FREEDEE BLOG

Az elosztott gyártás egyik úttörője, a Hubs (a korábbi 3D Hubs) ellátási láncokról készített anyaga alapján, a cégek 56 százaléka több problémát, időleges szakadást észlelt 2021-ben, mint 2020-ban.

2021-et számos kihívás jellemezte. A számítógépes chiphiány, a telített kikötők, és persze a Covid-19 által okozott logisztikai problémák, vagy az energiaválság jelentősen hátráltatták a gördülékeny termelést. A vállalatok folyamatosan keresték, de nem mindig sikerült megtalálniuk a megoldást.

Míg egyes problémákat kifejezetten nehéz előrejelezni, és így tervezni velük, összességében viszont robusztus és mozgékony ellátási lánccal csökkenthetők az alkalmi szakadások következményei.

Globális viszonylatban, a vállalatok 98 százaléka tervezi, hogy megerősíti a gyártáshoz kapcsolódó ellátási/beszállítói láncot. 37 százalékuk viszont hiába tervezi, egyelőre még semmiféle intézkedést nem hozott ezen a téren (azaz csak a 63 százalék tett is valamit).

A hosszútávú stratégiát illetően, a cégek 57 százaléka tervezi a láncok diverzifikálását, szerintük ez a leghatékonyabb módszer az ellenállás növelésére.

A beszámoló szerzői kivizsgálták 2021 leginkább diszruptív eseményeit, hogyan alakultak ezek a szakadások, milyen ipari trendekhez kapcsolódtak, és milyen módszerekkel erősíthetők meg leghatékonyabban a láncok.

A 2021-es felmérésben 437, a 2020-asban 1281 szakember vett részt, 36 ezernél több céges, és 240 globális gyártópartner adatbázisát használták.

A legtöbb – még a Covid-19-nél is több – gondot az anyaghiány okozta. A cégek 75 százaléka tapasztalt külső szakadozásokat, míg 56 százalékuk szerint 2021-ben több volt a diszrupció, mint 2020-ban. A diverzifikáció mellett a nagyobb autonómia és transzparencia, az automatizáció növelése lehetnek még eredményes megoldások.

A belga Materialise tovább erősíti pozícióit az additív gyártás légjárműipari alkalmazásaiban.

Az Airbus néhány hónapja mindössze két 3DP gyártót minősített repülésre kész nyomatok beszállítójává: az EOS az egyik, a Materialise a másik. Nem sokkal később a vállalat új partnerséget jelentett be, amellyel növeli a 3DP szektorbeli elfogadását, elismerését.

Az új partner, a kaliforniai Proponent a repülőgép-alkatrészek legnagyobb független elosztója a világpiacon. Most úgynevezett egyablakos ügyintézésen (one-stop-shop) dolgoznak majd együtt, a légjárműipari nyomatszükségletet elégítenék ki vele. (Egy ilyen shop lényege, hogy az ügyfelek összes igényének egyablakos ügyintézéssel tesznek eleget.)

A partnerség teljesen logikus.

Míg a Proponent a légitársaságoknak kínált hagyományos elosztó szolgáltatásokról ismert (egy átlagos év alatt hatezer ügyfélnek kb. 54 millió alkatrészt szállít ki), addig a szektorban már fontos szerepet betöltő Materialise az újat képviseli. Egyetlen cégként, két 3DP technikát is használnak az iparágban, az Airbus A350 rendszeréhez például évi 26 ezer alkatrészt készítenek (szelektív lézeres szinterezéssel, SLS).

A két vállalat mindenképpen megkönnyítené az ügyfelek hozzáférését a termékekhez. Emellett digitális ellátási láncot akarnak kialakítani, növelnék az igény szerinti (on-demand) gyártást, és persze a one-stop-shop lenne a leghangsúlyosabb újításuk.

Ez azért érdekes, mert világszerte sok a 3DP szolgáltató, viszont általában egy iparágban sem specializálódnak, inkább több számára készítenek nyomatokat. A Materialise és a Proponent törekvése viszont egyetlen szektorra fókuszál, amellyel a kliensek karbantartási, javítási és üzemeltetési (MRO) szolgáltatásokhoz is könnyebben hozzáférnének. Ezeken a területeken nagyon gyakran használják a 3D nyomtatást.

Hongkongi kutatók forradalmasíthatják a titánötvözetek tervezését. A drasztikus változások mozgatórugója az additív gyártás.

3D nyomtatással sikeresen létrehoztak egy kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkező titánötvözetet. A projekt kiindulási pontját az a modellezési szándék jelentette, hogy bemutassák: az ötvözetek összetevőinél az általánosan elfogadott vélemény alapján, jobb az egységesség, mert az anyag így biztos nem lesz könnyen törékeny – bizonyos szintű változatosság viszont mégis hasznos, mert így az ötvözet adottságait felerősítő, egyedi mikroszerkezetek hozhatók létre.

Erre az elképzelésre alapozva, lézeres porágyas fúzióval rozsdamentes acélon és titánporon dolgozva, sikerült az eddigieknél erősebb és egyben könnyebb ötvözetet alkotniuk.

A fejlesztésről a Science-ben publikáltak tanulmányt, és kiemelték: az additív gyártás előnyeit általában nyomatok tervezésénél hangsúlyozzák, ők viszont nemcsak az anyaghasználatra, hanem jobb minőségű anyagok tervezésére összpontosítanak.

„Az additív gyártás egyedisége nagyobb szabadságot biztosít mikroszerkezetek tervezéséhez. Speciálisan, részleges homogenizáló módszert dolgoztunk ki grádiensek mikrométer-léptékű koncentrációjával rendelkező ötvözetekhez, ami hagyományos anyagmegmunkáló technikákkal nem lehetséges” – írják a tanulmányban.

Lényegében két különböző ötvözetet, titán- (Ti-6AI-4V) és rozsdamentes acélötvözet-port (316L) olvasztottak és kevertek össze. A munkához lézeres porágyas fúziót használtak, és a rozsdamentes elemek mikroszintű koncentrációs modulációkat generáltak a titánötvözetben. Ez az anyag átalakulásához vezetett – nagyobb lett a szakítószilárdsága, egyenletes a nyúlása és kiemelkedő a keményedő képessége.

A kutatók egyes nyomtatási paraméterek szabályozásával érték el az elemek nem egységes összetételét, ami természetesen jól kontrollálható. Az így létrejött ötvözetet sikeresnek tartják – a hagyományos rozsdamentes acélnál nemcsak negyven százalékkal könnyebb, de hihetetlenül erős is.

A dán Bühler Meincke kétszersültek és aprósütemények készítéséhez fejleszt és gyárt gépeket.

3D nyomtatással akkor kezdtek el foglalkozni, amikor a sütikhez kellett valamilyen fúvóka, és a hagyományos módszerek nem működtek. Először műanyagnyomtatással kísérleteztek, után jött a fém, és nagyon elégedettek voltak a tervezői szabadsággal, valamint a fém- és ipari 3DP-re specializálódott Dán Technológiai Intézetben kivitelezett nyomatok tartósságával.

A Dánia Gyártóakadémiája 2017 (MADE) keretében a nyomtatott fémtárgyak gyártásba integrálását vizsgálták – a sütiket az óhajtott formává alakító kicsi fúvókákét. Mivel élelmiszerről van szó, a Bühler Meinckenek a higiéniai szempontokra külön figyelnie kellett, és természetesen az Intézetet is figyelmeztették erre.

Korábban több részből készült egy ilyen fúvóka, hagyományos marással nem volt más lehetőség. Bonyolult és időigényes munkának számított, ráadásul hívatlan baktériumok is összegyűltek. A problémák számát növelte, hogy a cégen belül csak egyetlen személy értett hozzá.

3D nyomtatással a fúvóka egy darabban elkészíthető, sima felületét könnyű tisztítani, jobban reprodukálható, a gyártási folyamat egyszerűbb, és a cég eredményessége egyetlen személytől függ.

A fúvókák 316L rozsdamentes acélból készültek, és a projekt – nagy örömükre – minden előzetes várakozást felülmúlt. További jó hír, hogy a rozsdamentes acél mellett a titán is jóváhagyott „kontaktanyag”, azaz használható élelmiszerekhez.

Ki hitte volna, hogy a fémnyomtatás olyan látszólag távoli területeken is ennyire érdekes lehet, mint az élelmiszeripar? Elsőre azt gondoljuk, hogy a kettőnek semmi köze egymáshoz.

A dán cég bebizonyította, hogy mégis van.

Felhőkarcolók liftjein gyakran elképedünk, annyira döbbenetes látványt nyújtanak. Egyes hotelekben, bevásárlóközpontokban pedig érzékletesen stilizált, kellemes hangulatú felvonók repítenek a magasba. Mindezek ellenére a liftek alapformája lényegében a kezdetek óta nem változott: doboz-, esetleg hengeralakzatok.

A legnagyobb globális gyártó, a Schindler felvette a kapcsolatot az amszterdami hidat nyomtató, Ricardo Regazzoni printelt rozsdamentes acélszobrában és sok más izgalmas projektben érintett MX3D-vel. Az óriáscég művészibbé szeretné tenni felvonóit.

A 3D fémnyomtatás ugyan a lehetőségek határát súroló új technológia; technológia, mérnöki tervezés és művészetek fúziójában viszont semmi új nincs – vallja Oliver Simmonds (Schindler, Új technológiák részleg). A régi gépek sem csak optimalizálási céllal kivitelezett technikai tárgyak voltak, hanem esztétikai értékekkel is rendelkeztek.

Az additív gyártással szintlépés történt – nemcsak erősen optimalizált, hanem vizuálisan is tetszetős tárgyak hozhatók létre vele.

Az MX3D robotikus DED printerével „szoborként” alkotott liftkabin kinézetre nagyon egyedi. Az általában az oldalakon lévő lapos fémpanelek érdekes szerkezetté, levél nélküli ágak hálózatává állnak össze. A kivitelezés kizárólag additív gyártótechnológiával volt lehetséges.

A lehetőségek határaival történő, esztétikai célú kísérletezés mellett a tervezők az optimalizálásrtól sem feledkeztek meg. Úgynevezett topológia-optimalizálással dolgoztak – kíváncsiak voltak, hogy könnyebb és kevesebb anyagból lehetséges-e ugyanolyan jól működő szerkezetet alkotni, mintha hagyományos eljárásokat használnának.

Az MX3D abszolút szakértőnek számít az építő- és a hajóiparban használt nagyméretű szerkezetek optimalizálásában. A lényeg, hogy a printeket a lehető legszükségesebbekre redukálják. Az egyre hatékonyabban működő épületek tervezésekor megkerülhetetlenek a könnyebb és energiatakarékosabb felvonók – ráadásul nemcsak „zöldebbek”, hanem olcsóbbak is, üzemeltetésük és fenntartásuk kevesebbe kerül.

Arra viszont ne számítsunk, hogy máról holnapra ilyen liftekkel lesz teli minden nagyváros. A fémnyomtatás ugyan rengeteget fejlődött, de még mindig lassabb és drágább gyártótechnológiának számít.

Az Idaho Egyetem interdiszciplináris kutatócsoportja négymillió dollár támogatást kap az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapjától (NSF), hogy 2025-ig fejlesszenek ki és teszteljenek le egy fahulladék-alapú építőanyagot, dolgozzanak ki gyártási eljárást hozzá, és építsenek az anyaggal működő, az építőiparban használható speciális 3D nyomtatót.

A támogatás hátterében az a tény áll, hogy az Egyesült Államokban is egyre komolyabban gondolják a fenntartható fejlődést, és a fahulladékból összeállításra kerülő új anyag nyilvánvalóan környezetbarátabb lesz a jelenlegi építőiparban legelterjedtebb betonnál.

Az Idaho Egyetem lassan vezető szerepet tölt be a fenntartható építészeti projektek tervezésében. Az északnyugati szövetségi állam felsőoktatási intézménye helyi anyagokra, természetes erőforrásokra és más idahói „specialitásokra” támaszkodva, igyekszik alternatívát kínálni az extrudáláson alapuló betonnyomtatással szemben.

Fejlesztéseik felgyorsítását a 3D épületnyomtatás fokozatos térhódítása is indokolja. Viszont hiába több a régebbieknél fenntarthatóbb technológia, az alap még mindig a beton.

Ez önmagában ellentmondásos, mert a kevés hulladékkal vagy hulladék nélkül működő 3DP kulcsszerepet játszik a gyártás „bezöldülésében”, a beton viszont nem kifejezetten fenntartható megoldás. Még annak ellenére sem, hogy sokan dolgoznak környezetbarát változatokon.

Az elmúlt évtizedben inkább kevesebb, mint több sikerrel, igyekeztek csökkenteni az anyag széndioxid-lábnyomát, a Chetham House egyik tanulmánya viszont egyértelműen kimutatta, hogy a világon észlelhető káros gázkibocsátás nyolc százaléka a betonhoz köthető.

Az egyetemen fejlesztés alatt álló új technológia sok szempontból hasonló lesz a binder jettinghez. Hagyományos por helyett valamilyen megkötő matériával dolgoznak, amelyet aztán felhasználatlan fűrészipari farostokkal, például malmokból és fafeldolgozó üzemekből származó fahulladékkal és fűrészporral kevernek össze.

Mivel a szektorban generálódó rengeteg hulladékra kínál megoldást, a projekt minden bizonnyal pozitív hatással lesz Idaho gyorsan növekvő építőiparára. Az USA Energiaügyi Információs Hivatala szerint a világ hulladékának hatvan százalékát ez az iparág generálja. A veszteségek drasztikus csökkentésének komoly következményei lehetnek, lassíthatja az éghajlatváltozást.

A 3D nyomtatás becslések szerint 2021-ben 12,6 milliárd dolláros üzlet. A fejlődés töretlen és dinamikus, 2026-ban 38,4 milliárdról beszélhetünk majd, már ha az előrejelzések pontosak.

Ez a növekedés sok országot, céget a technológiához vonz. Nem véletlen, hogy az olajmilliárdokban dúskáló és a szektorban évek óta hasító Emirátusok (különösen Dubai) mellett a 2022-es labdarúgó világbajnokságnak otthont adó Katar is érdeklődik, egyre komolyabb befektetéseket jegyez.

A 3D nyomtatásban, művészetekben és designban érdekelt három vállalatból álló helyi WOLF Csoport bejelentette, hogy a technológiát használni óhajtó művészeknek, tervezőknek 3DP és digitalizációs csomópontot épít hamarosan, de ők tervezik a „világ legnagyobb 3D printelt objektumát” is, egyelőre nem tudni pontosan, hogy mit.

A két projekthez a WOLF Csoport összeállt a Katari Szabadzóna Hatósággal (QFZA), a Mshireb Properties-szel és a Seashore Csoporttal. Az ország gyorsan fejlődő technológiai ipara és kreatív ökoszisztémája kedvező terep ilyen léptékű kezdeményezésekhez, a partnerek örülnek az együttműködésnek.

A csomóponttól kicsit többet is várnak, mint művészek és tervezők kiszolgálását – gyártóknak szintén sokat segít majd terveik életre keltésében, 3DP projektjeik megvalósításában.

A leendő világelső objektumról a WOLF Csoport csak annyit árult el, hogy az egyik legelterjedtebb polikondenzációs műanyagból, az additív gyártószektorban nagy népszerűségnek örvendő újrahasznosított polietilén-tereftalátból (PET) készül. Elmondták még azt is, hogy a 2022 novemberében kezdődő focivébére készül el, és a legfontosabb turisztikai látványosságok közé fog tartozni.

A fenntarthatóság a WOLF Csoport számára is kulcsfontosságú. A két projekttel be akarják bizonyítani, hogy új infrastruktúra a környezettudatosság betartásával, természetbarát módon is kiépíthető, a kettő egyáltalán nincs ellentétben egymással.

Az egyedi épületnyomtató technológiájáról ismert Apis Cor bemutatta a kelet-floridai Űrpartra (Space Coast), a félsziget középső részére – Brevard megyébe – tervezett Impreza-t, az első és egyetlen printelt épületprojektet, amely díjat nyert a Space Coast Parade of Homes megmérettetésen, és be is választották a legjobb húsz terv közé.

A nyomtatásra utaló „impreza” beszédes név és projektcím. Az Apis Cor terv organikus vonalaival, köreivel, kanyarulataival és pontos szerkezetével, legalábbis mindezek illúziójával egészen különleges hatást ér el. Neoklasszikus, modern és valami földöntúli, valami űrbéli is van benne. A megközelítés pedig abszolút kortárs.

Kreatív vonalak, mindenütt túlárad a sok természetes fény, természetbarát kialakítás, szoros kapcsolat a zöld környezettel – leginkább ezekkel jellemezhetnénk, és így nagyon tipikusan kortárs, már a klímakatasztrófára is reflektáló projektről van szó.

Az abszolút egyedi épületszerkezet – otthon – digitális terve értelemszerűen csak 3D nyomtatással kivitelezhető, klasszikus technológiákkal megvalósíthatatlan.

Az Apis Cor technológiára kitalált – optimalizált – Impreza különlegesen ívelt külső és élő falai, egyedi tetőtere (loft space), környezetbarát lakásbelseje, szökőkútja és megfigyelőtornya (inkább posztja) fura egységet alkotnak, de mégis összefügg az egész.

A sok szerteágazónak tűnő elemet pontosan a 3D nyomtatás kapcsolja össze, rendezi egységbe.

Rátérve a mocskos anyagiakra, az Impreza otthon 750 ezer dollárba fog kerülni. Drágább, mint a környéken lévő hasonló méretű házak zöme, a kifejezetten luxuslakásoknál viszont olcsóbb. Aki megvásárolja, ráadásul úgy érezheti majd magát, mintha része és lakója lenne a jövő építészetének.

Az Űrpart a közelben lévő légjármű-ipari, védelmi és high-tech ipari üzemek előtti tisztelgés, és a megbecsülést mi más jelezné jobban, mint egy kortárs csúcstechnológiával, 3D nyomtatással készülő különleges épület?

A mintegy ötven országban közel húszezer személyt alkalmazó, Párizshoz közeli székhelyű, Franciaország mellett Észak-Amerikában és Ázsiában is kutatóközpontokat üzemeltető vegyipari globális óriás, az Arkema egyrészt ötven százalékkal növelni akarja a bioalapú poliamid globális gyártását – amelyben a 2022 közepén nyíló, Amino 11-et termelő szingapúri üzem lesz a főszereplő –, másrészt a kínai csiangszui létesítményükben a cég nyomtatásra használt legismertebb terméke, a Rilsan poliamid 11 porgyártásra alkalmas részleget alakítanak ki.

A kínai telephely 2023 első negyedévében nyitja meg a kapuit, azaz az Arkema ázsiai gyártókapacitása nem egészen két éven belül egész drasztikusan növekedni fog.

A befektetés nyilvánvalóan növelni fogja a jelenleg Franciaországban gyártott anyagok iránti – egyébként jelenleg is igen komoly – ázsiai keresletet. A kiváló tulajdonságai és teljesítménye miatt világviszonylatban is elismert poliamid 11 teljes egészében megújuló ricinusbabból készül. Kemény, tartós, könnyű és többféleképpen felhasználható.

A felhasználási lehetőségek között kifejezetten munkaigényes, „nehéz” területek is akadnak, a folyamatosan növekvő piaci kereslet miatt pedig állandó innovációra van szükség. Tartós otthoni berendezésektől az energiatakarékos szállításig, a nyomatok elsősorban a fogyasztói, a gyártási szegmensnek és a légjármű-iparnak készülnek.

A por biojellege mellett, a projekt tökéletesen illeszkedik az Arkema például energiahatékony és amúgyis nagyon hatékony gyártófolyamataival jellemezhető, a fenntartható fejlődést gőzerővel elősegítő cégfilozófiájához.

A kínai üzem relatíve közel lesz a szingapúri Amino 11-hez. A cél az, hogy a régiót ne Franciaországból vagy a világ más részéről, hanem a térségen belülről lássák el a szükséges anyagokkal, és ez nyilvánvalóan meg is fog történni.

A mintegy 450 millió eurós régióbeli befektetés zöme a szingapúri üzemre megy, de a kínai gyártókapacitásokat is jelentősen növelik.   

A divattól a designig, a képzőművészetektől a filmig, a 3D nyomtatás s művészetekben is egyre fontosabb szerephez jut. A technológia nem véletlenül jutott el a világ egyik legfontosabb művészeti rendezvényéig, az október elsején nyílt és március 31-én záró World Expóra, Dubaiban.

Eredetileg 2020-ra hirdették meg, de a koronavírus-járvány miatt (sok más eseményhez hasonlóan) elmaradt. Most viszont él és virul, minden országnak van pavilonja, a fentarthatóságot és a mobilitást alapul véve, kell olyan izgalmas témákat feldolgozniuk, mint például az „összekapcsolódó elmék” vagy „a jövő építése.”

Az olasz pavilon nagyon jól alkalmazkodott a kiállítás témáihoz, és a 3D nyomtatásnak köszönhetően elkészítették Michelangelo híres Dávidjának a másolatát.

A Firenzei Egyetemen Grazia Tucci mértanprofesszor koordinálása mellett, négy hónap alatt készült el a másolat. A munkában a Hexagon svéd ipari csoport is részt vett. Tucci szerint ez lett a leghitelesebb Dávid.

Az öt méter magas szoborhoz – az eredeti teljes digitalizálását megelőzően –speciális állvány is kellett. Mivel egyetlen nyomatban nehéz lett volna megoldani, a munkát tizennégy részre osztották. Akrilos műgyantát használtak hozzá.

Miután elkészültek a különböző részekkel, a darabokat restaurátorok rakták össze. Ragasztóval és márványporral dolgopztak.

„Digitális iker” – jelentette ki elégedetten Tucci.

A példából kiindulva, az emberiség egész kultúrkincsét  is meg lehetne így, A 3D nyomtatás segítségével őrizni.