FREEDEE BLOG

Köztudott, hogy Latin-Amerikában az additív gyártás egyelőre a korai elfogadás szakasznál tart, de ennek ellenére látható növekedés. Ez részben a 2018-ban alapított Latin-amerikai Additív Gyártás Konzorciumnak (CONMAD) köszönhető.

A növekedés különösen Kolumbiában érzékelhető, ahol több területen alkalmazzák a technológiát. Egyik legmarkánsabb az utóbbi évtizedekben szinte semmit nem változott építőipar, ahol minden kicsi módosítás ötlete sokáig komoly ellenállást váltott ki.

Az utóbbi időben viszont elindult valami, a technológiai újítások hatására kezd átalakulni a szektor: felgyorsulnak a folyamatok, nőnek a termelékenységi számok, csökken a gyártási idő, alacsonyabbak a költségek. Az additív gyártás kulcsszerepet játszik ebben.

A BIM (Building Information Modeling) módszer a legnépszerűbb, de más eljárások is terjednek. Szakértők szerint a BIM széleskörű térnyerése kiegészítő technikák, köztük a 3D nyomtatás nélkül elképzelhetetlen. Lerövidül velük az építési folyamat, kisebb a balestek kockázata.

Az additív gyártás kolumbiai jövője azonban nemcsak kiegészítő technikaként, hanem önmagában is ígéretes. Egy ilyen új technológia elfogadásához, alkalmazásához erőforrások és tapasztalat kell, ezért pont jó időben vagyunk a fenntarthatóság és a versenyképesség kihívásainak eleget tevő stratégiák kidolgozásához.

A 3D betonnyomtatás segíthet a kolumbiai lakhatási válság megoldásában. Egy ENSZ-jelentés alapján 2030-ban 3 milliárd földlakót fog érinteni a probléma. Itt jön (megint) képbe a kevesebb hulladékot generáló és gyorsabb 3DP.

A kezdeti lépéseket a régió első nagyméretű 3D nyomtatójának fejlesztésével, a Conconcreto építészeti vállalat tette meg. Elsőszámú céljuk, hogy a rászorulóknak nagy mennyiségben és alacsony áron kínáljanak lakásokat.

A Casa Origami projekt szintén fontos építészeti kezdeményezés. A kolumbiai high-tech fellegvárában, Medellinben mindössze 27 óra alatt készítették el a 23 négyzetméteres házmodult. Az elemek gyártását, a prototípus lakható házra való alkalmazási folyamatát szabványosították, miközben a komponensek esetében a fenntarthatóságra összpontosítottak.

Az automatizáció és a digitalizáció a kolumbiai építőipart is megváltoztatja. A szektor az új technológiáknak köszönhetően, a következő években óriási változásokon megy keresztül, és már most „robbanás” előtt áll.       

Az Egyesült Államok második, a világ hatodik legnagyobb olajvállalata, a Chevron 3D nyomtatással orvosolta az ellátási láncában felmerült problémákat. A terv kivitelezéséhez a gyártóeszközöket előállító Lincoln Electric szolgáltatásait vette igénybe.

A hegesztésre és plazmavágásra specializálódott Lincoln Electric a földkerekség egyik legnagyobb fémnyomtató üzemével rendelkezik. A két vállalat közös munkája tette lehetővé, hogy a Chevron megvalósíthassa kívánság szerinti (on-demand) gyártószükségleteit.

Nem a véletlen műve, hogy az additív gyártás mellett döntöttek. Az ellátási lánc fennakadása miatti késések már az egyik olajfinomító működését kockáztatták, de a 3DP-nek köszönhetően gyorsan és rugalmasan tudták kezelni a problémát, és hamar terveztek nyolc cserealkatrészt. 0.9 méteres és 226 kilós darabokról volt szó, mindegyiket nikkelötvözetből készítették, nem egész egy hónap leforgása alatt.

„Az ellátási lánc problémái miatt veszélyben volt az előre kidolgozott karbantartási ütemterv. Rájöttünk, hogy ez komoly hatással lehet a működésre, az eredményekre. A Lincoln Electric-kel együtt kidolgoztuk, hogyan állíthatók elő gyorsabban az adott darabok. Azért volt szükség erre, hogy a finomító a tervek szerint működjön” – jelentette ki Robert Rettew, a nagyvállalat anyagtechnológiai mérnöke.

A Chevron esete nem egyedi. A koronavírus világjárvány kezdete óta egyre nő a 3D nyomtatás iránti igény. Nemcsak azért, mert gyorsabb a hagyományos megoldásoknál, hanem azért is, mert lehetővé teszi a lokális gyártást.

A hagyományos eljárásokhoz más országokat is be kell vonni, míg különösen az anyagokat illetően, a 3D nyomtatás nagyobb rugalmasságot engedélyez.

A Lincoln Electric technológiájával akár 2,1 méter széles és 2265 kilós fémalapú darabok is előállíthatók, így nem csoda, hogy a Chevron őket választotta.

„Örülünk, hogy együtt dolgozhattunk a Chevronnal, és megmutathattuk a 3D nyomtatással az időben történő gyártást, amivel megakadályoztuk a leállást. Nagyméretű fémrészek, öntőformák, szerszámok és prototípusok additív gyártása több piacot, köztük az ipari gyártást, az energetikai és a légjármű-szektort is megváltoztatja” – magyarázza Christopher L. Mapes, a Lincoln Electric elnök-vezérigazgatója.

A 3D nyomtatás egyik vezető szolgáltatója, a belga Materialise közzétette 2022 első negyedéves pénzügyi eredményeit. A számok magukért beszélnek, éves szinten, 2021 azonos periódusával összehasonlítva, annyira látványos a növekedés.

„Míg a világgazdaságot a geopolitikai instabilitás és a Covid-19 pandémia negatívan befolyásolták, addig a Materialise változatlanul jól teljesít. A 2021-es rekordszámok után, 2022-ben minden szegmensben növekedtünk, összesen 16 százalékkal nagyobb a bevétel, amit a Materialise Manufacturing folytatólagos felépülése hajt. Különösen büszkék vagyunk, hogy a szoftvereladásokból és karbantartási díjakból származó bevételeink szignifikánsan emelkedtek, és érdemes kiemelni a szoftver és az orvosi szegmens stabil, folyamatos értékesítési teljesítményét” – nyilatkozta elégedetten Peter Leys elnök.

A teljes bevétel 45 millió euróról szökött fel 53-ra, azaz egész pontosan 16,3 százalékos az emelkedés. A kamatok, adózás és értékcsökkenési leírás előtti eredmény (EBITDA) 5,3 millióról 5,4-re nőtt.

Az additív gyártási munkafolyamat szoftvert fejlesztő, New Yorki Link3D tavaly novemberi akvizíciója – és persze termékeik értékesítése – jelentős mértékben növelte a Materialise Software teljesítményét. A növekedés 2,6 százalékos, ami egyébként azért „csak” ennyi, mert a Link3D-be folyamatosan invesztálnak.

A Materialise Medical bevételei 16,2 millió euróról 13 százalékkal, 18,3 millióra emelkedtek.

A Materialise Manufacturing esetében még látványosabb a növekedés, a tavalyi első negyedév 19,1 millió eurós bevételét idén 24,1 millió követte, ez pedig 26,2 százalékos emelkedés.

2021 azonos időszakával összehasonlítva, az akkori 24,7 millió eurós bruttó profit mostanra 28,9-re nőtt. Ugyanakkor a kutatásfejlesztési, a sales és marketing, az általános és adminisztratív kiadások is jelentősen, 25,4 millióról 17,2 százalékkal, 29,2 millióra emelkedtek.

Az elmúlt pár évben a 3D nyomtatást egyre gyakrabban használták kerékpárok, kerékpár-alkatrészek és kiegészítők készítéséhez. Az erre ráállt cégek sikerrel jártak, mert kényelmesebbek a printelt nyergek, jobbak a bicikli-prototípusok stb.

A KAV Sports most más területen lépett szintet: fejvédőt, azaz sisakot nyomtattak. Szerintük az additív gyártás a biciklista-sisakok jövője. A cég komoly 3D nyomtatói tapasztalattal rendelkezik, többek között gyephoki-védősisakot is nyomtattak már. A nemrég bejelentett biciklist hasonló technológiával állították elő.

A KAV Sports tavaly októberben, a kerékpáros világ egyik legnagyobb és legrangosabb fesztiválján mutatta be mindenki megelégedésére a fejvédő sisak legelső prototípusát. A közönséget még inkább elvarázsolta, hogy a cég kijelentette: a vásárlónak egy napon belül házhoz szállítják a terméket.

A személyre szabás és a gyorsaság növelése ellenére, az első változat kicsit nehézre sikeredett. Elhatározták, hogy változtatnak rajta, és egy csomó időt a fejvédő tökéletesítésére szenteltek.

A legújabb változat jelentős mértékben eltér az elsőtől és a későbbiektől, csomó előnye van mindegyikkel szemben. A felület sokkal jobban kidolgozott, finomabb, simább. 3D nyomtatással méhsejt-szerkezetet hoztak létre, a kulcsrészeken, például csőhengereknél, ahol a tömítések és a szellőzőnyílások egybeérnek, nagyon megerősítették (jobban, mint máshol).

A design tökéletes, baleset esetén különösen hatásos a fejvédő, nagyobb védelmet nyújt, és az elülső rész szellőzése is hatékonyabb, mint a korábbi sisakoké. A KAV szerint 25-50 százalékkal haladja meg a tanúsítványi szabványokban elvárt szintet.

Amikor piaci forgalomba kerül, kb. 390 dollár lesz az ára. Ez ugyan kissé drágának tűnik, viszont a vásárló ötéves garanciát és ingyenes cserelehetőséget is kap hozzá.

A fejlesztők folyamatosan tesztelik, újabb és újabb változatok várhatók.

A globális felmelegedés, a klímakatasztrófa szükségszerűvé tette környezetbarát tárgyak tervezését. Megoldást kell találni, hogy milyen módszerekkel, technikákkal és anyagokból állíthatók elő tényleg „zöld” darabok, és persze az előállítási költségek se emelkedjenek brutálisan.

A kérdés több iparág legégetőbb problémája. Ezért dolgozik sok szakember a témakörön.

A világhírű szingapúri Nanyang Műszaki Egyetem (NTU) kutatói új eljárást dolgoztak ki újrahasznosított üveg 3D nyomtatóanyagként történő alkalmazására. Bizakodnak, hogy technológiájukkal hozzájárulnak a körkörös gazdaság (circular economy) bővüléséhez, és abban is, hogy az innováció következményeként, mindennapos tárgyak printelhetők, és leginkább: megváltoznak a gyártófolyamatok.

A projekthez száz százalékban újrahasznosítható üveget használtak, és közben az anyag minősége sem módosult, nem lett rosszabb. Az újrahasznosított üveggel a homokot szándékoznak 3D nyomtatóeljárásokban helyettesíteni. Hogy miért? Mert egyre kevesebb van belőle, nő a hiány, és kinyerésénél nagy a légszennyezés.

Az egyetemen, beton és üveg keverékéből, sikerült is egy L-alakú padot nyomtatniuk.

„3D nyomtatható betonkeverékek kidolgozásának legnagyobb kihívása kitalálni, hogy mennyi kell a komponensekből szerkezetileg stabil printekhez, minimális hibákkal. Kivitelezhető formulával álltunk elő, és elsőként a világon, bemutattuk, hogy kiváló szerkezeti integritású pad printelhető üvegből” – magyarázza a projektet vezető Tan Ming professzor.

És persze azt is bebizonyították, hogy az üveggel teljes mértékben helyettesíthető a homok. A minimális anyaghasználat eléréséhez tesztsorozatot végeztek, hogy megállapítsák a beton-üveg keverék optimális paramétereit. Mivel az üveg nehezen tűri a vizet (hidrofób), a betontervezéshez kevés vizet használtak.

A kutatók bizakodnak, hogy technikájukat előbb-utóbb az építőiparban fogják alkalmazni. E célból össze is álltak s Soda Lemon helyi startuppal. Nagyméretű szerkezetek 3D nyomtatása és a nyomtatási folyamat további optimalizálása a közös cél.

Az amszterdami Aectual környezetbarát nyomtatásáról, újrahasznosított műanyagból készült printjeiről ismert.

A cég most megint felhívta magára a közfigyelmet. Legújabb projektje a hollandiai Floriade Expo 2022-re, egy virágkertészeti rendezvényre lesz kész, Almere-ben. A megrendelő az Egyesült Arab Emírségek.

Az Aectual partnere a Pragma építészeti stúdió, ezúttal falat építenek újrahasznosított műanyagból. Az újrahasznosítható külső fal körbeveszi az ország pavilonjának engedélyezett területet.

Az Aectual korábban, például a CES 2022-n is dolgozott hasonló projekten. Nagyméretű printeren alakítottak ki fontos részeket a holland pavilonnak.

„Felnőtté vált a nagyméretű ipari 3D nyomtatás. Ez a projekt gyönyörűen szemlélteti, hogy digitális tervezőalgoritmusaink a tervezőknek rugalmasságot biztosítanak a méretre szabott designban, a kívánság szerinti gyártásban” – nyilatkozta Hans Vermeulen, az Aectual vezérigazgatója.

Az Emirátusok építészetéhez hasonló, ornamentika-szerű mintázatokból álló fal teljes egészében újrahasznosítható, újranyomtatható. Az Aectual a munkafolyamatról ugyan semmilyen részletet nem tett közzé, azt viszont elárulta, hogy hagyományos építészeti technikákkal összehasonlítva, 80 százalékkal csökkentették a széndioxid-kibocsátást.

A projektben az összes elem újrahasznosíthatósága, a belőlük történő új részek tervezése a legkülönlegesebb. A fal a körkörös gazdaság szép példája. Lenmag-alapú műanyagot használtak hozzá, az akár hétszer reciklálható matériát a Henkellel közösen fejlesztették.

Ahmed Khadier elmondta, hogy a kert kerületét meghatározó fal az egészen speciális terepen átélt immerzív élmény szerves része. 3DP és építészet együttes alkalmazása a cirkulárisabban épülő házak és városok újfajta tervezését vetíti előre.

A 3D nyomtatás egyik legfelkapottabb alkalmazása egyedire kialakított darabok printelése járművekhez. Komoly problémák oldhatók meg így, sok gyártó, például a Ford támogatja is a lehetőséget: tervrajzokat, fájlokat bocsátanak online makerek rendelkezésére.

Nem mindegyik nagyvállalat gondolkozik úgy, mint a Ford.

A Honda nemrég kérvényezte ugyanis a Prusa nyomtatógyártótól, hogy a brand nevét tartalmazó összes fájlt távolítsa el a Printables platformról. A levelet a gyártó jogászai küldték el, modellekről, márkajelzésekről, logókról írtak benne. A tiltás a fájlok elnevezésére is vonatkozik. Mindezeket a Honda a márkajegy és szabadalmi jogai megsértéseként könyveli el.

A múltban ezek kevésbé zavarták az autógyártókat, tervrajzokat, pótalkatrészeket, amit lehetett megosztottak. A Panasonic például 75 ezer CAD-fájlt tett elérhetővé, és a Ford Maverick kiegészítőinek fejlesztése is ugyanezen a koncepción alapul.

Április utolsóelőtti hetében kezdtek el beszámolni a Redditen a Hondához kapcsolódó 3D modellek figyelmeztetés nélküli eltűnéséről. Szélvédőmosó folyadék kupakjáról, kulcsok felületéről és hasonlókról írtak. Sokon ugyan nem volt explicit Honda-jelzés, viszont kompatibilisek a cég járműivel.

A tömeges eltüntetés a Honda ügyvédjeinek felszólítására adott reakció lehetett, mert senki nem akar pereskedni az autógyártóval, és a szűk időkeret miatt hamar válaszolniuk kellett a levélre. Az érintett fájlok között logó és mindenféle utalás nélküli speciális elemek, formák is voltak, amelyek másolását a Honda lopásnak tart.

Külön érdekesség, hogy a fájlok egy része a közösség által létrehozott tartalék-alkatrész. Azért van szükség rájuk, mert egy idő után a legtöbb gyártó már nem fejleszt egy-egy modellen, mert túl drága lenne. A 3D nyomtatás pont erre a problémára kínál megoldást. Úgy tűnik, hogy a Hondát különösebben nem izgatja, hogy mi lesz ezeknek a kiöregedett járműveknek a sorsa. A nagyvállalat egyelőre hallgat.

De hiába tűnnek el a Printables-ről a Honda-cuccok, a Thingiverse-en és a Thangs-on még mindig vannak Honda és kapcsolódó fájlok. Kérdés, hogy meddig.

Az ukrán hadsereg 3D nyomtatást is használ drónok építéséhez, amelyekkel életeket menthetnek meg a csatatereken. A kijevi Step IT Akadémia Robotlaboratóriumában önkéntesek is finanszíroznak és készítenek drónokat a katonaság számára.

A gépek folyamatosan, de megfelelő – biztonságos – távolságból, két és fél kilométerről figyelik az orosz csapatok és a szeparatisták mozgását. Az ember nélküli légi járművek egy alkalommal akár húsz percig is képesek a légtérben tartózkodni és monitorozni a helyzetet.

A projektet Dimitro Francsuk, a labor igazgatója vezeti, több gépüket használják a háborúban. Átlagban napi húsz kiló hőre lágyuló műanyaggal dolgoznak több printeren.

Egy drón nyomtatása kb. 1200 dollárba kerül, amelyekhez pedig kifinomultabb műszerek kellenek, nagyjából háromezerbe. Összehasonlításként, hasonló, de nem nyomtatott, hanem hagyományos eljárással készülő drónok előállítási költsége harmincezer dollár körül mozog.

Az alkatrészek mintegy kilencven százaléka nyomtatott. A laborban három olcsó (1600 dolláros) printer működik, napi huszonnégy órában, a hét minden napján.

Szintén a háborúhoz kapcsolódó hír, hogy a cseh ICE techcég bejelentette: betonnyomtatókkal segíti az ukrán hadsereget. A gépekkel az orosz katonák támadásával szemben pajzsként szolgáló betonakadályokat printelnek.

Ballisztikai laboratóriumban demonstrálták, hogy az akadályok könnyű lőfegyverekkel és gránátokkal szemben nyújtanak védelmet. A printerek a háború után komoly segítséget jelenthetnek majd elpusztult épületek és az infrastruktúra helyreállításában.

A NASA egyik kutatócsoportja GRX-810 nevű, minden eddiginél ezerszer erősebb fémötvözetet fejlesztett. A fejlesztéshez teljes mértékben 3D nyomtatást használtak.

A technika tette lehetővé a nanoméretű oxidok optimális eloszlását az ötvözetben, az anyag jobb hőtani és mechanikai tulajdonságait. 1093 fokig ellenáll, és nagyon komoly hatása lehet majd a gyártásra, például rakétamotorok előállítására.

A fémötvözetet oxid-diszperzióval erősítették meg. Ezzel a módszerrel a kisebb oxidrészecskéket nagyobb fémmátrixba szórják, hogy növeljék az anyag erejét, hőellenállását és rugalmasságát.

A NASA ugyan nem árulta el, hogy milyen fémet használtak eredetileg, a technikáról viszont köztudott: nikkel vagy vas-alumínium-ötvözetekkel alkalmazzák. A folyamatról tudni kell még, hogy általában időigényes és nagyon drága.

A 3D nyomtatás és a termodinamikus modellezés viszont lehetővé tette az idő és az anyagi költségek szignifikáns csökkentését. A kutatók elmondták még, hogy az optimális ötvözet-összetételt 3D szimulációkban találták meg.

Nagyon pontos számítógépes modellekkel határozták meg a GRX-810 komponenseit. Különösen az oxidokra figyeltek oda. A modellezést követően a nanoméretű oxidok befecskendezéséhez alkalmazták a 3D nyomtatást.

Az űrügynökség nem tette közkinccsé a teljes folyamatot, azt viszont tudni, hogy ez a típusú diszperzió tette lehetővé, hogy gyorsan és olcsón tartós ötvözethez jussanak.

A NASA szerint munkájuk forradalmasíthatja az anyagfejlesztést. Újtípusú erősebb és könnyebb anyagok egyértelműen kulcsszerepet játszanak az ügynökség terveiben – a repülés, az űrhajózás jövőjét akarják megváltoztatni, és ahhoz kellenek ezek az ötvözetek.

A GRX-810 például az üzemanyagfogyasztást csökkentő rakétamotorok fejlesztéséhez használható. A működtetési és a karbantartási költségek csökkentésében szintén szerepet játszhat. Kétszer nehezebben törik el, három és félszer rugalmasabb, ezerszer jobban ellenáll a magas hőmérsékletnek, mint a többi ötvözet.

Űrhajózáshoz pont ilyen mutatókra van szükség.  

A GE Újrahasznosítható Energia betonalapú additív gyártással foglalkozó kutatóközpontot nyitott a New York állambeli Bergenben. Az eredményeket a cég szélturbina-alapjainak a tervezéséhez fogják használni.

A turbinák alsó részét minél kisebb szállítási költséggel akarják megoldani. A szállítási költségek csökkenése értelemszerűen a környezeti károk csökkentését is jelenti.

Fenntarthatóbb munkafolyamatokban gondolkoznak.

A központban a betonnyomtatásban etalonnak számító, akár húsz méter magas szerkezetek printelésére is alkalmas COBOD nyomtató dolgozik. A COBOD és a Lafarge a GE partnerei, a három cég 2020-ban dolgozta ki az első prototípust, sikerült magasabb szélturbinákat tervezniük. A magasságnövelés célja több energia generálása a gyártási költségek csökkentése mellett.

A 3D betonnyomtatás komoly versenyelőnyt jelent. A kutatásfejlesztésre kitalált központ megnyitásával a GE újabb lépést tett előre. A kutatásokban számítanak az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának a támogatására.

A nyomtatási módszer optimalizálásán huszan dolgoznak, a következő öt évben új alkalmazásokat is kitalálnak. A szénmentes elektromosságot 2035-re, a nettó zéró gazdaságot 2050-re kitűző Biden-adminisztráció ambiciózus céljainak megvalósulásához a mostaninál sokkal több szélenergia használata szükséges. A minisztérium máris bejelentette, hogy örülnek a közös munkának, a GE-t a 3DP egyik nagy újítójának tartják, és szerintük a technológia diszruptív hatással lehet az energetikai szektorra. A helyszínen összeszerelt „tornyok” jelentősen csökkentik a költségeket, és a kitűzött célok felé mutatnak.

A húszméteres szélturbinák természetesen azt is jelentik, hogy az alapok is magasabbak lesznek. Henrik Lund-Nielsen, a COBOD alapítója nagyon büszke, hogy cége részt vesz a nagyszabású projektben.