FREEDEE BLOG

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.

Az Izraeli Technológiai Intézet, a legendás Technion tudósai átültetett szöveteket elegendő vérrel ellátó hálózatot alakítottak ki nyomtatott véredényekből. A projekt egyelőre csak a kutatási fázisnál tart, viszont ha sikerrel zárul, komoly hatással lehet az emberi szövetbeültetésre.

A szövetet így jobban befogadja az emberi szervezet, azaz jelentősen csökken a kilökődés és az elfertőződés esélye.

De a 3D nyomtatásnak más előnye is van. Mivel a technológiával könnyebb a személyre szabás, nyomatok egyedire alakítása, betegellátásnál ez az egyik fő érv a 3DP használata mellett.

A véredény-hálózatot egy patkányon már sikerrel tesztelték, a következő lépésben nagyobb állat, például sertések kerülhetnek sorra.

Szintén komoly előny, hogy 3D nyomtatással tudósok képesek újraalkotni szerveket, ereket, daganatokat, amelyekkel kockázatmentesebbé és sikeresebbé teszik a műtéteket, jobban megértenek betegségeket, és csökkentik az átültetésekkel járó kockázatot.

Amikor egy páciens új szövetet kap, a szövetet először vérrel kell átjáratni, hogy hozzáférjen a szükséges tápanyagokhoz és oxigénhez. Ezek nélkül nincs túlélés.

A szövetet ezért először a páciens testének valamelyik egészséges részébe, és csak utána ültetik oda, ahova kell.

Az operáció komplexebb lesz így, és hosszabb ideig is eltart. A Technion tudósai viszont kidolgoztak egy eljárást, amellyel az új szövet közvetlenül táplálható, nem kell hozzá „végigmenni” a beteg testén. Emberi kollagénből nagyobb véredények szerkezeti felépítését utánzó, csőszerű kis állványt  printeltek. Amikor elkészült, szintén kollagénnel printelt szövetekkel vették körbe, majd speciális (endotelilális) sejtekkel borították be.

A kutatók megfigyelték, hogy a csőben apró véredények képződtek, és kb. egy hét után kapcsolati háló alakult ki közöttük. Valódi hálózatról van szó, egymással kommunikáló részekkel.

A modenai CRP Technology Pleko „tüskés cipőjének” talpa és más részei is 3D nyomtatással készültek. Egyelőre a deformációnak ellenálló, rugalmas, és működő prototípusnál tartanak.

A lábbeli az egyedire alakításban és a felhasznált, szénszállal megerősített Windform SP kompozit miatt egyaránt nagyon innovatív.

A szöges futócipőt a velencei Mironi Buroni középtávfutónak készítették. Mironi a CRP Technologyt választotta kivitelezésre, a printelés pedig porágyas fúzióval történt.

A meggörbülésnek ellenálló, masszív anyaghoz ragaszkodó atléta lábáról teljes háromdimenziós szkent csináltak, és a futás biomechanikáját is gondosan elemezték. Ezek a folyamatok tették lehetővé a futás jobb megértését, és hogy a versenyzőnek mikor és hogyan kell ténylegesen pozícionálnia magát.

Buroni szerint a CRP Technology csúcskategóriás kompozitanyagai miatt is bizonyult ideális partnerfnek.

A kívánság szerinti (on-demand) gyártás mára közel 260 milliárd dolláros üzletté vált. Gyorsan terjed, egyre több területen virágzik. Mind a gépjármű-, mind az építő-, mind a kifejezetten gyártóiparban trendi lett a személyre szabás, a gyorsabb átfutási idő pedig óriási versenyelőnyt jelent.

Viszonylag új technológiáról van szó, de máris egyértelmű, hogy drámai módon megváltoztatja az ellátási láncot. Tegyük hozzá még a mai ipart forradalmasító többi technológiát – felhőszámításokat, mesterséges intelligenciát, 3D nyomtatást –, és elég egyértelmű, mekkora változások mennek végbe. Mindezek együtt jelentik a közeljövőt.

A változatos ipari szolgáltatásokat kínáló, 2021-ben alakult és globálisan egyre több helyen (Indiában és Kínában is) érdekelt KARV Automation rugalmasabb munkamenetével,  kívánság szerinti nyomatokat eredményező tervezéssel, prototípus-készítéssel és nyomtatással igyekszik előrelendíteni az üzleti léptékű gyártást.

A KARV Automation cégeket termékeik költséghatékony optimalizálásában támogató robusztus gyártó piactér is egyben. Lehetővé teszi, hogy ezek a cégek tevékenységüket globálisan tervezzék meg, lőjék be, és gyorsaságukkal jobban kiszolgálják a fogyasztókat.

Azért is lehet így, mert a kívánság szerinti gyártásban csak akkor terveznek és gyártanak termékeket, ha az ügyfeleknek valóban szükségük van rájuk. Ezzel versenyelőnyhöz jutnak, és az újításokra jobban tudnak összpontosítani.

A digitális gyártószolgáltatásokkal egyértelmű a globális terjeszkedés. A modern gépekkel, csúcskategóriás 3D nyomtatással és a tapasztalt szakemberekkel, a KARV Automation a teljeskörű gyártás biztosítására törekszik, az ügyfeleket maximálisan támogatja a bonyolult tervezési és gyártási kihívások kezelésében, az ipar 4.0-ás valóságnak való megfelelésben. A CNC-től a fröccsöntésig, és természetesen az on-demand 3D nyomtatásig, számos szolgáltatást kínálnak. Helyszínen és gyártóüzemekben egyaránt ipari szintű minőséget, 45-nél több anyaggal történő munkát, hozzáférhető gyártófelszereléseket és printereket, relatíve alacsony költségű megoldásokat kínálnak.

Az FDM nyomtatókat gyártó barcelonai BCN3D idén vásárolta fel a felhőszámítás-alapú szoftvermenedzsment-platform AstroPrintet. Utóbbi felhőtechnológiájából kiindulva, most távoli nyomtatók centralizálását, a forráskezelés optimalizálását és a munkamenet eredményes, egyetlen helyszínről történő adminisztrálását biztosító új platformot dolgoztak ki.

A BCN3D – az FDM printerek egyik vezető gyártója – több mint hatvan országban kínál megoldásokat, ügyfelei között pedig olyan ipari és más szakterületi, kutatási-tudományos nagyágyúk találhatók, mint például a Nissan, a BMW, a Louis Vuitton és a NASA.

A 3DP tevékenységi körükbe integrálása most kezd létfontosságúvá és kritikusabbá válni az ügyfelek számára. Az alkalmazások egyre komplexebbek és nehezebbek, így a BCN3D gépei napi átlagban több mint tizenkét órát dolgoznak. Mivel több gép és több ember áll interakcióban egymással a munkamenetnek is robusztusabbnak és „láthatatlanabbnak” kell lennie.

Az ügyfelek igényeit és szükségleteit kielégítendő, a BCN3D szoftverrétegeket is telepít a hardverre, amellyel vállalati szintű komplex megoldást kínál.

Az outputjukat még több gép hozzáadásával növelő vállalatok működési döntéseik optimalizálásáért egyre gyakrabban használják rendszereik felhőalapú kezelési opcióit. Például olyan kérdésekre igyekeznek így választ kapni, hogy egy adott nyomtatási feladatot melyik elérhető gép hajtja végre legjobban, vagy ha egy nyomatból több darab kell, ugyanazzal a printerrel nyomassák ki őket, vagy több nyomtató között osszák meg a munkát. A felhőszámításokat kezelő szoftver az ilyen kérdések implementálását könnyíti meg, „áramvonalasítja.”

A szoftver bevezetésével a barcelonai cég háromféle vállalati szolgáltatást kínál: standard, csapatok, magán. Összes ügyfelüket lefedik velük, például felhasználók bizonyos jellemzők alapján, statisztikákat, beszállítókat stb. figyelembe véve, klaszterekben csoportosíthatják a gépeiket, a cégek pedig valósidejű elemzéseket kapnak.

A litográfia-alapú 3D fémnyomtatással (Litography-based Metal Manufacturing, LMM) foglalkozó osztrák Incus bejelentette, hogy az ESA-val (Európai Űrügynökség), az OHB Systemmel AG és a Lithoz GmbH-val közösen részt vesznek a cég technológiáját használó projektben.

Mikrogravitációs környezetben tesztelik a 3D nyomtatást. Arra a kérdésre szeretnének választ kapni, hogy egy holdállomáson, fémhulladékot vagy holdfelszíni matériákat használva, lehetséges-e anyagokat előállítani.

Ha az űrügynökségek sikeresen létrehoznak telepeket a Holdon és más égitesteken, fontos, ezeket fenntarthatón kell működtetni. Alkatrészek és hulladékok helyszíni újrahasznosításával kevésbé függenének a Földtől. Ha valóban működésképesek akarnak maradni, ez az egy lehetőségük van, tevékenységük csak így tartható fenn.

Emellett folyamatosan kellene dolgozniuk, mert csak úgy képesek a keresletet kielégíteni, kiegészítő és kutatásra használt anyagokat gyártani. Komoly kihívás, de az LMM technológiának köszönhetően, elvileg kivitelezhető a súlytalanságban: űrhajok és űrbázisok fedélzetén.

Az LMM több szempontból is ideális választás. Egyrészt, mert űjrahasznosított fémhulladékkal tényleg lehet nyomtatni, másrészt a technika űrbéli használata egyszerűbb, mintha más fémnyomtatás-módszerrel dolgoznának. Harmadrészt nincs szükség manuális munkára, negyedrészt a gépet működtető operátor számára is biztonságos.

A folyamat arról is ismert, hogy a nyomatok felülete esztétikailag is nagyon jó minőség, az MIM-re (Metal Injection Molding) hasonlít. Utóbbi a legnépszerűbb Földön alkalmazott módszer, a világűrben viszont túl bonyolult lenne használni.

A másfél éves projektben ezeket és a potenciális hátráltató tényezőket (például a fémporok esetleges mérgező hatását) fogják tüzetesen vizsgálni. Kérdés az is, hogy a végső nyomat minősége lesz-e egyáltalán olyan, mintha a Földön készült volna.