FREEDEE BLOG

Az utóbbi években az USA-ban és más országokban is sajnos egyre gyakoribbak az erdőtüzek, az Egyesült Államokban korábban soha nem volt annyi, és nem pusztítottak el akkora területet, mint 2021-ben.

A tűzvészeket megakadályozandó, a tűzoltók munkáját egyre innovatívabb technológiák segítik. Amikor kitör egy, fontos, hogy jól átlássák a helyzetet. Gyorsan oda kell érni, és ez csak speciális, a tüzet egész közelről figyelő, kiterjedését vizsgáló drónokkal lehetséges. A kereskedelmi forgalomban beszerezhető mai gépek nem felelnek meg ezeknek a feltételeknek, anyaguk és technikai felszerelésük nem elegendő a nagyon magas hőmérséklethez.

Itt jön képbe az Axle Box, amely 3D nyomtatással erősebb, gyorsabb tűzbiztos drónokat készít olcsóbban. A megfelelő technológiát és anyagokat kutatva, a cég mérnökei megismerkedtek a texasi Essentium tevékenységével.

„A tűzszezonra készülő szakembereknek fürge távirányított drónokra van szükségük, hogy az urbánus területektől a rurális sivatagokig, bármilyen környezetben átláthassák a bajt. Nagyon örülünk, hogy az Axel Box választása a mi 3D platformunkra esett, amely lehetővé teszi extrém hőséget bíró, masszív szerkezetű drónok fejlesztését” – magyarázza Blake Teipel, az Essentium vezérigazgatója.

Az anyag kiválasztásánál a nagyon magas hőmérsékletet tűrő, 25 százalékos szénrosttal megerősített nejlon mellett döntöttek. Az anyagot a drón közepén és az oldalburkolatoknál használják. Így lehetséges, hogy az ember nélküli légi jármű, alakját megtartva, működőképes maradjon tűzközelben.

Az anyag nemcsak remekül bírja a magas hőmérsékletet, hanem arra is garancia, hogy a felhasználásával készülő drón egyszerre robusztus és könnyű, kritikus alkatrészei pedig megfelelnek a szigorú repülési és biztonsági szabályozásnak.

A printeléshez az Essentium HSE nyomtatóját használják. A printer kettős extrudáló rendszerrel és saját fejlesztésű nyomtatószálakkal (filament) működik.

Madison Jones, at Axle Box additívgyártás-részlegének vezetője szerint a HSE printer gyorsasága, precizitása és gazdaságossága, valamint az Essentium nyomtatószálai megváltoztatják a dróntervezést és -fejlesztést. A tervezéstől a gyártásig tartó idő négy hétre redukálódik, egy-egy új alkatrészt órák alatt képesek kinyomtatni.

Egyelőre nem tudni, hogy a drónokat mikor lehet bevetni, a megfelelő anyag és technológia viszont már megvan, tehát valószínűleg hamarosan.

Az IDTechEx idén közzétett egy anyagot a fémnyomtatás állapotáról, jövőjéről. A világpiac fokozatosan bővül, tíz év múlva elérheti a 18,5 milliárd dollárt – állapították meg. A növekedés mellett, annak jobb megértéséhez a különféle gyártóeljárásokat szintén tanulmányozták. Vizsgálatukkal igyekeztek értelmezni a jelenlegi trendeket, és előrevetíteni a jövőt.

Melyik technológia a leghatékonyabb?

Tizennégyet, köztük jól (binder jetting, irányított energialerakódás – DED –, extrudálás) és kevésbé ismerteket (elektrokémiai lerakódás, hidegfúvás) elemeztek és hasonlítottak össze. Erősségeik és gyenge pontjaik kimutatásához olyan szempontokat vetettek egybe, mint a nyomtatásméret/mennyiség, pontosság, gép- és anyagár, szükséges utófeldolgozás.

Az árra és a gyártható mennyiségre, méretre a felhasználók különösen odafigyelnek. A fémporok magas ára az egyik akadálya a technológia gyors elterjedésének, sok cég egyszerűen nem engedheti meg magának a használatukat. Pedig ma már nagyon sok fémport kínálnak a piacon. Az extrudáló technikák segíthetnek, például létezik már két nyersanyagot kombináló, árcsökkentő megoldás, nyomtatásukra alkalmas printer. Az FDM/FFF gépek fejlesztői is egyre gyakrabban állnak elő fémnyomtatás-lehetőségekkel.

Egyes folyamatok hagyományosan inkább nyersanyag-, mint fémpor-alapúak: DED, homokporos megkötés stb. Legnagyobb hátrányuk a printerek magas ára, ezek a legdrágább nyomtatók. Az extrudálás jóval gazdaságosabb opció.

A mennyiséget, méreteket illetően bő a választék. Kisebb részekhez tökéletes a lézeres olvasztás, nagyobbakhoz a hidegfúvás. A trend bíztató, az alkalmazások száma nő – többen használják a fémnyomtatást.

Az ideális megoldás a relatíve olcsó fémnyomtató és szintén olcsó nyersanyagok, valamint a nagyobb méretű nyomatok kombinációja lenne. A ma nagyobb méretű fémtárgyakat nyomtató gépek többmillió dollárba kerülnek, viszonylag alacsony áron kb. 500 ezer dollárt értünk… Ráadásul a nyomtatási felület minősége és a szakítószilárdság, mint két meghatározó szempont, sok esetben kiölik egymást, a gyártó valamelyiket a másik rovására részesíti előnyben.

Egyértelműen meg kell találni a gyártás gyorsasága és a felbontás egyensúlyát. Ez a kettő összekombinálásával kivitelezhető, amit persze sokkal könnyebb leírni, mint megvalósítani. Egyes polimeres folyamatoknál mégis sikerült, és a fémgyártásban is ugyanez a cél.

Európában nagyon gyorsan fejlődik a 3D nyomtatás, sok a szabadalom, pörög a szakma. A technológiának azonban vannak árnyoldalai is. Az Európai Rendőrhatóság, az Europol aggódik, mert az utóbbi években egyre több nyomtatott fegyvert koboztak el a kontinensen.

Múlt héten Hágában konferenciát tartottak a témában, 120-nál többen – büntetés-végrehajtási, ballisztikai szakemberek, igazságügyi orvos-szakértők, törvényhozók – vettek részt rajta.

„A 3D nyomtatással készült fegyverek veszélye az Europol radarjában van” – jelentette ki Martin van der Meijl, a hatóság egyik vezető beosztású alkalmazottja.

2019-ben, a németországi Halléban egy támadó két személyt lőtt agyon házi készítésű fegyverrel. A fegyver tervrajzát, amely alapján nyomtatható, az internetről töltötte le.

A spanyol rendőrség tavaly – először – számolt fel egy, printelt fegyverekkel foglalkozó workshopot, Tenerife szigetén. Szintén tavaly, két férfit és egy nőt szélsőjobboldali terrorizmus miatti nyomozás során azért tartóztattak le az angliai Keighley-ben, mert nyomtatott fegyver-alkatrészeket találtak náluk.

„Egy ilyen kihívás csak a különféle, bűnüldözési, magánszektorbeli, akadémiai szakértelmek, erőforrásaink összekombinálásával kezelhető, csak így akadályozhatjuk meg ezeknek a fegyvereknek az utcára kerülését” – magyarázza Van der Meijl.

A konferencia után az Europol nemzetközi nyomtatott tűzfegyver-szakértői hálózat létrehozását jelentette be. A hálózat rendeltetése, hogy a bűnüldözés lépést tartson a fegyvernyomtatás fejlődésével.

A fegyveekrhez való pofonegyszerű hozzáférésről hírhedt USA tavaly egy jogi hézag megszüntetésével nehezítette meg nyomtatott fegyverek használatát, nemrég pedig a nyomatok visszakeresésében, a printerek azonosításában hatékony mesterségesintelligencia-megoldást dolgoztak ki.

Az angliai Bath Egyetem kutatói kidolgozták, hogy a népszerű nyomtatóanyag, a PLA, azaz a politejsav hogyan válhat biológiailag még bomlóbbá. Arra jöttek rá, hogy ha cukorrészecskéket tesznek polimerekbe, UV fény hatására könnyebben lebomlik a PLA.

Az eredmények egybevágnak az utóbbi esztendők 3D nyomtatásának egyik markáns trendjével – a környezettudatossági szempontokat előtérbe helyező vállalatok folyamatosan azon dolgoznak, hogy a műanyagot egyszerűbb legyen újrahasznosítani, jobban menjen a bomlási folyamat.

PLA-t a cukor fermentációjából származó tejsav felhasználásával állítanak elő. Mivel természetes eredetű, általában újrahasznosíthatónak, fenntarthatóbbnak, a nyersolajból készült műanyagok alternatívájának tartják. Az additív gyártásban sokféleképpen használható fel.

Biológiailag lebomló anyagnak is címkézik, ami nem feltétlenül igaz. Ipari szintű komposztáló feltételek között, magas hőmérsékleten és megfelelő páratartalom mellett tényleg lebomlik, természetes környezetben viszont csak korlátozott mértékben. Ha például otthon akarjuk komposztálni, évekig eltarthat a bomlási folyamat.

Úgy tűnik, a bathi kutatók rájöttek a megoldásra. A PLA még természetes feltételek mellett is lebomlik, ha különböző mennyiségű cukormolekulákat tesznek a polimerbe. Cukor hozzáadásával a műanyag a hidrolízisre érzékenyebb, kisebb polimerláncokra törik, és így a PLA a természetben, például óceánokban vagy kerti komposztálókban is lebomlik.

Ha csak három százalék a cukorpolimer a PLA-ben, az UV fénynek kitett anyag negyven százaléka hat óra alatt lebomlik. Mivel a technológia kompatibilis meglévő gyártóeljárásokkal, hamar és átállási problémák nélkül elterjedhet.

A kutatók bizakodnak, és további tesztekre készülnek, például napfény mellett is vizsgálnák a bomlást. Használat közben erős, de ha lehetetlen az újrahasznosítás, akkor könnyen törő műanyagban gondolkoznak. Technikájuk sokat segíthet ebben.

Az USA legnagyobb autóverseny-sorozatait működtető NASCAR a Széria (gyári) Autók Versenyének Nemzeti Szövetségét rövidíti. A szervezet által felügyelt és szervezett versenysorozatok hihetetlenül népszerűek, ezek a legnépszerűbb amerikai technikai sportok.

A Stratasys a szervezet partnerévé vált, és nyomtatott alkatrészekkel járul hozzá a NASCAE Next Gen, azaz következőgenerációs autóihoz. Szélvédőre szerelt pilótafülke-szellőztető egységet printeltek a járművekhez. A munkához a cég H350 gépét használták.

A printer garancia az egyenletes gyártásra, az alkatrészenkénti kiszámítható és versenyképes költségekre, valamint akár többezer nyomat gyártásának teljes kontrolljára.

A nyomatok a Stratasys PA 11 anyagából, fenntartható ricinusolaj-származékból készültek. DyeMansion utófeldolgozó felszereléssel tisztították meg, fejezték be, festették be őket.

„Érdekes látni, a NASCAR additívgyártás-használatának fejlődését. Segítettük őket, hogy a nyomtatott prototípustól eljussanak a nyomtatott végtermék-gyártásig. Büszkék vagyunk a partnerségre, és hogy az összes csapat használhatja a következőgenerációs autókat, az első nyomtatott végtermékekkel. A partnerség a NASCAR csapatokkal való tizennyolc éves együttműködésünk természetes folytatása. Ezek a csapatok gyorsan elkezdték alkalmazni az autótervezést és a teljesítményt javító csúcstechnológiákat, és örülünk, hogy az összes NASCAR Next Gen autóhoz hozzájárulunk” – jelentette ki Pat Carey, a Stratasys egyik vezetője.

A printelt alkatrészekkel faragnak a kiadásokon, javul velük a teljesítmény, rugalmasabbak és jobb az aerodinamikájuk. A járművön közel három évig dolgoztak, a februári bevezetés előtt 37 ezer tesztmérföldet tett meg. Az összes csapat fogja használni.

A NASCAR vezetősége elmondta, hogy a Stratasys nélkül nem tudták volna megvalósítani a kitűzött célokat. 

A montreali Concordia Egyetem kutatói közvetlen hangnyomtatási (DSP) technikát fejlesztettek. Lényege, hogy ultrahang-hullámokkal komplex és precíz tárgyak készíthetők. A hullámok hatására úgynevezett szonokémiai reakciók alakulnak ki üregekben, és így a jelenlegi eljárásokkal megvalósíthatatlan – előre megtervezett – bonyolult geometriák dolgozhatók ki.

Az ultrahang-frekvenciákat már használják, de elsősorban destruktív folyamatokhoz. A kutatók elmondták, hogy kreatív célra akarták alkalmazni őket.

Mikrorészecskék ultrahanggal történő módosítása nem új, a 3D nyomtatásban bizonyítottan hasznos. Brit egyetemek bionyomtatáshoz, mások a printelést követő utófeldolgozáshoz alkalmazzák.

A Concordia technikája folyékony polimeroldatban lévő apró buborékok belsejének nyomásingadozása által kiváltott vegyi reakciókon alapul. A reakciók létrehozásához speciális ultrahanghullámokat használtak, hogy a dimetil-polisziloxán (PMS) folyékony műgyantát szilárd vagy félszilárd formákká alakítsák.

A csapat jelátalakító segítségével az anyag héján áthaladó, a gyantát megszilárdító ultrahangos mezőt generált. A hullámok (csak pikoszekundumokban mérhető) nagyon rövid és intenzív reakciókat váltanak ki a mikro-mérettartományú buborékokban, Az üregekben a hőmérséklet eléri a 15 ezer kelvint, és a nyomás is drasztikusan nő. A reakciók célzottak, nincs hatásuk a környező anyagokra.

Az óhajtott forma megvalósításához a jelátalakító előre meghatározott útvonalon mozog, és a folyadékot pixelről pixelre szilárdítja meg. A tárgy mikroszerkezete az ultrahanghullám-frekvencia időtartamának és a használt anyag viszkozitásának beállításával szabályozható.

A kutatók szerint technológiájuk komoly hatással lesz a 3D nyomtatásra, sok mindent meg fog változtatni. Erre utal az is, hogy eddig kivitelezhetetlen geometriákat valósítottak meg.

Az új technológiából elsősorban a nagyon specifikus és kényes eszközöket használó iparágak, például a medicina vagy a légjármű-ipar profitálhatnak.  

Manapság nagyon sokféle világversenyt rendeznek, így cseppet sem meglepő, hogy létezik Tiramisu Világkupa (TWC, Tiramisu World Cup) is. Az viszont már igen, hogy a földkerekség legjobb tiramisja printelhető, 3D nyomtatással újraalkotható.

A nyomtatásra az észak-olasz Treviso városában, a spanyol Natural Machines Foodini 3D ételnyomtatójával került sor. Az Európai Unió által támogatott projektet a vállalat tavaly mutatta be a gasztronómiai verseny szervezőinek.

Egyre több hír jelenik meg a 3D ételnyomtatásról, de még mindig kuriózumnak számít, és távol van a mainstreammé válástól. Ennek ellenére sokasodnak a megoldások, a piacon is megjelennek printelt kaják, egyes éttermekben pedig – kiegészítőként – a konyhában is használnak nyomtatókat.

Az ételnyomtatás viszont még nem elfogadott, sokan viszonyulnak szkeptikusan hozzá. Leggyakrabban printelt vegán kaják kerülnek a hírfolyamokba, de csokit és más édességeket is nyomtattak már.

Ezúttal a technológia segítségével alkották újra a népszerű desszertet, és kiderült: a világ legjobb tiramisuja is nyomtatható. Ez a változat Stefano Serafini olasz cukrász munkája. Több kísérletet végzett, változatos recepteket teszteltek. Az alapötlet a Foodini használata volt.

Rétegről rétegre haladva, különféle keverékek és karakteres textúrákat hoztak létre mindaddig, amíg a tiramisu el nem készült.

„A tiramisu versenykörnyezetben és az olasz gasztronómián belüli promótálása és a díjnyertes sütemény 3D nyomtatással történő további népszerűsítése volt a főcél” – nyilatkozta a nyomtatóját miniatűr kajagyárként definiáló Emilio Sepulveda, a Natural Machines társalapító-vezérigazgatója.

A cukrász saját krémjét használta az eredeti recept újraalkotásához. A gép ugyanazokkal az összetevőkkel dolgozott, és a sütemény formája is ugyanolyan lett.

„A 3D nyomtatás lehetővé teszi, hogy a világ bármely pontján az eredeti recepthez hasonlót hozzunk létre” – jelentette ki Francesco Redi, a TWC alapítója.

A Sintratec szelektív lézeres szinterezéssel (SLS) működő asztali 3D nyomtatók fejlesztésére, gyártására és forgalmazására specializálódott svájci cég. 2014-ben, egy sikeres közösségi finanszírozás (crowdfunding) projekt után dolgozták ki az első rendszerüket.

A pénz egy hónap leforgása alatt összejött rá, és még ugyanabban az évben, a nemrég alapított cég technológia kategóriában első lett a SwissUpStart startup-versenyen.

Azóta folyamatos a növekedés, például a Sintratec építette Svájc első és egyetlen ipari SLS-rendszereit. Gépeiket a világon szinte mindenhol árusítják, legutóbb a Melbourne-höz közeli székhelyű Project 3D-vel való partnerség eredményeként Ausztráliával és Óceániával bővült a terjesztési hálózat.

A Project 3D csapata végigvezeti az ügyfeleket a 3D nyomtatás teljes skáláján. A 3D-s terméktervezéstől a 3D szkennelésig, a például régi alkatrészek printelésében meghatározó szerepet játszó visszafejtésig (reverse engineering) szinte minden témakörben segédkeznek.

Évek óta változatos technológiai területeken kínálnak megoldásokat, rendszereket. Portfoliójuk most a Sintratec szelektív lézeres szinterező rendszereivel bővült.

A partnerséggel tovább bővült a svájci vállalat globális értékesítőhálózata. Az ausztrál partner jóvoltából most már a távoli Óceániában is érintettek, termékeiket ott is árulják.

Június 7. és 10. között például a 3D a Sydneyben megrendezésre kerülő Ausztrál Gyártóhéten mutatja be a Sintratec cuccait.

Természetesen az ausztrál partner szintén elégedett. Chris Fitzgerald vezérigazgató külön kiemelte, hogy mennyire egyszerű használni ezeket a rendszereket, és milyen jó minőségűek a nyomatok.

Május 31-én nyílt meg a Svéd Additív Gyártás Alkalmazási Központ Kutatóintézete.

A francia AddUp nemrég írt alá együttműködési szerződést az ipari 3D nyomtatás országon belüli gyorsabb elterjedésén munkálkodó központtal. A megnyitón „A szakadék elhárítása az additív gyártás tömeges méretű ipari bevezetéséért” címmel tartottak előadást a vállalat szakértői.

Az AddUp az elterjedési folyamat összes lépésére összpontosítva, javasol ipari szintű gépeket (köztük a sajátjait is) és minőségbiztosító szoftvereket. Az együttműködéssel a svéd ipar kihasználhatja a francia vállalat fémnyomtatás-tapasztalatát és szerteágazó szakértelmét.

A központtal több ipari és akadémiai partner dolgozik együtt. Az ellátási lánc valamennyi szintjén támogatják az érintett cégeket, legyen szó új üzleti modellek kidolgozásáról, terméktervezésről és valódi gyártókörnyezetben történő tesztelésről, vagy egyszerűen csak a technológia előnyeinek hasznosításában szeretnék segíteni őket.

A központ platformot hoz létre, hogy az ipari partnerek együtt dolgozhassanak oktatási és kutatóintézményekkel. Ezzel is ösztönöznék az additív gyártás gyors térhódítását az országban. Az elterjedés paradigmaváltással jár, és Svédország szeretné megerősíteni pozícióit a gyorsan növekvő piacon. A beruházások növelése elengedhetetlen hozzá – ezt szolgálja a központ, ahol az ipari szereplők hozzáférhetnek a legújabb kutatási eredményekhez, különféle technológiákat mutathatnak be, ismerhetnek meg.

Mivel mindegyik egyedi kompetenciákkal és tapasztalatokkal rendelkezik, a partnerek közötti együttműködés, a kooperáció a siker egyik záloga. A központ pont ehhez biztosít független és nyílt kereteket.

Az összesen tizenöt partner az additív gyártás különböző aspektusaival foglalkozik. Az AddUp alternatív és költséghatékony gyártómódszer kidolgozásában, implementálásában és ipari szintű elterjedésében nyújthat komoly segítséget. Az együttműködés eredményeként digitalizálják a gyártást, optimalizálják az ellátási láncot.

Svédország is az ipar 4.0 új világába lép.

Semmi új nincs már abban, hogy 3D nyomtatótechnológiákat használnak lábbelik készítéséhez. A gyártók minél eredetibb cipőket a lehető leggyorsabban és legoptimálisabban akarnak kivitelezni, amihez ideális a 3DP.

Több nagy márka, például az Adidas, a New Balance vagy a Reebok is előszeretettel alkalmazza a személyre szabott megoldásokat, alacsonyabb áron és helyben megvalósító additív gyártást.

A 3DP másik nagy előnye a gyártás közben termelődő hulladék drasztikus mértékű csökkentése, illetve az újrahasznosított anyagok használata. Ezekkel sokkal kisebb a széndioxid-lábnyom.

Három vállalat, a Covestro, a Huafeng és a Cyclone közös projektben az eddigieknél fenntarthatóbb módon gyártható cipőt készített. Újrahasznosított poliészter-alapú anyaggal dolgoztak a HAPTIC 3D gyártórendszeren, és a projektjük sikeresnek bizonyult – eredeti és környezetbarát sportcipővel lepték meg a világot.

Egész pontosan a cipő felső részéhez használtak és azt szelektíven vonták be CYCLONE újrahasznosított poliészterrel. A poliuretán diszperzióján alapuló HAPTIC technológia a Huafeng fejlesztése. A széntartalom fele bioalapú nyersanyagokból származik.

„A cipők mindenkinek jó hírt jelentenek, aki sportos és egészséges életmódját a lehető legkörnyezetbarátabb módon akarja fenntartani” – nyilatkozta Tony Wu, a Covestro globális marketingmenedzsere.

A HAPTIC nyomtatótechnológia és más eljárások kombinációjával a cipőgyártásban is kivitelezhetők komplex 3D formák. Az eredeti, modern és remek minőségű design ideális sportcipőkhöz.

„A fenntarthatóság a Huafeng piaci sikerének kulcsa. A Covestro bioalapú poliuretán diszperziójával, több újrahasznosítható összetevőt tudtunk hozzáadni a bevonathoz, így növelve a fenntarthatóságot” – magyarázza a Huafeng innovációs részlegét vezető Thomas Schmidt.