FREEDEE BLOG

Az ausztrál SPEE3D a Melbourne-i Nagydíjon bemutatta világvezető fémnyomtató technológiáját. A cég csúcsterméke, a WarpSPEE3D a világ leggyorsabb fémnyomtatója, és szinte hihetetlen, még inkább felfoghatatlan, de igaz, hogy akár ezerszer gyorsabb vele egy termék előállítása, mintha hagyományos technikákat használnánk.

Ezért is tűnik ideális megoldásnak az igény szerinti (on-demand) gyártáshoz és a gyors prototípuskészítéshez. Az eseményen pont ezekre volt szükség. A Gary Rogers Motorsporttal összeállva, mutatták be alumínium-alkatrészek nagyon gyors gyártását versenyautókhoz.

Elégedetten nyilatkoztak utána. Byron Kennedy vezérigazgató elmondta, hogy bebizonyosodott: technológiájukkal állíthatók elő leggyorsabban fémalkatrészek.

„Mi lenne alkalmasabb hely erre, mint a gyorsaságról és az innovációról szóló Grand Prix?” – zárta nyilatkozatát Kennedy.

Van oka az elégedettségre, mert cégének globális viszonylatban is nő az ügyfélköre. Az elmúlt években több technológiai díjat besöpörtek, és a Melbourne-illetőségű vállalat tartja az egykilós nyomtatás gyorsasági világcsúcsát is. Most a versenycsapatok és a fogadók munka közben is láthatták, miről van szó.

Első alkalommal fordult elő, hogy a sportág rajongói nézhették tucatnyi on-demand fémalkatrész elkészülését. Például egy 2,4 kilós alumínium-részhez mindössze két óra kellett. Az előállítási költség meglepően alacsony, csupán száznyolcvan dollár volt.

A verseny tökéletesen szemléltette, hogy a 3D nyomtatótechnológia nemcsak workshopokban vagy laboratóriumi közegben, hanem „terepen”, a világ legnehezebb környezeteiban is jól működik.

A brit Nourish3D a 3D nyomtatás ritka alkalmazási területére specializálódott: míg általában az egészségügyi szektorban gyorsan terjed a technológia, addig az étrend-kiegészítőknél és a szájhigiéniában ez a tendencia nem figyelhető meg. Eddig legalábbis így volt, de a fogkrémgyártó Colgate-tel összeállt Nourish3D fejlesztései változást ígérnek.

Közös nevezőre hozva szakértelmüket, a két vállalat a Colgate fogkrémjeiben is megtalálható anyagokkal készítette el a táplálkozás és a szájhigiénia előnyeit kombináló Nutristacks nevű terméket.

„A jobb szájhigiénia menetközben is megvalósítható, az elmét és a testet is táplálja. Minden egyben van, ízletes, frissítő és kényelmes rágni” – hirdeti a kiegészítőt a Nourish3D, de egyben azt is megjegyzik, hogy nem a napi fogmosásokat akarják helyettesíteni vele, hanem értéket adnak hozzájuk, speciális problémákat igyekeznek megoldani vele.

Jótanácsként elmondták, hogy korlátozzuk az édes és a savas kajákat, évi kétszer járjunk fogorvosi rutinvizsgálatra, és a fogmosás utáni fogselyemről se feledkezzünk meg.

A mosogatótablettákra emlékeztető, rágcsálható Nutristacks argininból, xilitből, B12-ből, COQ10-ből és kalciumból tevődik össze. Ezek nemcsak élelmiszer-adalékanyagok, hanem nélkülözhetetlen vitaminok is, mint például a szervezetben lévő legfontosabb ásványi anyag, a kalcium. Az összetevők tudományosan elismertek, elfogadottak, a technológiákat több szabadalmi oltalom védi.

Mivel a szájhigiénia változatos problémákat vet fel, a Nourish3D és a Colgate a Nutristacks többféle változatát dolgozta ki. Az összetevők variálása különböző hatásokat ér el. A Zen, az Immunity, a Glow, a Focus és az Energy között választhatunk – beszédes nevek.

Minden egyes Nutristacks hét különböző rétegből áll, valamennyi nyomtatott, és különféle vitaminokat, tápanyagokat tartalmaz. A Nourish3D viszont nem árul el sokat az alkalmazott technológiákról.

A kiegészítők huszonnyolcas csomagokban, csomagonként negyvenegy euróért vásárolhatók meg.

A Cambridge-i (Egyesült Királyság) IDTechEx piackutató cég legújabb tanulmányában a fémalapú additív gyártás 2022 és 2032 közötti fejlődését, üzleti trendjeit vizsgálta. A felmérés alapján a globális piac tíz éven belül eléri a 18,5 milliárd dollárt.

Az előrejelzéseken most nagyobb a figyelem, mint pár éve, mert a 2020-asok a Covid-19 miatt nem voltak elég meggyőzők. Például rövid ideig az egyik legnagyobb felhasználó, a légjárműipar is negatív tendenciát mutatott, a koronavírus-járvány visszaesést okozott.

A világjárvány előtti aktivitás fokozatos visszatérésével, a fémnyomtatás piaca több pozitív jelet mutat. Az éves növekedést most 18,8 százalékra becsülik.

A tanulmány szerzői azokra a kérdésekre is keresték a választ, hogy milyen tényezők segítik a visszatérést, elképzelhető-e a következő években a fémnyomtatás szélesebb körű elfogadása, illetve mi tartja vissza a növekedést.

2020-ban az IDTechEx kiemelte a fémnyomtatáshoz használt anyagok jelentőségét, és a szakemberek meg voltak győződve, hogy ez a technológia lesz mindenféle 3DP piaci növekedés legfőbb hajtóereje. 2022-ben viszont ugyanúgy várjuk a markánsabb szakterületi innovációt, mint két éve.

A polimerekkel összehasonlítva, a választás relatíve korlátozott, a fémanyagok zöme ugyanúgy drága. A gyártók alternatívákat keresnek, és például csúcsteljesítményű műanyagokat vagy kompozitokat választanak.

A legigényesebb szektorokban, például a már említett légjárműiparban viszont a fémek megmaradtak az elsőszámú választásnak. Ez az egyik legfőbb oka, hogy egyre több startup próbálkozik új megoldással, igyekszik minél jobban teljesítő ötvözeteket fejleszteni.

Az anyagoldalon és a gépárak terén is úgy tűnik, elhárulnak egyes akadályok, ráadásul a változások csak most kezdődtek. A lézerfúziós printerek általában ötszázezer, de akár egymillió euróba is kerültek. Egyes cégek viszont már kínálnak százezres megoldásokat. Ezek a kezdeményezések előbb-utóbb trenddé formálódnak, és az akadályok elhárításával jelentősen hozzájárulnak a piac növekedéséhez. Kérdés, hogy mennyire fenntarthatók és hatékonyak.

A beszámoló szerint a fémpor-kötés kifejlesztése a piaci növekedés egyik legfontosabb hajtóereje. Az eljárás több előnnyel jár, például könnyebb nagyobb nyomatokat tervezni.

Dubai Út és Közlekedési Hatósága 3D nyomtatást alkalmazó új technikai módszereket talált ki elektromechanikus rendszerek tartalékalkatrészeinek, valamint a hatósághoz tartozó utakhoz és létesítményekhez használt burkolóalkatrészek és anyagok gyártásához.

A vezetőség felhívta a figyelmet a modern technológiákkal és programokkal való lépéstartás fontosságára, máskülönben lemaradnának. Mindenképpen hozzá akarnak járulni a kormány tervéhez, hogy a 3D nyomtatás kulcstechnológiává váljon, és az alkatrész-gyártásban is fontos szerepet töltsön be.

Az utóbbi hónapokban új kezdeményezést dolgoztak ki, változatos kutatásokat és kísérleteket végeztek, hogy könnyebb legyen a hozzáférés az útkarbantartáshoz nélkülözhetetlen alkatrészekhez. Ezekben a munkákban 3DP specialisták is részt vettek.

A kezdeményezés sikeresnek bizonyult, jelentősen javult a tartalékalkatrészekhez történő hozzáférés. A hatóság légcsavar-ventilátorokat, vezérlőberendezéseket és az alagútburkolatok bővítését emelte ki.

Kiválasztott alkatrész-típusokat printeltek. A válogatás speciális kritériumok, például a helyi piacon észlelhető alkatrészhiány, a biztonsági feltételeknek való megfelelés alapján történt.

A kezdeti eredmények bizakodásra adtak okot – ötven százalékot spóroltak a működtetési költségeken. Az adatok gondos elemzésével elérték, hogy az eredetileg gyárban kialakított daraboknál jobbakat, megbízhatóbbakat hozzanak létre, például rekordalacsonyra vitték le a törések számát. Fontos még, hogy a szállítási költségeket és az azzal eltöltött időt szintén jelentős mértékben csökkentették.

Az iniciatíva legkorábbi szakaszában a 3D nyomtatásban és gyártásban jártas három vállalatot bíztak meg, hogy dolgozzák ki az alkatrészek fejlesztésének és gyártásának jövőjére vonatkozó terveket, plusz garantálják is azok kivitelezhetőségét, hatékonyságát.

A folyamatos rostextrudáló (continuous fiber co-extrusion, CFC) nyomtatótechnológiával dolgozó luxemburgi Anisoprint startupot beválogatták az Európai Űrforrások Innovációs Központ (ESRIC) és más szervezetek, például az Európai Űrügynökség (ESA) által szervezett Startup Támogató Programba (SSP). A program rendeltetése a világűrbeli források ökoszisztémájának kidolgozása, amelyhez platformot szolgáltatnak. Földi és űrbeli alkalmazásokban egyaránt gondolkodnak.

Világviszonylatban ez az első űrbeli erőforrások használatára kidolgozott technológiai és kereskedelmi projektekkel foglalkozó startupokat támogató program. 2021-ben indult, tizenhét ország harminchárom új vállalkozása jelentkezett rá, és próbált megfelelni a szigorú követelményrendszernek. Végül csak öten feletek meg.

Az üzleti inkubátor több szempontot vett figyelembe: stratégiai gondolkodás, célok pontos megfogalmazása, bizonyított szakmai hozzáértés, mindkét helyszínen (földön, világűrben) innovatív és megbízható technológiák.

A program vezetősége elmondta: nagyon várják az együttműködést a földön már sikeres technológiát feltaláló Anisoprint csapatával, és kíváncsiak, hogy a megoldások hogyan működnek majd űrbéli viszonyok között.

Kompozitrostok nullához közeli gravitációban történő nyomtatásáról van szó. Az eszközök, kompozitból készült részek printelését, nyomatok és szerkezetelemek javítását segítő felszereléseket fognak a súlytalanságban, alacsony gravitációban fejleszteni, így támogatják majd űrbéli erőforrások feltárását, kiaknázását és használatát.

A világűr hatalmas lehetőség, izgalmas kihívás, az űrkutatás a mérnöki fejlődés leginkább előremutató ága. Az Anisoprint vezetősége és szerencséjükre a luxemburgi kormány is az ottani gyártást tartja a legnagyobb kihívásnak, prioritást biztosítva neki. Hamarosan visszatérünk a Holdra, és egyértelművé válik, ahogy z ottani új erőforrások kiaknázásához a földi technológiákat világűrbéli környezetre kell áthangolni.

Ehhez kellenek majd az Anisoprint többéves kutatásfejlesztés eredményeként létrehozott könnyű kompozitanyagai.     

A műanyag a környezetszennyezés egyik fő oka, használatával és a használat közbeni problémákkal hosszú évek óta igyekszik kezdeni valamit a globális közösség. Az anyag ugyanakkor praktikus, könnyű kezelni, a környezetre és az egészségre való negatív hatásai viszont lassan tényleg felülírják a pozitív tulajdonságait.

A 3D nyomtatásban használt sok műanyagot nemcsak nyomatok készítéséhez alkalmazzák, hanem a jobb minőségű, hőre lágyulókból, például a nejlonból (poliamid, PA) és a poliészterből (PET) szintetikus textilrostokat is állítanak elő.

Bármiféle műanyag újrahasznosítása sokkal nehezebb, mint amilyennek tűnik, viszont egyre több az ezt célzó próbálkozás, például az olasz Roboze és a fenntartható textíliákban utazó, nemzetközi nagyvállalatoknak textilügyekben tanácsot adó, több évtizedes iparági tapasztalattal rendelkező Pielitalia innovatív megoldással reciklálja az elhasznált nejlont.

Az együttműködő felek közös célja körkörös gazdasági modell (circular economy) kidolgozása: a ruhákból kinyert poliamid másodlagos nyersanyaggá válik nyomtatott antibakteriális tárgyakhoz. A Roboze 2022 elején indította el a világ innovatív gyártóit megcélzó Circular Economy programját: életciklusuk végén nyomtatószálként (filament) hasznosítanának újra tárgyakat, illetve a munkafolyamat közbeni hulladékot.     

A Pielitalia egyik sajátossága, hogy szektorokon átívelő, változatos adottságokat szinkronba hozó projekteket talál ki. Mindegyik a környezetre, társadalomra és a közéletre pozitív hatással lévő, innovatív technológiai fejlesztés. A 3D nyomtatáshoz az azonos elveket valló Roboze egyértelműen az ideális olasz partner.

Fenntarthatóság, innováció, szinergia – ezek a projekt hívószavai, és egyben a két cég ars poeticája is.

A Roboze Elosztott Gyártása új termelési módot promótál: a világ minden pontján lévő 3D nyomtatóközpontokkal egy helyben lenne a gyártás és a felhasználás, így pedig a kevesebb hulladék és a szállítás kiiktatása, minimalizálása miatt csökkenne a negatív környezeti hatás.

A textíliákból újrahasznosított, fogyasztás utáni nejlon tökéletesen passzol ebbe a képbe.

Az űrtechnológiára, azon belül nyomtatott energetikai megoldásokra specializálódott amerikai (Albuquerque, Új-Mexikó) X-Bow (cross-bow) szilárd tüzelőanyagú rakétamotorokat és egy sor, orbitális és szuborbitális pályára egyaránt alkalmas kisméretű hordozórakétát dob a piacra.

A cég ügyfélköréhez az amerikai űripar meghatározó szervezetei, például a légierő kutatólaborjai, az AFWERX, a Los Alamos és a Sandia Nemzeti Labor, valamint a Védelmi Kutatási Projektek Ügynöksége, ismertebb nevén a DARPA tartoznak.

Új 3D nyomtatótechnológiájával az X-Bow az iparág olyan meghatározó vállalatai közé került, mint Elon Musk SpaceX-e, a Launcher és a RocketLab. Közös bennük, hogy a sugárhajtómű-gyártótechnológiai folyamatokban mind alkalmazza a 3D nyomtatást.

A 2016-ban alapított X-Bow a kezdetek óta nyomtatott rakétamotorok tervezésére és fejlesztésére összpontosít. Ezek a szerkezetek sokkal olcsóbbak, mint a hagyományosak. Az új sorozat nagyon flexibilis, megbízható és reagál a környezetre.

A fejlesztésekkel a vállalat a gyors rakétaépítés új korszakának egyik képviselője, ami azért figyelemreméltó, mert az utóbbi időben a területen alig történt szignifikáns technológiai innováció.

Technológiák és folyamatosan javuló gyártómodell egyedi kombinációjával igyekeznek a meglévő piacot kiszolgálni, s egyben újakat kialakítani. Nyomtatótechnológiájuk jó eséllyel gyorsan megújítja a szilárd meghajtású űrszerkezetek és a kapcsolódó energetikai piacot. Kb. akkora forradalomra számítanak, mint amennyire a SpaceX forradalmasította az indítás, a rakéták kilövése körüli szegmenst.

Az additív gyártással történő szilárd motorok előállítása a küldetésük – mondta Jason Hundley vezérigazgató. Kormányzati és kereskedelmi ügyfelek számára egyaránt elérhető termékcsaládjukba hajtóanyagok, motorok és indítószolgáltatások tartoznak. Hundley az aktuális csúcstechnológiát használó, valódi huszonegyedik századi megoldásokról beszél, amelyek eddig fájóan hiányoztak az űriparból.

Szakemberek szerint az X-Bow diszruptív technikái felrázzák a kialakulóban lévő űrgazdaságot.

Az izraeli UBQ Materials klímatechnológiákat fejleszt, most pedig szét nem válogatott háztartási hulladékot alakít át nagyon jó minőségű nyomtatóanyaggá. Annyira, hogy a projekttel meg is nyerte egy éves verseny Spekulatív Design kategóriáját.

Az első válogatás nélküli hulladékból készült nyomtatószál „klíma-pozitív”, újrahasznosítható termoplasztikus anyag. A munkában a polimerek innovatív alkalmazásával és kutatás-fejlesztéssel foglalkozó, szintén izraeli Plastics App is részt vett.

Az új nyomtatószállal (filament) fenntartható opciót kínálnak additív gyártással foglalkozó cégeknek, amelyek így jelentősen csökkenthetik tevékenységük széndioxid-lábnyomát.

A verseny résztvevőinek három kritériumnak kellett megfelelniük, minél magasabb szintet elérniük bennük: kreativitás, forma, funkcionalitás, teljes összhatás. Összesen tizenöt kategóriában hirdettek győztest.

A Spekulatív Design kategória a jövő kihívásaival és lehetőségeivel foglalkozó tervekre vonatkozik.

„A 3D nyomtatás különféle iparágak gyártói számára kínálja komplex termékek tervezését, a más, hagyományos módszerekkel kivitelezhetetlen szinte azonnali személyre szabás lehetőségével együtt. Nyomtatószálunk használatával a gyártók kiaknázhatják a 3D nyomtatás adta lehetőségeket, és közben a széndioxid-kibocsátás is csökken. Ezzel az innovációval a 3DP a leginkább környezettudatos, hozzáférhető termelési módszerré válik” – nyilatkozta Tato Bigio, a UBQ Materials társelnöke.

Cége hulladéktárolókba szánt, de nem szortírozott szemetet, benne szerves anyagokat is alakít át az olaj alapú műgyantát helyettesítő, teljesen újrahasznosítható nyomtatószálakká.

A 3D nyomtatótechnológiák lehetővé teszik az anyaghasználat és -veszteség csökkentését, termékek kívánság szerinti (on-demand) tervezését, a beszerzési láncok lerövidítését, kevesebb logisztikát.

A 3DP-nek ezek a következményei komoly hatással vannak a környezetre, a természetre. Az additív gyártás egyértelműen „zöldebb” a hagyományos gyártóeljárásoknál.

Ráadásul ez csak a technológia egyik pozitív oldala. Szintén fontos, hogy 3D nyomtatással hulladékból is készíthetők új termékek, legyen az élelmiszer- vagy műanyag-hulladék, leselejtezett cuccok is teljesen új értéket kapnak az additív eljárásokkal történő újrahasznosítással.

Egyre több az ilyen jellegű kezdeményezés. A hulladékból nyomtatóanyagokat készítenek, amelyekből mindenféle tárgyak, szerkezetek állíthatók elő: bútorok, cipők, lámpák, szörfdeszkák, tényleg szinte bármi.

A 3DNatives az utóbbi idők legizgalmasabb ilyen jellegű projektjeit gyűjtötte össze.

A beszédes nevű holland The New Raw több kezdeményezés mögött áll, célja a műanyagszemét mindennapos tárgyakká alakítása robotgépekkel. A Print My City Amszterdam összes háztartási hulladékából igyekszik kihozni valami hasznosat, és persze a környezettudatosságra is próbálják felhívni vele a figyelmet.

Bécsben printeltek már hulladékból elektromos triciklit, máshol maszkokat, műanyag kupakoklat dolgoztak fel bútorokhoz, vagy műanyagból csináltak virág- és növénycserepet, fahulladékból pedig fakanalat és más konyhába való dolgokat, sőt, egy ausztrál diák kitalálta, hogy a reciklált PLA tetováláshoz is alkalmazható. Printeltek már pavilonokat, látványos edzőcipőket hulladékból, lámpát narancshéjból, és a biológiailag lebomló szeméttel is egyre többen akarnak valamit kezdeni – 3D nyomtatással.

A technológia nagykorúvá érését jelzi, hogy a példák hosszasan sorolhatók.

Az 1879-ben alapított német multinacionális Linde kifejezetten a fémpor-gyártáshoz használt légköri gázok paramétereinek és megnyilvánulásainak jobb megértését célzó labort nyit. Mivel az innovatív 3D nyomtatótechnológiák komoly hatással vannak a gyártásra, szignifikánsan nő az új fémporok iránti kereslet.

A tervek szerint 2022 közepén nyit a labor. A szabványos fémpor-porlasztók ugyan jó nagyok, de többmillió dolláros befektetéseket igényelnek, ráadásul nem alkalmasak a gázparaméterek és -megnyilvánulások megfigyelésére.

A Linde új laborjában a tipikus porlasztók jóval kisebb, 1,60 méter magas változatát fogják használni, speciálisan kidolgozott alkatrészekkel, világítással, nagysebességű kamerákkal, a paraméterek minden egyes apró változását figyelő, az adatokat rögzítő megoldásokkal.

A gép nem a megolvasztott anyag használatán alapul, hanem a szimulált folyamatból kinyert adatokkal fog dolgozni, egyértelmű tényeket szolgáltatni, hogy az adott gáz miként viselkedik bizonyos körülmények között.

A következő paramétereket vizsgálják: a gáz típusa, mennyisége, nyomás, hőmérséklet. A miniatűr porlasztó percek alatt többszáz kombinációt képes elemezni, gyorsan vált egyikről a másikra.

A kategóriájában egyetlen (és ezért is teljesen egyedi) laborban végzett munka lehetővé teszi, hogy a gázok additív gyártásban való alkalmazásának abszolút szaktekintélye, a Linde javítson a porlasztási folyamat minőségén, több legyen a termék, az eljárások legyenek stabilak. A minél jobb kivitelezéshez, az eredményesebb tesztekhez, a nagyvállalat fémgyártókkal fog együttműködni. Az eredményeket aztán a masszívabb gépekhez tervezik igazítani, hozzájuk „méretezik.”

A 3D nyomtatáshoz megfelelő porok fejlesztésének egyik legnagyobb kihívása, hogy nagymennyiségű gázt akár csak rövid időre, magas nyomás és hőmérséklet alatt tartsunk. Ha olyan tényezőket hozzáadunk, mint a fém típusa, a gáz összetétele, rengeteg lesz a változó paraméter, elemzésükhez pedig a legfejlettebb felszerelés mellett megbízható gázellátásra és szakértelemre is szükség van.

A specifikus gázt, gázkeveréket megfelelő nyomás és hőmérséklet mellett csepegtető fúvóka tervezése szintén rendkívül fontos. A Linde tesztszolgáltatást fog nyújtani fémporgyártóknak, hogy ezekkel is biztosítsa az optimális fúvókatervezést.