FREEDEE BLOG

A tervezőszoftver-fejlesztő Hyperganic az elmúlt hét évet a Hyperganic Core-ral töltötte. Az algoritmikus tervezőprogram gerince speciális célú geometriai rendszermag, 3D voxeleken alapul. Nagy része az alacsony szintű, csak egy lépéssel a bináris gépi kód (nullák és egyek) felett álló Assembly-ben íródik. Ez azzal jár, hogy közel van a hardverszinthez, változatos processzorarchitektúrákra optimalizálták.

A Core 1 fejlesztésénél nyomtatógyártókkal dolgoztak együtt, hogy a platform a porágyas módszerekkel, műgyantával és az extrudálás-alapú folyamatokkal egyaránt kompatibilis legyen.

A Core 2 volt az első alkalom, amikor a fejlesztőcsapat külső kódoló interfészt integrált a Visual Studioval és a C#-al, a Microsoft által a .NET keretrendszer részeként kifejlesztett objektumorientált programozási nyelvvel. Azért választották ezt a nyelvet, mert egyszerű, de korszerű, és nagyléptékű szoftverfejlesztésekhez ajánlott. Ez tette lehetővé a cég növekedését.

Azóta átfogó online tananyagot is készítettek, többszáz korai befogadót hívtak meg a platformra, köztük többen saját MI-tervet kódolnak olyan területek számára, mint például a légjármű-ipar vagy a fogyasztói szegmens.

A Hyperganic nemrég összeállt az EOS-szal, hogy a Core-t a nyomtatógyártó porágy-fúziós printereibe integrálja. Már EOS-gépen nyomtatott rakétamotort is terveztek vele.

A napokban bejelentették a Core 3-at, az MI-alapú szoftver legújabb iterációját. A hagyományos tervezőfolyamatok alternatíváját kínáló algoritmikus modelleket használó szoftverrel nyomatok tervezhetők. Az új változat áramvonalasítja a mérnöki munkát, gyorsan – percek alatt – kiszámít bonyolult geometriákat, optimalizálja a teljesítményt.

Jó hír, hogy a fejlesztőcég (limitált számban) nyilvános hozzáférést biztosít a harmadik változathoz. Egyszerre többszázan használhatják, lényegében bárki megtanulhat 3D nyomatokat tervezni. A nem kereskedelmi és nyílt forráskódban gondolkodó felhasználók számára a Hyperganic mindig ingyen hozzáférhető lesz – nyilatkozta Lin Kayser, a cég vezérigazgatója.

Egyre többet foglalkozunk a világűr felfedezésével. Az ember a Marsra és a Holdra is készül.

A koppenhágai SAGA Space Architects tervezőstúdió a jövő úrutazóinak életkörülményeit biztosító tereket, lakókörnyezeteket vázol fel, valósít meg. Legújabb munkájuk egy hét méter magas épületforma, a világ legmagasabb nyomtatott polimerszerkezete.

A külső vázat topológiailag optimalizálták, a hullámos felületet úgy alakították ki, hogy ellenálljon a holdbéli környezet speciális erőinek.

Az első skicctől a végső nyomatig, mindössze kilenc hónapig tartott elkészíteniük, A szerkezetet úgy tervezték, hogy két asztronauta kilencven napon keresztül tudjon a Holdon tartózkodni, és komfortosan érezzék magukat az égitesten.

Az új építmény hasonlít a SAGA korábbi ROSENBERG projektjéhez. Azt is az űrre optimalizálták, kér és fél szintből áll, két személyre találták ki. A hat hexagon-formájú lakókörnyezetet tartalmazó háromszög alakú szerkezetet úgy tervezték, hogy elférjen egy űrhajóban.

Az „épület” legfelső szintjén két hálófülke található, a magasabb lakókörnyezet tágasabb tér érzetét kelti, ezzel is segítve az űrhajósok napi életritmusának fenntartását.

Egy még korábbi terv, a LUNARK a helyszínen telepíthető, amivel teret spórolnak meg az űrhajón, kevesebb terhet kell szállítani. A lakótér algoritmikus úton optimalizálható, 750 százalékkal tágítható ki.

A tervrajznál a lakók fiziológiai és a pszichológiai jólétét is igyekeztek biztosítani, ezek voltak a legfontosabb szempontok.

„Az űrhajósoknak nemcsak túlélni, hanem boldogulniuk is kell” – áll az ismertetőben.

Az űrszerkezetet a partnerek nélkül nem lehetett volna megvalósítani.

Fejlesztők, barkácsolók egyre gyakrabban használják az additív gyártótechnológiát robotok építéséhez. Elsősorban a tervezési szabadság, a több opció miatt döntenek mellette. Jellemző módon több részben printelik őket, és miután az összes részt megtervezték, jöhet az összeszerelés.

Ez a gyakorlat azonban változhat. A Kaliforniai Egyetem (UCLA) kutatói ugyanos egyetlen lépésből álló új nyomtatási módszert találtak ki.

Metaanyagokkal, természetes környezetben nem található elektromos tulajdonságokkal rendelkező anyagokkal kezdték, robotjaik csúsznak, ugrálnak, érzékelik a környezetüket.

„Az intelligens robotanyagoknak ez a tervezése és nyomtatási módszere segíthet a robotfejlesztéshez alkalmazott bonyolult összeszerelő folyamatokat helyettesítő autonóm anyagcsoportok kivitelezésében. Az összetett mozgásokkal, többféle érzékelési móddal, programozható döntéshozó képességekkel, és mindezek összeintegrálásával, a robot hasonít az irányított mozgás kivitelezéséhez szükséges idegekkel, csontokkal és inakkal rendelkező biológiai rendszerekhez” – nyilatkozta a projektet vezető Xiaoyu Zheng.

A sikeres kivitelezést a metaanyagok piezoelektromos természete tette lehetővé. A rácsformában készült anyagok elektromos tér használatával, az elektromos energia kinetikus energiává alakításával meg tudják változtatni a geometriájukat és mozgásra is képesek.

A kutatók három metabotot fejlesztettek 3D nyomtatással. Az egyik akadályokat kerül el, a mások jár és ugrik, a harmadik elhárítja az érintkezéseket, vagy, ha mégis, „kivédi” azok hatásait.

A fejlesztést első körben az egészségügyi szektorban tervezik alkalmazni, az emberi test meghatározott részeibe gyógyszert eljuttató kicsi robotokat kívánnak metaanyagokból printelni. A metarobotok veszélyes vagy megközelíthetetlen területekre is képesek eljutni, ahol környezeteket azonosítanak.

Az angolul új-zélandi bikamoszatként ismert, tudományos nevén Durvillaea antarctica, spanyolul cochayuyo egy alga, amely évszázadok óta fontos élelmiszerforrás Chile őslakosai számára.

A barna algáknak hívott Phaeophyta botanikai családba tartozó növény a chilei sziklákon őshonos, azokon, különösen intenzíven hullámzó, mély helyeken növekszik. Még ma is nehéz, gyakran veszélyes körülmények között gyűjtik és szárítják a sziklákon.

Gyógyító tulajdonságai vannak. Használják gyomorégés és székrekedés ellen, de koleszterinszint- és súlycsökkentő hatása is ismert. Tápanyagokban, például omega-3-ban, zsírsavakban, jódban, polifenolokban, B és B1 vitaminokban és vasban is gazdag. Mivel száz grammból 11 fehérje, fontos növényi fehérjének is számít.

Sokféleképpen fogyasztható, könnyű előkészíteni. Mindössze 15-20 percig tart a főzés és a szárítás. Levesekben, salátákban, pörköltekben, paellában és sok másban használható fel.

Chilei táplálkozás-szakértők már két éve próbálnak 3D nyomtatással élelmiszert készíteni gyerekeknek, Ezek nemcsak jók, hanem értékes tápanyagokat is tartalmaznak, például cochayuyót, instant krumplipürét és meleg vizet. A szakemberek bizakodnak, hogy forradalmasítják a jövő élelmiszerpiacát, azon belül is főként a gyerekek táplálkozását.

A Chilei Egyetemen tápláló, ehető figurákat nyomtattak. Mivel gyerekek az elsődleges célcsoport, nekik kell hogy tetszenek, mindenféle, például Pokémon formát is printeltek. A nyomatok nemcsak formában, hanem színben, ízben, aromában, illatban és látványban is különböznek.

Ezzel együtt a kutatók természetesen a táplálék tartalmára összpontosítanak, az a legfontosabb szempont. Táplálónak és ízletesnek kell lenniük, különben a gyerekek nem eszik meg őket.

A dehidratált algákat algalisztté őrlik, majd összekeverik az instant krumplipürével. Forró vizet öntenek hozzá, és így zselatinos anyagot kapunk. A keverékben lévő keményítő stabilizálja a nyomtatási folyamatot.

A nyersanyag megvan, jöhet a printelés. Az eddigi kísérletekből kiderült, hogy ételnyomtatót használva, egy print hét perc alatt elkészül.

Az Egyesült Államokban évről évre nő a tüdőátültetések száma, 2021-ben 2524 betegen hajtottak végre műtétet. A várólistán lévők száma szintén emelkedik, jelenleg több mint 150 ezren vannak.

A bionyomtatás lehet a megoldás.

A 3D Systems és a United Therapeutics együttműködésének eredményeként, egy San Diegoi konferencián bemutatott tüdőállványt nyomtattak. A nyomatot a valaha volt legkomplexebb 3D nyomtatással előállított objektumnak tartják, de ami ennél is fontosabb: komoly áttörés a bionyomtatásban és a regeneratív medicinában.

Állatokkal már tesztelték – a gázcsere sikeresnek bizonyult –, a jövőben pedig a beteg saját őssejtjeiből készülhet, ami az egyik legbiztosabb módja, hogy a szervezet ne lökjön ki magából egy beültetést. Mivel az implantátumok más emberektől származnak, így viszont tőlünk, könnyen érthető testünk pozitívabb reakciója.

A bionyomtatás egyre dinamikusabban fejlődik, és mivel élő sejtekkel dolgozik, egyre fontosabbá is válik az orvoslásban. Egy amerikai orvos pár hete emberi sejtekből készült, nyomtatott fület transzplantált sikeresen betegére.

A technológiával a jövőben emberek számára készíthetők teljesen funkcionális, jól működő szervek. Egyelőre ez persze még nem lehetséges, viszont közelebb kerülünk hozzá, és a most nyomtatott tüdőállvány hatalmas lépés a megvalósulás felé.

A nyomat rekordszámba menő 44 trillió voxelből áll, ez négyezer kilométer tüdő hajszálér és 200 millió léghólyagocska. A United Therapeutics szakemberei az állványt a beteg őssejtjeivel akarják „sejtesíteni.” Ha sikerül, a jövőben megvalósul az emberi szervezettel kompatibilis, átültethető tüdő.

Az újfejlesztésű fotopolimer-alapú „printelés perforációhoz” bionyomtató technológiával egy ilyen szerv három hét alatt nyomtatható, ami egészen elképesztő teljesítmény. A két cég szerint öt éven belül elképzelhető személyre szabott nyomtatott tüdők gyártása és emberi tesztelése.

Az együttműködés célja, hogy a jövőben ne legyen hiány az implantátumból, amelyre a 3D nyomtatás a leghatékonyabb megoldás. Az is pozitív fejlemény, hogy már létezik az úgynevezett ex vivo tüdőperforáció, amellyel a jövő printelt implantátumának élettartama meghosszabbítható. Eddig 230 személy életét mentették meg vele.

A 3D nyomtatás szép sikereket ért el a légjárműiparban. Újabb figyelemreméltó esemény a Lufthansa bejelentése, mely szerint a fém és szénszálas kompozitokból álló repülő-alkatrészek gyártására specializálódott Premium AEROTEC vállalattal közösen készítettek teher- és nyomásbíró darabokat az IAE-V2500 motor jegesedés-gátló rendszeréhez.

Az Európai Repülésbiztonsági Ügynökség (EASA) hivatalosan is jóváhagyta a 3D nyomtatással létrehozott csavar- és csatlakoztató-szerű A-Link darabokat. Ez az első alkalom, hogy a légjármű-szektorban teher- és nyomásbíró nyomtatott fém-alkatrészeket engedélyeznek.

A Premium AEROTEC a globális légjármú-ipar egyik főszereplője, úgyhogy a Lufthansa nagyon nem nyúlt mellé az együttműködéssel.

A légitársaság Technik részlegének kilenc ilyen alkatrészre volt szüksége egy gyűrű alakú hő-légcsatorna rögzítéséhez a motor bemeneti burkolatán. Ez akadályozza meg a hajtóműben történő jegesedést, nélküle a repülőgépek nem tudnák kezelni a nagy magasságot. Az A-Link alkatrészek rendkívül fontosak, viszont a rögzítés lyukainál gyakran elhasználódnak, és néhány évente cserélni kell őket.

Főként a kopás és az elhasználódás miatt döntöttek a 3D nyomtatás mellett. A hagyományos módszerekkel gyártott A-Link a repülés közbeni rezgések miatt csak néhány évig felel meg a szigorú biztonsági előírásoknak. Általában kovácsolással készül, mostantól viszont a Lufthansa lézeres porágy-fúzióval állítja elő. Mivel nincs szükség fúróra, öntőformákra, additív gyártással sok anyag takarítható meg, csökkennek az előállítási költségek.

Az EASA-engedélyhez több tesztet kellett elvégezniük. A Premium AEROTEC prototípusokkal dolgozott, azokat vizsgálta, mindegyiknél a gyártófolyamathoz kapcsolódó releváns paramétereket vettek figyelembe. Egyre eredményesebb és relevánsabb folyamatokig, anyagokig jutottak így el.

Különösen a szakítószilárdságban remekelt az új alkatrész: ebben a paraméterben jobb, mint az eredeti.

Az együttműködéssel mindkét fél jól jár. A Lufthansa már nyomtatott darabokat is hitelesít, a Premium AEROTEC pedig most dolgozott először az Airbus Csoporton kívüli ügyféllel.

És ez csak a kezdet. A két vállalat tervezi a további közös munkát, ki akarják használni a 3D nyomtatásban lévő korlátlan geometriai lehetőségeket.

Az amerikai hadsereg, a printergyártó LFAM és a virginiai MELD Manufacturing teljes autóméretű tárgyak nyomtatására képes gépet fejleszt. A projekt célja olyan járműtestek kialakítása, amelyekhez kevesebb hegesztett kötés kell, hogy a jármű védettebb legyen az alvázi támadásokkal szemben.

A kovácsolással, hegesztéssel és más hagyományos technikákkal végzett próbák során kiderült, hogy ezek az eljárások nem alkalmasak a cél megvalósítására.

Additív gyártással (AM) viszont új lehetőségek nyílnak meg az anyagfeldolgozásban, rugalmasabb a gyártás, így a választás erre a technikára esett. Erre az alkalmazásra viszont még nem érett az AM, ezen a területen gyerekcipőben jár a 3D nyomtatás. A méretbeli korlátok komoly akadályt jelentenek, a legnagyobb fémprinterekkel maximum 1x1x1 méteres nyomatok készíthetők.

A költségek azonban magasak, mert sok nyomtatóanyagra, fémporra van szükség. Közvetlen energialerakással nagyobb méret is elképzelhető, ezekkel a rendszerekkel skálázhatók a nyomatok, porágyas technológiákkal viszont korlátozottabbak. A gyártók dolgoznak az ezirányú továbbfejlesztéseken, de minél nagyobb a rendszer, annál problémásabb a fémpor kezelése és feldolgozása. A rostokkal megerősített és a polimeres anyagok ebbe az irányba tett kísérletek, de eddig sajnos csak szerszámkészítő alkalmazásoknál működtek igazán.

A projekt elképzelése a múltban bevált nagyméretű szerszámgépek és az additív gyártótechnológiák összekombinálása, amellyel jelentősen csökkenhet a gyártási idő. Ha sikerrel járnak, a gép nemcsak szárazföldi, hanem más – köztük sok új – alkalmazásokban is fontos szerepet játszhat.

Két különböző gépet fejlesztenek. Az egyik maximum 1x1x1 méteres nyomatokat tud előállítani, folyamattervezésre, nyomtatási stratégiák, lépések kidolgozására fogják használni. A másik jóval nagyobb, a nyilvánosan hozzáférhető legnagyobb, 10x6,5x4 méteres tárgyak nyomtatására alkalmas printer lesz.

Architektúráját a mostani piac legnagyobb kompozit-nyomtatóját jegyző, rendszerei működtetéséhez Siemens szoftvereket és komponenseket használó Ingersoll Machine Tools dolgozza ki. (A Siemens szintén érintett a nagyszabású projektben.)

A MELD Manufacturing Corp úgynevezett additív súrlódásos keveréssel történő lerakodás eljárását fogják használni, de az összes elérhető fémnyomtatás megoldást figyelembe veszik. A MELD eljárása a szilárdtestes AM egyik típusa, alkalmas anyagok olvadási pont alatti lerakására és feldolgozásra. Ezek a nyomatok annyira tömörek, hogy üregek, üres részek nincsenek a belsejükben, ezért nem is kell még egyszer megdolgozni őket.

A következőgenerációs anyagok természetesen még jobb teljesítményre lehetnek képesek.

A General Motors 2020-ban komoly összegeket ruházott be additív gyártótechnológiájának továbbfejlesztésébe. Az erre a célra specializált ipari központot jelentős mértékben bővítették.

A GM több mint egy évtizede folyamatosan kísérletezik a 3DP autóipari használatával, mostanra pedig arra a szintre jutottak el, hogy a technológia gyártótevékenységük egyik fontos eszköze.

A Chevrolet mérnökei komoly problémával szembesültek, amikor „az utolsó pillanatban” kiderült, hogy változtatniuk kell 2022-es Tahoe terepjárójuk tervén. Plusz alkatrészre, a jármű hátulján lévő rést kitöltő rugalmas szivárgásgátló tömítésre van szükségük.

Fröccsöntéssel túl sokáig tartott volna az alkatrész előállítása, legyártása, késett volna 30 ezer jármű kiszállítása. Mivel a Chevrolet a General Motors leányvállalata, a GM mérnökei felvették a kapcsolatot az ipari mértékű additívgyártás-specialista GKN Additive Forecast 3D-vel.

A GM először fröccsöntésben gondolkozott, de rájöttek, hogy az idő túl szoros, ezért a 3D nyomtatás mellett döntöttek. Döntésüket a lassabb fröccsöntés mellett, az ellátási láncok akadozása is indokolta. Ez az akadozás több céget az additív gyártás felé „terel”, mert azzal helyben is elkészíthetők a szükséges darabok, kevésbé vannak a beszállítókra utalva.

A szóban forgó alkatrészt végül gyorsan kinyomtatták, A GM elvárásainak megfelelő rugalmas anyagot és a HP Multi Jet Fusion printereit használták hozzá. A nyomatokat „gőzpolírozás” nevű eljárással dolgozták meg, az biztosítja az alkatrész tökéletes fényét.

Mivel egy járműbe két ilyen darab kell, 30 ezer Tahoe esetében 60 ezer nyomatra volt szükség. A GKN Additive Forecast 3D öt hét alatt mindet leszállította. Kevesebb mint feleannyi idő alatt készültek el velük, mintha fröccsöntéssel dolgoztak volna.

A technológiát nem most használták először az autógyártásban, a szektorban viszont ez az egyik legnagyobb volumenű alkalmazása eddig.

A nukleárisenergia-termeléssel – üzemanyag-ellátással, tervezéssel, kivitelezéssel, karbantartással, atomerőművek ellenőrzésével – foglalkozó, Cranberry Township (Pennsylvania állam) székhelyű Westinghouse két Északi Forróvizes Reaktor (BWR) egységben, a finnországi Olkihnoto 2-ben és a svédországi Oskarshamn 3-ban nyomtatott nukleárisüzemanyag-törmelék szűrőt telepített.

A telepítések egyértelmű célja a reaktorok üzembiztosságának további növelése.

A Westinghouse 130 éves története újítások hosszú sorozata. Az alapító, George Westinghouse hozta kereskedelmi forgalomba a váltóáramot, amellyel egyszer, s mindenkorra megváltoztatta az elektromos szolgáltatásokat. A nagyvállalat építette a világ első kereskedelmi célú nyomás alatt álló vízreaktorát. Ma 430 atomreaktor használja a Westinghouse technológiáját.

A StrongHold AM szűrőket a létesítmények működtetőivel közösen hozták létre. Teljes egészükben 3D nyomtatással készültek, továbbfejlesztették a rögzítési funkcióikat, hogy megakadályozzák törmelékek bejutását az üzemanyagcellába, amellyel potenciálisan károsíthatják burkolatot. Ezek a károk nem tervezett és igen költséges leállásokat okozhatnak, az így felmerülő biztonsági kockázatok szükségtelen pluszkiadásokkal járnak.

A károk csökkentése értelemszerűen nagyon pozitív hatással van a reaktorok működésére.

Az üzemeltetők elmondták, hogy felbecsülhetetlen tapasztalatokat gyűjthetnek nyomtatott fémalkatrészek használatáról. Szerintük ezek a tapasztalatok a jövőben egyre fontosabbak lesznek.

Szintén kiemelték a partnerek jelentőségét, növelni akarják a számukat. Az additív gyártással termékei lehetőségeit növelő Westinghouse pont ilyen együttműködő partner.

Mivel kategóriájában a StrongHold AM installálása világpremiernek számít, az additív gyártótechnológiával történő kivitelezés fontos lépés a még biztonságosabb és megbízhatóbb BWR-ek felé vezető úton.

Az 1985-ben alapított, Michigan állambeli Troy-székhelyű Altair a globális számítástudomány és a mesterségesintelligencia-fejlesztések egyik meghatározó szereplője. Szimulációs technikákkal, tervek szintézisével és optimalizálásával, üzleti folyamatokkal és döntéshozással foglalkoznak, szoftveres és felhőszámítás-megoldásokat kínálnak több területen. Huszonkét országban kétezernél több személyt alkalmaznak.

Nemrég jelentették be a 2018-ban, az angol Bath Egyetem kutatói által alapított, additívgyártás-programokat fejlesztő Gen3D startup felvásárlását.

A Gen3D a nagyon komplex geometriákat, például rácsszerkezeteket leíró implicit mértani módszer implementálásának egyik úttörője. Következőgenerációs modellező technikáikkal implicit módon dolgoznak ki bonyolult formákat. Ezek a formák nem vagy csak nagy nehezen valósíthatók meg hagyományos módszerekkel. A Gen3D programja lehetővé teszi a nyomatok funkcionális követelményeinek az adott nyomatra érvényes specifikációját. Automatikusan kiszűri a potenciális gyártási problémákat okozó komponenseket.

A generatív módszernek köszönhetően, mérnökök gyorsan létre tudnak hozni összetett terveket, miközben a nyomtatási hibák kockázata a minimumra csökkent. A programot olyan alkalmazásokban hasznosítják, mint a légjármű- és a járműipar, gyártás, medicina, energetika.

Az Altair vezetősége elégedett.

„Ez a masszív technológia segít szervezeteknek a kihívások kezelésében. Mély ipari ismeretekkel és tapasztalatokkal rendelkeznek, amelyek remekül hasznosíthatók a 3D nyomtatásiparban: generatív tervezés, topológia-optimalizálás, rácsszerkezetek generálása” – nyilatkozta James R. Scapa alapító-vezérigazgató.

A technológiát az Altair Inspire szoftvercsaládba integrálják.