FREEDEE BLOG

Az oktatás és az orvostudomány egyaránt sokat profitál a 3D nyomtatás által nyújtott, folyamatosan bővülő lehetőségekből. Ezt a tendenciát erősíti az egyik legnagyobb printergyártó, a Stratasys adakozása.

A cég a Minnesota Egyetem Orvosi Iskolájához tartozó Látható Szív Laboratóriumnak adományozott J750 Digital Anatomy, MakerBot METHOD X, illetve SKETCH 3D printereket. Bizakodnak, hogy a gépek segítenek a diákoknak a technológia orvosi használatának elsajátításában, a szív anatómiájának jobb megértésében.

Nyomtatott anatómiai modellek oktatási, egészségügyi, például sebészeti felhasználásában nincs semmi új. Minél jobb a technológia, a modellek annál részletesebbek, ma már hihetetlenül pontos nyomtatott modellek is léteznek, amiben, figyelembe véve a technológia gyors fejlődését, persze semmi meglepő nincs.

Az anyag-sugárzás, az anyag rétegről rétegre történő lerakása sokat segít nemcsak a színek, hanem a textúrák utánzásában is. A Stratasys pont ezt kínálja a laboratóriumnak.

Paul Iazzo, az egyetem egyik kutatója elmondta, hogy a printereket nagyon hasznosnak tartják a munkájukhoz.

„A nagyfelbontású 3D nyomtatást alkalmazó kevert valóság jelentősen növeli a gyakornokok, kutatók, egyetemi hallgatók, biomedikális mérnökök és mások lehetőségeit” – nyilatkozta.

A Stratasys több egyértelmű előnyre hívja fel a figyelmet: az oktatásban a pontos modellek és a szívműködés jobb megismerése mellett, a diákok azt is megtanulják, hogy a technológia miként segíti gyakorlati munkájukat, például sebészi műtéteket. Pácienseknek mutatható és értethető meg velük közvetlenül, vizualizálva, hogy milyen folyamatok zajlanak le a szervezetükben. Mivel az USA-ban mintegy 900 ezer évi beavatkozás történik, a 3DP sokat segít a mortalitási ráta csökkentésében. A jövőben sajnos még több műtét várható, így a pontos modellek értéke felbecsülhetetlen, nekik köszönhetően a sebészi műtétek is rövidebb ideig tartanak. Így a technológia költséghatékonyabbá teszi a kórházak és más egészségügyi intézmények működését.

Az oktatás és a sebészet mellett, a 3DP új orvosi műszerek fejlesztésében is fontos szerepet játszhat, és segít az Emberi Szív Anatómia Minnesotai Atlasza kidolgozásában. A gyűjtemény nyolcszáz szíve 3D nyomtatással oktatási, tesztelési vagy műszerkészítési céllal újra-alkotható.

Év elején a Ford bevezette új kisteherautó brand-jét, a hibrid, egyszerre megfizethető és praktikus Mavericket. Teljesítménye máris elnyerte sok vezető tetszését.

A jármű belső terének kialakításában szerepet kapott a 3D nyomtatás is. A Ford ugyanis elérhetővé tette a felszerelhető kiegészítők, a FITS (Ford Integrated Tether System) rendszer 3D fájljait.

A hozzáférhetőség azt jelenti, hogy bárki kinyomtathatja ezeket a részeket, és a darabokat vagy a központi konzolhoz kapcsolhatja, vagy elhelyezheti az ülések alatt.

A rendszer terek, T-alakú nyílások sorozata. Ezekbe a nyílásokba kiegészítők, például pohártartók, zsebek helyezhetők el. Mindegyik kisteherautóban nyolc ilyen nyílás található: egy a központi konzol hátoldalán, hét pedig az ülések alatti tárolórekeszekben. Például egy szemetest a nyílásba passzoló nyomtatott elválasztóval két részre oszthatunk.

A FITS lehetőséget nyújt a vezetőknek tárolórendszerük saját igényeik szerinti kialakítására, a jármű egyedire alakítására.

Nem ez az első alkalom, hogy valamelyik gépjármű-gyártó 3DP technológiákkal kínál személyre szabási opciókat, az viszont már ritka, hogy a fájlok bárki számára elérhetők.

A Ford a Maverick esetében a nyílt forráskódú megoldást választotta. A lépéssel egyértelműen a fiatal, „csináld magad” (Do It Yourself, DIY) réteget célozták meg.

A CAD-modellek letölthetők, és magunk nyomtathatjuk majd ki például a pohártartót. Ha nincs otthoni printerünk, vagy igénybe vesszük valamelyik szolgáltatót, vagy esetleg beszerzünk egy olcsóbb gépet.

A koronavírus-járvánnyal a maszkviselés életünk, hétköznapjaink részévé vált. Napi használatuk és főként a kidobásuk viszont jelentősen szennyezi a levegőt, környezeti problémát okoz.

Az angliai Bristol Egyetem egyik kutatócsoportja érdekes megoldást javasol a problémára – a használhatatlan és az elhasznált maszkokat összegyűjtik, majd újrahasznosítják, és 3D nyomtatóanyaggá, nyomtatószállá alakítják át őket.

A projekt a maszkok környezetre gyakorolt negatív hatását csökkenti, miközben alapanyagot kínál az additív gyártásnak.

A National Geographic szerint az emberiség havi 129 milliárd arcmaszkot használ, és ebből naponta 3,4 milliárd szájmaszktól és/vagy arcpajzstól szabadulunk meg. Meghökkentő számok, ráadásul többségük tengerben, utcán vagy a természetben végzi, és a műanyag-összetevők szignifikáns mértékben károsítják a természetet.

Egyetlen maszk egy nap alatt kb. 173 ezer mikroszálat enged magából a tengerbe. Más mindennapos tárgyakhoz hasonlóan, műanyagszálakat, például a környezetben évtizedekig megmaradó és csak utána bomló polipropilént tartalmaznak.

A kutatók hosszasan tanulmányozták, hogy a maszk összetevői miként alakíthatók át 3D nyomtatóanyaggá.

Az első tesztek előtt egy csomó hibás maszkot összegyűjtöttek, majd a fülhurkokat és az orrhuzalt eltávolították róluk. Ezt követően felmelegítették, majd vasalóval és tapadásmentes papírral addig dolgoztak rajtuk, míg kemény lapokká nem alakultak.

Ezeket polipropilén labdacsokká őrölték, majd végül a kék labdacsokat huzalhúzó gépen vezették keresztül, amely nyomtatószállá (filament) változtatta őket. Mivel az eredeti maszkokat több magas hőmérsékletű folyamatnak vetették alá, azok elegendők lehettek a fertőtlenítéshez, az esetleges vírusok és baktériumok eltávolításához.

Ahhoz, hogy a nyomtatószál jó legyen 3D printerekhez, a maker közösség által speciálisan műanyagcuccok újrahasznosítására, filamentté alakítására kitalált, nyílt forrású Filastrudert használták.

A világ vezető adatvezérelt munkafolyamat-kezelő programjait, programcsomagjait fejlesztő kaliforniai Authentise felvásárolta a gyártáshoz önkiszolgáló munkafolyamat-eszközöket kínáló Elements Technology Platformot. Az akvizíció közvetlen eredményeként, különálló gyártók a földkerekség bármely pontjáról hozzáférhetnek munkafolyamatokat kezelő, összekapcsolt megoldásokhoz.

A felvásárlás részeként, az Elements csapata csatlakozik az Authentise-hoz.

Ezeket a megoldásokat a legnagyobb 3DP-vállalatok használják, munkájukat hatékonyabbá, rugalmasabbá és átláthatóvá teszik.

„Az Elements tökéletesen passzol az Authentise portfoliójához. Hozzánk hasonlóan, ők is lézeres technológiákra összpontosító megoldásokat biztosítanak gyártóműveletekhez, garantálva a járvány utáni világban szükséges rugalmasságot, valamint az adatok által a 21. században nyújtott hatékonyságot” – jelentette ki Andre Wagner, az Authentise vezérigazgatója.

A két cég „kombinációja” a munkafolyamat-kezeléshez szükséges eszközök és technológiák eredményes szintézisét jelenti: valósidejű gépi adatkezelés, mesterséges intelligencia, rádiófrekvenciás azonosítás stb.

Az Elements egyedi önkiszolgáló eszközt kínál mindenféle gyártótevékenységhez. Intelligens gyártástervezéssel és ütemezéssel, az ügyfelek nyomon követhetik a megrendeléseket. Ezek a szolgáltatások az Authentise portfoliójának kulcselemei lesznek, amelyeket aztán szélesebb rétegekhez juttatnak el.

Egyik legfontosabb céljuk a végponttól végpontig tartó átláthatóság, megbízhatóság. Az adatvezérelt gyártás összes előnyét ki akarják használni hozzá.

A hatékonysággal természetesen a költségek és az előkészítési, majd a gyártási idő is csökkenthetők. Maga a gyártásé akár 80, az előkészítésé pedig 95 százalékkal.

Ez már tényleg az Ipar 4.0 világa.

A sevillai CATEC-ben, azaz a Fejlett Repüléstechnikai Központban tervezték, dolgozták ki és gyártották le az Airbus helikopterekhez a RACER demonstrátor nagysebességű hátsó törzsét. A projektet a Tiszta Ég 2 európai kutatási program keretében valósították meg, amelyben több érintett nagyvállalat és akadémiai intézet vesz részt.

A demonstrátor rendkívül komplex szerkezet, amelyet teljes egészében Spanyolországban terveztek és gyártottak. Az európai gigavállalat nagyon gyors új helikopterének lesz része, utazósebessége akár az óránkénti 400 kilométert is eléri majd.

Összehasonlításként: egy átlagos mai helikopter sebessége 260 km/h. Ez azt is jelenti, hogy az Airbus gépe ideális légi megoldás sürgősségi orvosi esetekhez, betegszállításhoz, keresési és mentési műveletekhez.

A RACER-en most a franciaországi Marignane-ban, az Airbus helikopterek üzemében dolgoznak. Az összeszerelés utolsó szakaszában járnak, a repülések még ebben az évben megkezdődnek.

A CATEC additív gyártással állított elő különféle alkatrészeket. Ezekhez titánból és alumíniumból készült változatos fémötvözeteket, valamint műanyagokat használtak. Különféle gyártóeljárásokkal dolgoztak.

A másodlagos szerkezethez olyan komponenseket készítettek, mint például támasztékok, kamera- vagy VOR navigációs antennák. Az elsődlegeshez a farok mozgó felületeihez titánból kialakított szerelvényeket gyártottak.

Az utóbbi az első olyan additív gyártással készült szerkezeti rész, amely Airbus helikopterben repül majd, és ez bizony mérföldkő az andalúz központ történetében.

De nemcsak abban, hanem a 3DP légjármű-szektorban történő iparosításában is az. A fejlesztés komoly kihívást jelentett, mert mindennek meg kellett felelnie az Airbus magasszintű elvárásainak – mondta el a központ vezetősége.

A CATEC korábban  műholdakhoz, űrszondákhoz, kilövőállomásokhoz, kereskedelmi és katonai repülőkhöz printelt alkatrészeket. Most már helikopterhez is.

Az amerikai Sciaky bejelentette, hogy a Turkish Aerospace Industries-nak (TAI) hamarosan leszállítja a világ legnagyobb elektronsugaras DED (irányított energialerakás) technikával működő printerét, az egyedire kialakított 300 Series EBAM (Electron Beam Additive Manufacturing) rendszert.

A TAI reménykedik, hogy a géppel a világ legnagyobb iparági titánszerkezeteit gyárthatják majd.

A török-amerikai TAI 1973-ban, az Ipar és Technológia Minisztérium égisze alatt indult. Eredetileg a török Védelmi Minisztérium külföldnek történő kiszolgáltatottságát akarták csökkenteni vele. 2005-re viszont a kutatásfejlesztésnek, a modernizációnak, a gyártásnak, a rendszerintegrációnak és az életcikluson át történő támogatásnak lett a technológiai központja.

Több más védelmi és repülőtársasághoz hasonlóan, ez a vállalat is komolyan foglalkozik 3D nyomtatással. Az Egyesült Államokban például drasztikusan növekszik a katonai célú 3DP – természetesen a légierőnél és a légjármű-iparban is egyre nagyobb mértékben nyomtatnak. Törökországban is hasonló a lesz helyzet.

A TAI mostantól az eddigieknél is koncentráltabban tud foglalkozni a céljaival, a kivitelezésben pedig rengeteget „segít” majd az újonnan beszerzett 3D nyomtató.

A Sciaky szerint jelenleg az EBAM 300 a legnagyobb additív gyártórendszer. 7620x3048x3048, építési tere pedig 6096x1194x1524 milliméter, a technika a nagyobb szabadságot, több rugalmasságot kínáló DED egyik változata. A gép által pontosan kontrollált sugárgeometria biztosítja a jobb energiaelosztást és a magasabb szintű ismétlődő teljesítményt.

A printerhez elektronsugaras hegesztő is tartozik, lehetővé téve a TAI-nek a hegesztés és a 3DP kombinálását olyan alkalmazásokban, amelyekben mindkettőre szükség lehet.

Fémalkatrészek immáron részletesen kidolgozott, egészen kis méretben is nyomtathatók, EBAM rendszerekkel pedig földi, tengeri és légi darabokat is készítettek már.

Minden bizonnyal a TAI is fog.

Az úgynevezett közvetett additív gyártótechnológiára, sztereolitográfia-alapú fémnyomtatásra specializálódott német MetShape más fémnyomtató eljárásokkal kivitelezhetetlen pontos és részletes vírusmodellt készített. A vállalat a BRTA baszk technológiai hálózathoz tartozó CIC nanoGUNE vírusok terjedéséről és átadási mechanizmusaikról végzett kutatását támogatta a modellel.

A vírusok mindenhol jelen vannak, télen különösen könnyen megbetegszünk tőlük, ami nagymértékben az aeroszolokkal magyarázható. Ezeknek a részecskéknek a megértése nélkül nem azonosíthatók a fertőződési folyamatok, és a megelőzésre sem tudunk kidolgozni hatékony módszereket.

A nanoGUINE nanoléptékű molekuláris jelenségeket vizsgál, és sok vírusmodellel (influenza, covid stb.) dolgozik.

A 3DP szolgáltatásokat nyújtó MetShape komplex problémákkal, mikroprecíziós fémrészekkel foglalkozik, és ez a mérettartomány, valamint a precizitás tette lehetővé a 250000:1-es, azaz kb. harminc milliméter átmérőjű modell nyomtatását.

A modellt kiprintelték, eltávolították a kötőanyagokat, szinterezték, és így, mivel a felületek hibátlanok, utómunkálatok nélkül el is készült a nanoGUINE-nak szánt végleges változat.

Polimerből előállított szabványmodellekkel összehasonlítva, a fémmodell szignifikánsan jobb teljesítményre képes. Mivel kisebb, kevesebb benne a folyadék, nincsenek mesterséges cseppek, tökéletes a nedvesítés.

A nanoGUINE elégedett a munkával és a 3D nyomtatásspecialistákkal való együttműködéssel. Így jobban tudnak vízhez kapcsolódó jelenségeket tanulmányozni vírusokon, komoly előrelépést elérni az aeroszolok vizsgálatában.

Az innovatív gyártótechnológiák sokat segítenek legfőbb céljuk, a vírusos fertőzések drasztikus csökkentésének elérésében. A következőgenerációs légkondikhoz komoly eredményeket kellenek az aeroszolok terjedésének kontrollálásában – állítják a nanoGUINE kutatói.     

A kisméretű műholdak a kommunikáció mellett az űrkutatás és az űripar új korszakát is előre vetítik. A mainál is nagyobb összekapcsoltság ösztönző hatással lesz a világgazdaságra, tovább bővülnek vele a Homo sapiens lehetőségei.

A gyorsan növekvő műhold-iparnak viszont még jobb indító/kilövő-szolgáltatásokra van szüksége, amelyeknek ugyanolyan mozgékonyaknak és megfizethetőknek kell lenniük, mint amilyenek az újfajta – tehát kisebb – műholdak.

Itt jön képbe a kaliforniai Virgin Orbit rendszere, a klasszikusabb és újabb technológiákkal, köztük 3D nyomtatással létrehozott LauncherOne. A cég innovatív tevékenysége ennyivel nem merül ki, és az elismerés sem váratott sokáig magára – a céget több korábbi együttműködés után, beválasztották a NASA Kilövő-szolgáltatások Programjába.

Szerződést kötöttek, mindkét fél bizakodik a kilövések hatékonyabb időzítésében, missziókhoz kialakított műholdak fejlesztésében és persze a változatlanul versenyképes árakban.

A Virgin Orbit vezetősége nagyon elégedett, és úgy látják, hogy minden korábbinál könnyebb lesz együttműködniük az űrügynökséggel, hogy célzott, gazdasági hozzáférést nyújtsanak a világűrhöz, és közben maximálisan növeljék a kis műholdmissziók tudományos eredményeit.

A vállalat már tizenhárom műholdat lőtt fel a NASA-nak, a mostani (300 millió dolláros) szerződés pedig öt évre szól, a megvalósítást a floridai Kennedy Űrközpontból irányítják.

A Virgin Orbit eddig huszonhat műholdat telepített sikeresen, az elmúlt tizenkét hónapban három eredményes kilövést végeztek. Rendszerükkel még zord időjárási viszonyok mellett is útjukra indulnak a műholdak. A repülési sebességet most növelik, és ügyelnek, hogy a nemzetbiztonsági követelményeknek, valamint a nemzetközi közösség elvárásainak egyaránt megfeleljenek.

A Minnesota Egyetem kutatócsoportja, először a világon, flexibilis OLED-es (organikus fénykibocsátó dióda) kijelzőket nyomtatott. Méretük 3,8x3,8 centi, és 64 pixelesek.

A projekt azért különösen érdekes, mert a rugalmas kijelző azt jelenti, hogy hajtogatható okostelefonokhoz vagy televízió-képernyőkhöz használhatók, ráadásul megfizethető áron.

Előállításukhoz kétféle additív gyártótechnikát és speciálisan erre a célra kialakított nyomtatót használtak.

Az OLED-ek az anorganikus kristály-félvezetőkből álló LCD-kkel ellentétben organikus anyagokon alapulnak. Több ígéretes tulajdonsággal rendelkeznek: hatékonyabb az energiakezelésük, nincs szükség háttérvilágításra, magas a kontraszt, mechanikai szempontból flexibilisek, szélesebb látószögből nézhetjük a sugárzott tartalmakat, kevésbé törékenyek.

Csakhogy ezeknek a diódáknak a nyomtatása eddig komoly kihívást jelentett mindeddig. A kijelző-technológia az elektromosság fénnyé alakításán alapul, amihez egy réteg organikus anyagot használnak. Ezt a réteget nagyon nehéz előállítani.

Azért nehéz, mert teljes egyformaságra van szükség, amit bonyolult 3D nyomtatással elérni. Ezen kívül a 3DP-vel készült polimer-fém kötések is instabilabbak.

A kutatók két 3DP folyamattal hozták létre a kijelző hat rétegét. Extrudáló géppel elkészítették az elektródákat, a szigetelést, a kapcsolásokat és a tokozásokat. Utána ugyanezzel a printerrel, spray-szerű fúvással rétegeket alakítottak ki.

A rétegeket funkciójuknak megfelelve, többféle anyagból nyomtatták. Jól sikerültek, és a végén az egész eszközt extrudált szilikon-formába öntött polimer-öntvénnyel tokosították.  

A konyhaművészet mindig kreatív és eredeti volt, és folyamatosan újra feltalálja önmagát, hogy kielégítse az éhes torkokat, vagy egyszerűen csak gasztronómiai örömet szerezzen. Ezért talál ki sok chef és műkedvelő szakács szokatlan, olyan anyagokon alapuló recepteket, amelyeket nem nagyon tudunk elképzelni kajaként.

Egy szingapúri kutatócsoport is ezt az utat járja. A 3D nyomtatást és az okarát kapcsolnák össze, hogy aztán innovatív szakácsok egyedi fogásokat készítsenek a nem hétköznapi alapanyagból.

Nem ők az egyetlenek, akik a 3DP-t és az élelmiszerkészítést, élelmiszerek a konyhai stb. hulladékból való előállítását és a 3D nyomtatást közös nevezőre igyekeznek hozni.

Az általában fehér vagy sárgás színű, tápanyagokban gazdag okara szójapép vagy tofu-maradék, a szója oldhatatlan részeiből álló cellulóz, a szójatej és a tofu előállításakor, a pürésített szójabab kiszűrése után. Önmagában nincs különösebb íze, de általában növényi alapú húsalternatívákhoz használják.

És most már nyomtatni is fogják.

A kutatócsoport tanulmányban foglalta össze az eddigi eredményeket. Az okara részecskéket és a koncentrátum megfelelő méretét vizsgálták, hogy ne kelljen adalékanyaggal kiegészíteni 3D nyomtatás közben.

Sok gyártó pedig ilyen anyagokat, például szentjánoskenyér-lisztet, glicerint, xantángumit stb. adna a kajához, hogy a termék szerkezetét és alakíthatóságát befolyásoló reológiai tulajdonságait megváltoztassák. (A reológia az anyagok folyási tulajdonságaival foglalkozó tudomány.)

Az okara különféle textúráit elemezve, az optimális tintához megállapították a változókat, amelyekkel kivitelezhető az adalékanyagok nélküli printelés.

Egyelőre nem lehet tudni, mi lesz a technológiával, milyen mértékben befolyásolja a közeljövő gasztronómiáját, a kezdeményezés mindenesetre érdekes és szokatlan, és persze újabb jele, hogy a 3D nyomtatás ezen a területen is fontos szerepet játszhat.