FREEDEE BLOG

A Shell először prototípusok, majd szerszámok készítésére használta a 3D nyomtatótechnológiát. Az elmúlt pár évben változott a helyzet, most már alkatrészeket is állítanak elő additív gyártással. Leginkább nehezen megközelítő, tengeri fúrótornyokban van szükség rájuk.

A Shell 3D Printing a nagyvállalat amszterdami technológiai központjában működik: házon belül 3D szkenneléssel, fordított mérnöki tevékenységgel (reverse engineering), nyomtatással és utómunkálatokkal foglalkoznak. Porágyas fúzióval dolgoznak – amelyért nemzetközi kiválósági minősítést kaptak –; a technológia tette lehetővé, hogy a vállalat helyi szükségleteknek is időben eleget tegyen.

Nagy energiacégeknek általában problémás, komoly logisztikai problémát jelent az alkatrészek pótlása. Gyártásuk és tárolásuk költséges, nehéz és rendkívül drága eljuttatni őket tengeri létesítményekre. A problémát súlyosbítja, hogy sokszor már nem gyártott, kvázi beszerezhetetlen darabokról van szó.

A Shell eszközparkjának több komponense öreg, életciklusa végéhez közeledik. Egyik-másik, például pumpák kritikus fontosságúak. A 3D nyomtatás nagy előnye, hogy ha, mondjuk, egy kompresszor elromlik és leáll, nem kell az egészet kidobni vagy újragyártani, hanem elég a meghibásodott részt pótolni – ezeket a részeket hagyományos technikákkal általában nem is gyártják már, tehát a 3DP az egyetlen megoldás. Az adott öreg kompresszor így tovább megmarad.

A központban nyomástartó edényt fejlesztettek és – elsőként a világon – nyomtattak.

„Óriási potenciált látunk a digitális gyártásban, innovatív piaci megoldások hozhatók létre vele. A kiválósági tanúsítvány jelzi, hogy 3DP létesítményünk a legjobbak között van. Folyamatosan keressük a lehetőségeket, hogy alkatrészeket és más eszközöket készítsünk” – nyilatkozta Andreas Nowak, a központ egyik menedzsere.

A Shell mérnökei például már használatban lévő járókerekeket is nyomtattak. Adatbázist hoznak létre printelt alkatrészek alkalmazhatóságáról, amely egyfajta digitális útlevélként funkcionál. A biztosított, hitelesített és kívánság szerint (on-demand) gyártott darabokkal tovább csökkentik a raktározási költségeket, gördülékenyebb az ellátási lánc.

A Materialise új kutatása alapján az Egyesült Királyság kórházai és kiskereskedelmi szektora nemcsak munkaerőhiánnyal küszködnek, hanem a dolgozók fizikai fájdalmai is komoly problémaforrások.

Nagyon sok időt állva kell eltölteniük, ami egyrészt munkájukra, másrészt mentálhigiéniájukra van negatív hatással. Nagyjából minden ötödik, tizenkilenc százalékuk a fizikai problémák miatt nem látja biztosan, hogy a jövőben is az adott területen fog dolgozni.

79 százalékuk napi négy-tíz, 34 százalékuk nyolc-tíz órát dolgozik állva, a lockdown előtt 45 százalékuk érzett ezért fizikai fájdalmat. A lezárások végére javult a helyzet, már „csak” harminc százalék panaszkodott, de nem sokkal a munka újbóli felvételét követően visszatértek a fájdalmak.

A munkáltatóknak először a fizikai fájdalmakra kell megoldást találniuk. Legtöbben minél gyorsabban, a lehetőségek ismerete nélkül próbálnak tenni valamit, miközben szakértők hosszú ideje a megelőzés fontosságára, például személyre szabott cipőtalpakra, sarkokra hívják fel a figyelmet. Ugyanazokra az újításokra hivatkoznak, amelyekkel például a brit olimpikonok is éltek a tokiói játékok alatt.

A Covid-19 paradox módon ösztönzőleg hatott a két szektorra – a munkavállalók pontosabban tudják, hogy mit akarnak, és mit várnak el alkalmazóiktól.

Ha négy órát dolgoznak állva, érzik a munkájukon és mentálhigiéniájukon is a negatív hatást. A négy és nyolc óra közötti állás befolyásolja legnagatívabban a munkaminőséget. Nyolc óra feletti „ácsorgás” a mentálhigiéniára van legrosszabb hatással.

A lábbeli-típus szintén befolyásolja a fájdalmat – ha szandált vagy strandpapucsot viselünk, a hátunkkal van a legtöbb gond, magassarkú esetében pedig a nyakunkkal. Sajnos még mindig a gyógyítás, és nem a megelőzés a prioritás. Általában fájdalomcsillapítókkal igyekeznek megszüntetni a kínokat, holott a személyre szabott nyomtatott cipőtalpak és betétek jelenthetik a legjobb megoldást.

Fecskendőzés nélküli oltást kínál a Stanford és az Észak-karolinai Egyetem (Chapel Hill) közös projektje.

A koronavírus-járvány globális pandémiává válásával több új gyógyítási technikával kísérleteznek, mint korábban. Ezek egyike a két egyetem kutatói által fejlesztett – és nyomtatott – vakcinatapasz. A tapasz a fecskendővel beadott oltásoknál nagyobb védelmet képes nyújtani vírusok ellen – állítja a mikrobiológusokból és vegyészmérnökökből álló fejlesztőcsapat.

Azzal magyarázzák, hogy mivel a bőrön hatalmas kiterjedésben találhatók immunsejtek, és ha a vakcinát közvetlenül alkalmazzuk rájuk, a tapasz javítja az immunvédelmet.

Eddig bevált RNS-alapú oltásokra, például a Covid elleni Pfizerre és Modernára alkalmazzák a technikát, azaz mikrotűs tapaszokat.

„Reménykedünk, hogy ezzel a technológiával a még gyorsabb globális vakcinafejlesztés alapjait rakjuk le. Kisebbek a dózisok, a módszer fájdalom- és szorongásmentes” – magyarázza a kutatást vezető stanfordi vegyészmérnök, az UNC-Chapel Hillen professzor emeritus Joseph M. DeSimone.

A nyomtatott mikrotűket a bőr felülete alá behatoló polimertapaszra sorakoztatták. Egyedileg, személyre szabva is elkészíthetők, csomó betegség (hepatitisz, influenza, bárányhimlő stb.) kezelhető velük.

A tervezésnél nagyobb az alkotói szabadság, a tűket pedig közvetlenül nyomtatják. A CLIP prototípus 3D printert DeSimone találta ki, a gyártás pedig a félig általa alapított Szilikon-völgyi Carbon munkája.

A fejlesztésről írt tanulmány szerint a vakcinatapasz szignifikáns válaszreakciót vált ki a T-sejtekből és az antigén-specifikus antitestekből. Ötvenszer nagyobb volt, mint a hagyományos injekciók esetében.

További előnye, hogy nem kell speciális körülmények között, például nagy hidegben tárolni, és képzett profikra sincs szükség hozzá.     

Nagyon gyorsan fejlődik az orvosi célú bionyomtatás, és az utóbbi idők pörgését számos fejlesztés szemlélteti. A mai gyógyászati alkalmazások közül is kiemelkedik a 3D nyomtatással cukorbetegek számára készült megoldások.

A gyerekkorban jelentkező cukorbetegség tanulmányozásához több cég printelt már hasnyálmirigy-modellt. Mások a vércukorszint-méréséhez nyomtattak speciális gyűrűt, és természetesen az additív gyártással előállított gyógyszerek piaca is fokozatosan bővül, folyamatosan nő a technológiával készített termékek iránti érdeklődés.

A Fluicell svéd biotechnológiai vállalat az eddigiekhez képest tovább lépett a cukorbetegség és kezelése vizsgálatában. Az egyik ok, hogy szabadalmaztatott Biopixlar bionyomtató platformjuk komoly segítséget jelent a gyógyszerfejlesztésben. Az alapokat a Biopixlar által generált szövetek jelentik, segítségükkel hoznak létre a hasnyálmirigy inzulintermelő funkcióját utánzó, be- és átültethető biokompozitokat.

Ezek az orvosi termékek az egyes típusú cukorbetegség kezelését célozzák. Nagy szükség is van rájuk, mert a terület komoly lemaradásban van a többi típussal szemben. Ez a típus az estek nagy részében autoimmun betegség, azaz az immunrendszer megtámadja a hasnyálmirigy inzulintermelő bétasajtjeit, és így az vagy nem, vagy csak nagyon kevés inzulint termel. Az ebben szenvedőknek így naponta több inzulinra van szükségük, gyógyításukhoz pedig nem működik a gyógyszeres kezelés.

A Fluicell legújabb bionyomtatás projektje során a kutatók az inzulin biokompozitokból történő kieresztését tesztelték. Ezt szőlőcukor-stimulálás funkcióban valósították meg, ami jól jelzi a szövetek működőképességét, illetve előfeltétele annak, hogy még több gyógymódot dolgozzanak ki az egyes típusú cukorbetegséghez.

A Biopixlarral biotinta használata nélkül is lehetséges sejtek nagyfelbontású és pontos háromdimenziós pozicionálása. A mai bionyomtatás módszerek a biotintából őssejtekkel készített sejtszerkezetek használatán alapul – ezért óriási jelentőségű a „tinta” kihagyása.

A Biopixlar ma már globális felfedezőplatformként is funkcionál.

A sisak az egyik legrégebbi harci eszköz. Pont ezért meglepő, hogy egy ennyire fontos és a fejet mindennél jobban védeni hivatott tárgyat viszonylag ritkán újítanak meg. Legalábbis eddig így volt, mert mostanában végre változik a helyzet.

Az Egyesült Államok hadserege egy ideje felismerte a 3D nyomtatásban rejlő lehetőségeket, és az utóbbi években egyre több és változatosabb területen alkalmazza a technológiát, számos katonai eszközt gondoltak és terveztek újra vele.

Legújabb projektjük, az amerikai digitálisgyártás-szoftvereket fejlesztő General Lattice-szel való együttműködés, amelynek gyümölcse az ütéseket jobban álló harci sisakok gyártása lesz. A komoly szakértelemmel rendelkező startuppal szerződést kötöttek prediktív modellező eszközkészlet fejlesztésére, és valós adatokat elemezve javítanak az ütésálló technológián.

A munkák gőzerővel folynak a General Lattice chicagói üzemében.

A kivitelezéshez maximálisan kiaknázzák a startup rácsháló-geometriai megoldásait. A hagyományos habszivacsot kívánják nyomtatott anyagokkal helyettesíteni, mert az ezekből az új anyagokból készült sisakot viselő katonáknak nagyobb a túlélési esélye csatatereken.

Használat előtt az új sisakokat természetesen komoly helyszíni – valós környezetben kivitelezett – teszteknek vetik alá, hogy mindenféle követelménynek megfeleljenek.

A General Lattice teljes életciklusra érvényes számítógépes tervet és digitális gyártómegoldásokat kínál. A prediktív eszközkészlet az egyik nagy előny, amellyel a rácsháló-geometria jövőbeli lehetőségeit is feltérképezik. Az új anyagok pedig könnyebbek, de erősebbek, jól állják az ütéseket, a fejet hatékonyabban védik, mint a korábbi sisakok.

Az ezekkel a tulajdonságokkal rendelkező sisakot viselő katonák csatatéri biztonságérzete jelentősen nőni fog.

A kivitelezésben a hadseregnek két évtizede bedolgozó szoftverfejlesztő All Points Logistics LLC és a gyors gyártómegoldásairól ismert San Diegoi GoProto is részt vesz.

A világ húsfogyasztásának harminc százaléka Kínához köthető. Az élelmiszertechnológiai cégek kiélezett versenyében viszont, az éghajlatváltozás hatására, egyre fontosabb szerephez jut a távolkeleti országra eddig nem jellemző fenntarthatósági szempontok érvényesítése.

A fenntarthatóság mellett a megfelelő mennyiség előállítása és beszállítása szintén megoldandó probléma. E két tényező fényében cseppet sem meglepő, hogy Kínában is feltűnt újfajta technikákat használó, a korábbiakkal szakító agendát érvényre juttatni akaró élelmiszeripari cég.

Az ezirányú törekvések zászlóshajója, a 2020-ban alapított sanghaji CellX startup jelszava a „Húst egyél, ne állatot”, és kb. 2025-re szeretnék, hogy termékeik ugyanannyiba kerüljenek, mint a hagyományos sertéshúsok. Haladnak feléje, mert a második befektetési körben 4,2 millió dollárra tettek szert.

Ma legtöbben sertéshúst esznek, 300 milliárd dolláros üzletről van szó, viszont a környezeti hatások miatt muszáj változtatni. Túl nagy az ökológiai lábnyom, gyakoriak az állatjárványok.

A laboratóriumokban létrehozott növényi eredetű „húsoktól” eltérően, a CellX nyomtatott sertéshúsában van állati eredetű anyag, arra épül a termék.

A CellX újítása még, hogy a medicinában feljövőben lévő bioprintinget használják, az tette lehetővé, hogy több ehető húst – halat, csirkét, marhát és disznót – nyomtassanak.

„Meg akarjuk változtatni a hústermelés módját. Ez nemcsak kínai, hanem globális probléma, így az elképzeléseink megvalósításához, globális vállalattá kell válnunk” – nyilatkozta az alapító Yang Ziliang.

Mindenképpen lépniük kell, mert a tömeges hústermelés hagyományos módszerei katasztrofális hatással vannak a környezetre. Az ökológiai hatás mellett az állattartás és a hústermelés, az antibiotikumok és a rovarirtó szerek túlzott használata miatt biztonsági kérdések is felmerülnek.

A CellX sertés sejttenyészetét 3D bionyomtatással alakították ki. Először a Kínában őshonos fekete sertésekből gyűjtöttek sejteket, amelyeket a disznóhús ízével rendelkező szerkezetekre printeltek.

A startup mindenképpen szeretné csökkenteni a laboratóriumi húselőállítás költségeit, és a hagyományos disznóhússal kompetitív árat elérni.

A BCN3D spanyol nyomtatógyártó felvásárolta a felhőszámítás-alapú kaliforniai additívgyártás-platform AstroPrintet. A felvásárlás eredményeként a platformon keresztül optimalizálják a printerek tevékenységét, javítják a felhasználói élményt, és a BCN3D szerint soha nem látott új funkciókat vezetnek be.

Az AstroPrint felhőalapú 3DP termékeket kínál: CAD tervezőfájlok tárolását, böngészőből működő szeletelőprogramokat, a printelést kezelő, a felhasználónak a munkamenet távolról történő monitorozását garantáló megoldásokat.

A platform 2013-as alapítása óta 130 országból kétszázezernél több regisztrált felhasználóval rendelkezik. Azért ennyire népszerű, mert nagyon sok FDM-géppel (például: MakerBot, Ultimaker, LulzBot stb.), köztük a BCN3D printereivel is kompatibilis.

Kérdés, hogy az akvizíció után is marad az AstroPrtint nyílt forrású hozzáállása, vagy sem.

A spanyol vállalat már be is jelentette, hogy saját nyomtatási lehetőségeinek kibővítése mellett új felhőalapú platformot tervez. Az AstroPrint független platform marad, és az ipar 4.0 felé mutató új funkciókkal fog bővülni. E törekvések jegyében az egyik alapítót, Daniel Arcoyot nevezték ki a BCN3D új szoftver-főmérnökévé.

Arcoyo elmondta, hogy izgatottan várják szoftveres megoldásaik és a BCN3D hardverének „mély” integrációját. A BCN3D felhőalapú szolgáltatása egyébként hasonlít a Markforged tizenkétezer rendszert összekapcsoló ipari Digital Forged platformjára, vagy a lengyel Zortrax tavaly indított inCloud rendszerére.

Az innovatív és fenntartható munkafolyamatokra, technológiákra specializálódott, 2007-ben alapított olasz Medaarch a designban és az építészetben egyaránt aktív szereplő. Legfrissebb kollekciójuk, a Mediterranea elmondásuk alapján a bútorkészítés új, mediterrán módja.

Megvalósításához, az ökoanyagok (lényegében bioanyagok) területén végzett kutatásaikra támaszkodva, a legmodernebb tervezőeljárásokat és a digitális gyártást hozták közös nevezőre.

2017 óta digitális alkotóközpontot üzemeltetnek, ahol több tucat fiatal művész ismerkedett meg a digitális gyártótechnológiákkal.

Bútoraikat termoplasztikus anyagokat extrudáló nagyméretű 3D nyomtatóeljárással készítik. A terveket 3D modellező szoftverrel hozták létre, PLA-vel dolgoztak, természetes festéket használtak hozzá. A PLA azért fontos számukra, mert a kukoricában és más növényekben található cukor átalakításával, és nem petróleumból készül. Újrahasznosítható, biológiailag lebomlik, komposztálható.

Az anyagból különleges bútorokat printeltek. Mindegyik neve magáért beszél: Vulcano a kanapé, Stromboli a kisasztal, Santorini és Ponza a székek. A tervezőszoftverrel való modellezés tette lehetővé „őrült” geometriák kivitelezését, a felületek jobb ellenállását, a fények és a dinamizmus bevezetését. Eközben minimalizálták az anyaghasználatot, a bútorok pedig sokkal könnyebbek lettek, mintha hagyományos gyártóeljárásokat alkalmaztak volna rájuk.

A Medaarch Unique kollekciója más világba kalauzol: a kerámiatárgyak helyi kézműves hagyományok és a digitális innováció sikeres szintézise. A projekt „lelke” egy speciális, nyomtatásra kész vázamodelleket alkotó tervezőalgoritmus, ember és technológia tökéletes egysége.

„A legjobb Made in Italy címkéjű gyártás megélhet az analóg-digitális egységből. Az olasz reneszánsz műhelyek tipikus módszereit és megközelítéseit újra rivaldafénybe emelve, a digitalizáció tette lehetővé ezt az új holisztikus gyártásvíziót” – magyarázza Amieto Picerno Ceraso tervező és Medaarch-társalapító.

A tőzsdei nyitás utáni második, egyébként az év harmadik negyedévében örömteli számok érkeznek a Markforged-tól.

2020 harmadik negyedévével, az akkori 15,6 millió dollárral szemben, most az 53,8 százalék növekedést jelentő 24 millió volt a bevétel. Az első kilenc hónap a tavalyi 47,5 millióval szembeni 64,6 milliója szintén egyértelműen jelzi a folyamatos növekedést.

A pénzügyi beszámoló majdnem minden területen, még a veszteségekben is, hasonló tendenciát mutat.

„Nagyon büszke vagyok a jövő elosztott gyártásával kapcsolatos terveinket sikeresen kivitelező csapatunkra. A rendszereink eladásának 58 százalékos növekedése bizonyítja a Digital Forge iránti növekvő érdeklődést. Minden termékben és régióban akkora az előrelépés, hogy elmondhatjuk: megint erősebb negyedévet zártunk” – jelentette ki elégedetten Shai Terem elnök-vezérigazgató.

Az ellátási láncban jelentkező anomáliák, szakadozások bizonyítják, hogy mekkora szükség van a Digital Forge típusú, felhőalapú megoldásokra. A fogyasztók szintén elégedettek, a vállalat pedig további lehetőségeket lát az ügyfelek támogatására.

A Digital Forge szoftver- és anyagszinten is egy-egy friss innovatív megoldással bővült.

A felhőszámítás-alapú Eiger Fleet vállalati technika a jobb hozzáférés, az adatok feletti nagyobb kontroll, az átláthatóság fokozásával felgyorsítja az additív gyártás globális léptékű elfogadását.

A felhasználó egyetlen gombnyomással a Markforged minigyárak komplett kis csapatát implementálhatja. Az új megoldás az elosztott gyártás jövőjét villantja fel.

A másik újítás a légjárműipari felhasználásra kész Onyx FR-A és a Carbon Fiber FR-A.

Ezekkel az újításokkal a Markforged olyan erősen szabályozott területeken is népszerűvé válik, mint a repülőgép-gyártás és a honvédelem.

A cég termékeinek magyarországi forgalmazója a FreeDee Printing Solutions.

A Hongkongi Egyetem (HKU) több tudósa 2020-ban alapította az egykori brit gyarmathoz közeli korallzátony ökoszisztémájának helyreállítására az ArchiREEF startupot.

Részben nyomtatott terrakotta csempéket használnak, és az eddigi eredmények kifejezetten biztatók. Hat hónap alatt – a hagyományos betonmódszerekkel összehasonlítva – a korall „lakosságát” megnégyszerezték.

A klímaváltozás és a nagyvárosi fejlődés (például Kínában) az eddigieknél is gyorsabb tempóban folytatódik, és ezek a folyamatok tragikusan befolyásolják a biológiai sokszínűséget, így a korallok változatosságát is. Pont ezért nagyon jó hír, hogy az ArchiREEF a 3D nyomtatással tud valamit tenni a globális környezeti válság ellen.

Előrejelzések alapján a következő húsz esztendőben a világ koralljainak közel kilencven százaléka elpusztul. Súlyos figyelmeztetés az ember számára, mert egyes gerinctelen állatok, mint például a korallpolipok jelentősen hozzájárulnak a világ élelmiszer- és gyógyszer-ellátásához, és a partokat is hatékonyan védik a viharokkal járó eróziótól.

Ha az ökoszisztémát sikerül visszaállítani, a koralloknak további három-öt évre van szükségük, hogy „beérjenek.”

„A helyreállításnak kellene az utolsó opciónak lennie, mert mielőtt helyreállítunk, meg kell védenünk valamit” – magyarázza Pu Yi Apple Chui, az egyik kutató.

Ennek ellenére jelenleg is sok helyreállító projekt fut világszerte, többen valamilyen mértékben használják a 3D nyomtatótechnológiákat. Nagyon bizakodnak, hogy a károk helyreállíthatók.

A Hoi Ha Wan Tengeri Park nyomtatott korallcsempéit a HKU építészeti és biológiai kara dolgozta ki, a biológiai minták utánzásához mesterségesintelligencia-algoritmust használtak. A csempék a tengeri élőlények sokaságának otthont adó, azokat ragadozók elől elrejtő korallfajták (platygra) természetes formáját másolják. Az ArchiREEF mesterséges zátonya 128 terrakotta csempéből áll, összesen negyven négyzetméternyi területet fednek le. A kétéves projektben további tíz teszthelyszínre számíthatunk.