FREEDEE BLOG

A 3D nyomtatás fontos szerephez jut a motor- és az autósportokban, így természetesen a Forma-1-ben is. Az elmúlt évek és a jelen egyik figyelemre méltó trendjeként, egyre több partnerség alakul ki versenycsapatok és additívgyártás-szekértők között.

Olyannyira, hogy a közös munka már-már bevettnek számít. A 3DP – főként a gyors prototípuskészítésen keresztül – jelentősen hozzájárul, hogy a csapatok a határokat feszegessék.

Legutóbb az ipari fém- és polimeralapú printerekre és gyártásra specializálódott német EOS és az Alpha Romeo csapat egyik tagja, a Sauber Technologies állt össze, hogy a technológia előnyeiből a hírneves istálló is profitáljon.

A partnerséget a május 22-ei Barcelonai Nagydíj előtt jelentették be, azóta a polimerre szakosodott EOS P 500 gépet már installálták is a Sauber Technologies-nál.

„Az additív gyártás alkalmazásai a Forma-1-ben a prototípuskészítésben és a sorozatgyártásban egyaránt jelen vannak. Az újra elkészíthető darabok minősége kulcsfontosságú. A Sauberrel új mércét szeretnénk kijelölni. Az egyre több Forma-1-es additívgyártás-alkalmazással, az automatizáció szintén fontos lesz, mert lehetővé teszi a nagyobb termelékenységet, és csökkenti az árakat. A Sauber első ügyfélként, integrálja gyártásába a polimeralapú 3D nyomtatást” – magyarázza Markus Glasser, az EOS egyik vezetője.

A Sauber a poliamid 12 PA 2000 anyagból az elsődlegesen a gépjármű. és a légjármű-ipar számára fejlesztett printerrel sorozattermékeket is előállítani. A gép javít a gyártási folyamatokon, például gyorsabbak lesznek. Ez a nyomtató ugyanis kétszer gyorsabb, mint a legtempósabban dolgozó lézeres szinterező rendszerek.

„Az EOS és a Sauber ugyanúgy szereti az alkalmazás által vezérelt tervezést és a legmagasabb minőségi szabványokat. Ilyeneket akarunk kínálni az autó- és motorsportban, és azokon túl is. Az EOS vállalati kultúrája tökéletesen passzol a miénkhez, ezért döntöttünk a partnerség mellett” – magyarázza Christoph Hansen, a Sauber Technologies egyik vezetője.

A Mitsubishi az autóiparon kívüli területeken is régóta aktív, a japán nagyvállalat például az additív gyártótechnológiát is gyakran alkalmazza. Nemrég jelentette be a fényérzékeny műgyantát és az ultraviola fényt kombináló, a világűr vákuumában műholdantennák printelésére használható új 3D nyomtatótechnikáját.

A frissen fejlesztett folyékony műgyantával, a Mitsubishi elsősorban kicsi és olcsó úrhajó-alkatrészeket tervez készíteni, köztük reflektorokat nagyteljesítményű antennákhoz, űrjármű-szerkezeteket stb. Ezek az eszközök kisebbek és vékonyabbak lesznek.

Egy műholdas, űrhajó-antenna tervezését három szempont határozza meg: nagy nyereség, komoly sávszélesség, kicsi tömeg. Ezek általában kizárják egymást, például a maximális erősítéshez és sávszélességhez nagy rekesznyílás kell, a gazdaságos, űrbeli használat miatt az antennáknak viszont továbbra is kicsinek és könnyűnek kell lenniük, máskülönben nem férnek el a hordozórakéta belsejében.

Itt jön képbe a Mitsubishi innovatív megközelítése. Műgyanta-alapú gyártással ugyanis minden követelménynek megfelelő antenna készíthető.

A kivitelezéshez saját printert használnak. A gép a világűrben is működik, alacsonyabb fogyasztás mellett nyomtathatók rajta antennák. Ezeknek a szerkezeteknek több előnyük van: méretüket nem korlátozza a gyártótechnika, tömegük és szélességük csökkenthető, és így a műhold tömege is kevesebb, ami a fellövés költségeit is csökkenti.

Az új technológia legnagyobb előnye azonban egyértelműen az, hogy a fényérzékeny műgyanta extrudálásra és megmunkálásra is alkalmas a vákuumban. Kereskedelmi forgalomban beszerezhető műgyantákkal ez lehetetlen.

A Melbourne-i fémnyomtató vállalat, a SPEE3D bejelentette, hogy az amerikai haditengerészet, a US Navy kiválasztotta a Mainten X gyakorlatra, amelyben a katonákkal jobban meg akarják értetni a műveletek közbeni kihívásokat és a legújabb technológiákat.

Az ausztrál vállalat az együttműködés során, helyszínen, azaz kikötőben és tengeren egyaránt telepíthető technológiákkal, gyártással foglalkozik. A partnerség demonstrálni hivatott, hogy a 3DP mennyire fontos a védelmi szektorban (az amerikai fegyveres erők és a SPEE3D már jó ideje tisztában van ezzel).

A SPEE3D teljesen egyedi hideg fémfúvásos technikája a cég szerint százszor, de akár ezerszer is gyorsabb a hagyományosabb fémnyomtató eljárásoknál. Ipari minőségű nyomatok percek alatti kivitelezéséhez ez a legmegfizethetőbb megoldás – állítják. Nagy előnye, hogy a világ első nagyméretű fémnyomtatója, a WarpSPEE3D bárhol munkába állítható.

Erről egy korábbi, az Ausztrál Haditengerészettel közös, kétéves katonai projektjük közben győződtek meg – hajók karbantartásán dolgoztak együtt, mindkét fél elégedett volt. A SPEE3D egyébként köztudottan a leggyorsabb fémprinterek beszállítója.

Az augusztus 22. és szeptember 22. között, egy kaliforniai haditengerészeti bázison sorra kerülő gyakorlat technikai bemutatókból, harctéri kísérletekből és technológiaalapú megoldásokat igénylő feladatokból tevődik össze. A karbantartási és ellátási problémák fontos szerephez jutnak benne. A beszállítói, ellátási lánc akadozása miatt felmerülő kérdésekre az amerikai katonaság évek óta részben az additív gyártással igyekszik választ találni, és ez most sem lesz másként.

Byron Kennedy, a SPEE3D vezérigazgatója örül az együttműködésnek. Elmondta, hogy technológiájuk bárhol működőképes, és drasztikusan lerövidíti a hagyományos technológiákkal hetekig, sőt, akár hónapokig eltartó munkafolyamatokat.

A Buffalo Egyetemen évek óta foglalkoznak additív gyártófolyamatok mesterséges intelligenciával, gépi tanulással és más infokom technológiákkal történő tökéletesítésével.

2018-ban 3D nyomtatókat azonosító rendszert fejlesztettek. Lényege, hogy bármely printelt tárgyat képes visszakövetni a gépig, amelyen előállították. Egyik legfontosabb alkalmazása a bűnüldözés, ahol rendvédelmi szervek használhatják például nyomtatott fegyverek azonosításához.

2020-ban az MIT-vel közösen, fotopolimerizáció-alapú 3D nyomtatáshoz dolgoztak ki új metaanyagot, ami fontos lépés a megfizethetőbb és változatos, például elektronikai alkalmazásokhoz használható szintetikus nyomtatóanyagok felé.

Most mesterséges intelligenciával, szimulációval és bigdata-technikákkal igyekeznek gyártórendszereket korszerűsíteni, iparágak termelési mutatóin, hatékonyságán és a termékek minőségén javítani. A STREAM keretrendszer célja nyilvános online adattár létrehozása, ahol szakemberek adatokkal, modellekkel, szimulátotokkal, kontrollerekkel, analitikával és más kutatási, gyártási témákkal kapcsolatos információkat, tapasztalatokat oszthatnak meg egymással.

Egy kereskedelmi forgalomba kerülő termék egymásba fonódó, egymáshoz kapcsolódó lépések hosszú sorának végeredménye. Ezek a lépések földrajzilag, iparágilag és a gyártófolyamatok tekintetében is szerteágazhatnak. Mindet optimalizálni kellene, viszont nem biztos, hogy az a folyamatok összességére nézve is hasznos. Ennek megítéléséhez van szükség az összest összekapcsoló és koordináló analitikai keretrendszerre.

Ez a STREAM, a mesterséges intelligenciát és az ipar 4.0-hoz szorosan kapcsolódó más eszközöket optimalizálásra és a gyártás feljavítására használó cyber-fizikai rendszer.

Az intenzív mezőgazdasági tevékenység, a vegyszerek használata és az éghajlatváltozás ökoszisztémánkra külön-külön is negatív, együtt pedig katasztrofális hatással vannak.

Az ökoszisztéma egyik meghatározó eleme a folyamatosan csökkenőszámú méhpopuláció. Az élelmiszerláncban ők a legfontosabb beporzók, megélhetést biztosítanak embereknek, összekötőkapcsok természeti ökoszisztémák és modern mezőgazdasági gyártórendszerek között.

Sajnos egyre kevesebb természetes területen tudnak kaptárakat kialakítani, ráadásul a mezőgazdasági monokultúrák, valamint a vegyszerek használata csökkenti az állatok táplálék-tartalékait, így pedig még jobban ki vannak téve betegségeknek.

Évek óta többen próbálkoznak a méhek életkörülményein, túlélési esélyeiken 3D nyomtatással javítani. A HIVE vállalat például újrahasznosított anyagokból, additív gyártással igyekszik természet-közeli lakókörnyezetet kialakítani számukra.

Egy új skót nonprofit szervezet, az ENSZ-szel, a skót kormánnyal, európai és amerikai méhészekkel együttműködő LACRIMA szintén ezzel a technológiával akar segíteni rajtuk, változtatna a jelenlegi kritikus helyzeten.

Az alapítvány elsődleges célja a mézelő méhek védelme, élőhelyük megóvása. A méhészetet holisztikusan közelítik meg, igyekeznek megérteni a természet bonyolult kapcsolatrendszereit, folyamatait. Ennek érdekében együttműködnek az Oroszországhoz tartozó Baskíria félnomád népeivel, és próbálnak közösem kidolgozni a méhpopuláció egészségén jelentősen javító stratégiát. Meg akarják akadályozni a kolóniák elpusztulását, amihez viszont jobban kell ismerni az állatokat.

A méhek természetes élőhelye mindenben kulcsfontosságú: egészségük megőrzésében, javításában, ellenálló képességük fenntartásában stb. Az élőhelyek helyreállítása éppen ezért kihagyhatatlan része a méhek genetikai sokszínűségének, alkalmazkodóképességének, vitalitásának fenntartását célzó törekvéseknek.

A LACRIMA szerint az élőhelyek helyreállításához a 3D nyomtatás a legjobb technika. Üreges kaptárakat nyomtatnak, faalapú, biológiailag lebomló, speciális kompozitanyagot használnak hozzá. Az anyag garantálja, hogy a méhek életritmusuk szerint élhessenek. Ezek a kaptárak bárhova, például magasan a fatörzsekre stb. szerelhetők. Minden szempontból úgy vannak kialakítva, hogy tökéletesen utánozzák az állat természetes életkörülményeit.                 

A bécsi Viewpointsystem intenzíven dolgozik azon, hogy ember és gép közelebb kerüljön egymáshoz, olyan közel, mint a történelemben eddig soha. Intelligens technológiákban utaznak, konkrétan pedig futurisztikus okosszemüvegeket fejlesztenek vállalatok számára.

Az optika összes csínját-bínját és a kapcsolódó tudományos, technológiai diszciplínákat is jól ismerik, így az infokommunikációs megoldások széles tárházát felvonultatják, köztük a 3D nyomtatást is.

De mivel járul hozzá a 3DP egy okosszemüveg projekthez?

Például azzal, hogy a szemüvegek több részét – a mostaninál egész pontosan tizenkettőt: a vázat, az orrvédő és belső részeket stb. – nyomtatják. Tendenciaszerű, hogy minden egyes új darabnál egyre többet.

A technológia tette lehetővé azt is, hogy a fizikailag változatos helyeken tartózkodó résztvevők táv-együttműködjenek, közösen végezzenek munkákat, például tanácsadást, karbantartást stb.

A 2016-ban alapított cég főmérnöke, Frank Linsenmaier elmondta, hogy a B2B (business-to-business) szektornak fejlesztenek okosszemüvegeket, és ma már három kontinensen rendelkeznek ügyfelekkel. Ausztria egyik első cégeként használják a 3DP-t  sorozatgyártáshoz.

A tervezési szabadság és a prototípuskészítés gyorsasága tette vonzóvá számukra a technológiát, és hamar rájöttek, hogy tökéletesen passzol az elképzeléseikhez. Az elején, 2016-ban a komponensek még fröccsöntéssel készültek, de aztán gyorsan váltottak. Linsenmaier szerint a jövőt illetően még több lehetőség rejlik a technológiában.

A kivitelezéshez a HP Jet Fusion megoldását használják, 24/7-ben, azaz megállás nélkül megy a gyártás a mindenféle szigorú előírásnak megfelelt PA 12 nyomtatóanyaggal.        

Az Alquist 3D nemrég jelentette be, hogy kétszáz új nyomtatott lakást épít Virginia államban. A helyi vállalat célja a lakhatósági költségek és az infrastrukturális beruházások csökkentése a minőség megőrzése mellett. A bizonytalan gazdasági helyzetben a Project Virginiával igyekeznek segíteni helyi közösségeken.

A cég szerint a világ legnagyobb 3DP lakásépítő projektjéről van szó. Megfizethető árú, cementalapú házakat szándékoznak nyomtatni. Az Alquist 3D lakhatósági problémák megoldásával foglalkozó, nemrég zárult Habitat for Humanity kezdeményezése pozitív visszajelzéseket kapott, így a mostani projektet is élénk érdeklődés kíséri. Nemcsak folytatni igyekeznek azt, hanem tovább is akarnak lépni.

Pulaski és Roanoke az első két település. Azért esett rájuk a választás, mert egyes szektorokban jelentősen emelkedett a foglalkoztatottak száma, így ezeken a helyeken drasztikusan megnőtt az új lakások iránti igény.

„A pandémia, az éghajlati és a gazdasági problémák miatt átalakuló migrációmintázat miatt kisebb közösségeknek, mint Pulaski, nagy szüksége van az új lakosok számára történő megfizethető lakások építésére. Ez komoly lehetőség is egyben. A lakások nyomtatásával, az Alquist és partnerei felgyorsítják Pulaski és Roanoke fejlődését, hogy kövessék a mostani trendeket, és új munkarőt vonzzanak Délnyugat-Virginia csodálatos közösségébe” – jelentette ki Zachary Mannheimer, az Alquist 3D alapító-vezérigazgatója.

Az új projekttel a vállalat az USA egyre komolyabb lakhatási válságán próbál enyhíteni. Partnercégével, az Atlas Community Studios-szal eddig már húsz szövetségi állam fejlesztési kezdeményezéseiben vettek részt.

A kivitelezéshez a Black Buffalo 3DP építési technológiáit, cementalapú-nyomtatásra alkalmas nagyméretű printereit használják. A Habitat for Humanity projekt során kiderült, hogy lakásonként két-három héttel hamarabb készülnek el, mintha hagyományos technikákkal dolgoznának. A költségek szintén, tizenöt százalékkal csökkentek. Az anyaghasználat úgyszintén, amellyel a fenntartható fejlődéshez is hozzájárultak.

Az 1989-es alapítása óta a 3D nyomtatógyártás egyik úttörőjének számító amerikai-izraeli Stratasys az additív gyártás szinte összes szegmensét lefedő printert fejlesztett már. Változatos skálán, változatos és folyamatosanm bővülő ügyfélkörnek dolgoznak.

Legújabb modelljük, a J850 TechStyle a cég számára eddig ismeretlen területen, a csúcskategóriás divatvilágban kerül alkalmazásra. A maga kategóriájában iparági első Polyjet nyomtatót eleve úgy tervezték, hogy a design és divatcégek gyakran nagyon egyedi kívánságainak tegyen a jövőben eleget.

Ez pedig azt jelenti, hogy prémium minőségű textíliákat és ruhákat, táskákat, kiegészítőket és lábbeliket fog nyomtatni.

Az haute couture-ről általában olyan márkák ugranak be, mint a Dior, a Louis Vuitton vagy a Versace. Egy 3DP gyártócég számára (mint a Stratasys) teljesen új, hogy ezekkel a cégekkel kerül kapcsolatba, az ő termékeik kapcsán (is) megemlítik a nevét.

A Polyjet J850-t használó tervezők most először nyomtathatnak 3D algoritmusokat textíliákra. A divattervezők hatalmas színskálából válogathatnak, majd hagyhatják szabadon szárnyalni a képzeletet. A gép minden bizonnyal megalapozza az additív gyártás további divatipari alkalmazását. Most mindenesetre a szakma nagyjai megláthatják, megtapasztalhatják, mire képes a technológia.

A cég elégedett. A Művészet-, Design- és Divatrészleget vezető Naomi Kaempfer emlékeztetett egy 2019-es interjúra, amelyben elmondta, hogy a nagy divatházak néhány éven belül használni fogják a technológiát.

„Most jött el az idő. Tanultunk a hibáinkból, és módosítottuk a korai terveket, majd a 3DFashion technológiát alkalmazva, új, a high-tech divatházakkal is működő, dedikált printerrel álltunk elő. És ez csak az út kezdete, mert folytatjuk a fejlesztéseket” – nyilatkozta májusban Kaempfer.

Szaporodnak a 3D nyomtatással készült cipők. Ma már annyi van belőlük, hogy a Sintratec 3D nyomtatógyártó tervezőversenyt írt ki printelt cipőkre. A legjobb, legmodernebb új lábbeliket igyekeztek díjazni.

Ezen a versenyen született meg a cipőipart és a modern technológiákat közös nevezőre hozó Earth Moc cipő, Daniel Shirley, Nürnbergben élő amerikai designer alkotása.

A tervező rugalmasságot és kényelmet, és persze a láb masszív támogatását igyekszik biztosítani a természet által inspirált darabjával. Kirándulásra, túrázásra találta ki, és az összes feltételnek meg is felel hozzá.

„Túrázás vagy hátizsákos utazás közben is felvehető, könnyű és kényelmes, egyszerűbb kirándulásokra is alkalmas lábbeli elkészítése volt az alapötlet” – magyarázza Shirley.

A különleges designú cipő teljes egészében 3D nyomtatással készült. A természetre, fák gyökérzetére és szőlőtőkékre emlékeztető, biomimetikus alkotás, terve alapján egyértelmű volt, hogy a kivitelezéshez 3DP-t kell használni.

Shirley a kényelmet és a rugalmasságot maximalizáló TPE nyomtatóanyaggal, Sintatrec S2 printeren, SLS (szelektív lézeres szinterezés) technológiával dolgozott. Printer és technológia is megkönnyítette a munkáját, komplex alakzatokat biztosított számára. Lehetővé tette a gyors prototípuskészítést is, amivel könnyebbé vált, leegyszerűsödött a gyártási folyamat, és közben alaposan megismerte a TPE jellegzetességeit.

Több mint egy évig dolgozott rajta, és nagyon bízik, hogy a környezetbarát technikával, a biomimikrivel és az egyetlen anyag használatával hozzájárul a körkörös gazdaság promótálásához.

Az additív gyártás ökológiai előnyei ma már teljesen egyértelműek, nem képezik vita tárgyát. És ez a cipőiparban is így van.

Rossz hír, hogy ha ilyen lábbelit akarunk beszerezni, várhatunk még egy darabig, mert ezek a cipellők egyelőre csak koncept-darabok.

Az additív gyártás jelentősége évről évre nő, és a pandémia sem tudta nagyon hátráltatni a technológia fejlődését, sőt, a 3DP kritikus szerepet játszott az ellátási lánc fennakadásainak orvoslásában, illetve kevesebb veszteség érte, mint más szektorokat.

Elnöksége alatt Barack Obama lelkes támogatója volt a 3D nyomtatásnak, és most a Biden-adminisztráció is beállt mögé, ugyanis csatlakozott a GE Aviation, a Honeywell, a Lockheed Martin, a Raytheon és a Siemens Energy Additive Manufacturing Forward (AM Forward, AM Előre) közös kezdeményezéséhez. A kezdeményezés célja a 3DP használatának támogatása az amerikai vállalati szektorban, minél több cég meggyőzése, hogy éljenek az AM adta lehetőségekkel.

Az amerikai vezetés mindent megtesz a gazdasági problémák enyhítéséért, például a középosztály országos szintű megerősítéséért. Az AM Forward a munkaköltségek csökkentésével szintén hozzájárul ehhez a célhoz.

Az Egyesült Államok kis- és középvállalkozóinak, gyártóinak versenyképességét jól fizető gyártószektori állásokkal, az ellátási lánc gördülékeny működésének AM általi biztosításával igyekeznek növelni.

Az AM Forward önkéntes-alapú, a köz- és a magánszférát összekapcsoló kezdeményezés. A technológia szélesebb körű használatát a korai befogadó ikonikus amerikai nagyvállalatok promótálják. Mind az öt cég elkötelezett mellette.

Nyilvánosan bejelentették, hogy kisebb amerikai gyártók, beszállítók nyomtatott termékeit fogják vásárolni, bőséges technikai támogatást nyújtanak ezeknek a gyártóknak, segítik őket új megoldások kiaknázásában, fejlesztési és tanúsítványszabványokat dolgoznak ki.

A nagyvállalatok mellett megsüvegelendő a Biden-adminisztráció részvétele, ami egyébként nem meglepetés, mert korábban már több, az AM országos elterjedéséhez hozzájáruló szövetségi programot azonosítottak. Például a startupok költségein és a korlátozott tréninglehetőségeken igyekeznek változtatni. Kis- és középvállalkozásoknak nagyobb hozzáférést biztosítanak gépekhez, és az AM-munkaerő képzésébe is fektetnek állami pénzeket.