lóerős, alváza és rúgózása teljesen új. Ezeket a részeket 3D nyomtatással készítették az amerikai Divergent szoftver- és hardvermegoldásával. A mesterséges intelligenciát is alkalmazó Divergent Adaptive Production System lehetővé teszi a terv újragondolását, könnyebb és jobb teljesítményű szerkezetek tervezését és kivitelezését. Az additív gyártásnak köszönhetően, a Bugatti jelentősen csökkentette a jármű tömegét.

Az alváz ugyanis alumíniumos több lengőkaros felfüggesztést kapott, amellyel a korábbi acélos megoldással összehasonlítva, negyvenöt százalékkal csökkent a felfüggesztés tömege. 

A Tourbillon 4,67 méter hosszú, hibrid rendszerének köszönhetően huszonöt másodperc alatt eléri az óránkénti négyszáz kilométeres sebességet. Három elektromos motorral kiegészülő, tizenhat hengeres motor hajtja. Az elektromos motorokból kettő az elülső, egy a hátsótengelyen található.

A Bugatti több szempontra koncentrált: páratlan teljesítményre, kényelemre és a rá jellemző stílus megtartására. Az előzmények nélküli masszív kapacitást úgy sikerült megvalósítani, hogy a kényelem és a stílus sem bánja.

A belső kiegészítőket svájci óragyártó készítette, a hatszáz darabból álló műszerfal drágaköveket, például rubint és zafírt tartalmaz. A csak a vezető utasítására megjelenő kijelző bőrbevonatú.

A Tourbillon ezeken kívül is több printelt szerkezeti elemet és újratervezett anyagokat, például az elülső légcsatornák szén-kompozitjait tartalmazza. Mindezek együtt jelentősen hozzájárulnak a tömeg csökkenéséhez és a nagyobb teljesítményhez.