FREEDEE BLOG

A Ricoh USA digitális szolgáltató egy észak-karolinai egészségügyi központban (Atrium Health Wake Forest Baptist) megnyitotta klinikai orvosoknak közvetlen hozzáférést biztosító additívgyártás-létesítményét, a RICOH 3D for Healthcare Innovation Studiot.

Orvosok az FDA, az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala által jóváhagyott, a helyszínen nyomtatott, páciens-specifikus modellekkel dolgozhatnak, készíthetnek elő sebészi műtéteket, és használhatják azokat betegek rehabilitációjában.

A cég szerint helyszíni 3D nyomtatás lehetőségeikkel kevesebb ideig tartanak a műtétek, csökkennek az orvosi költségek, javulnak a diagnosztikai lehetőségek, és az FDA-megfelelőséggel kapcsolatos aggályok is megszűnnek. Elmondták, hogy a műtétek átlagos hossza hatvankét perccel, az idő 7,8 százalékával rövidül le.

A jövőben további ellátási pontokhoz kapcsolódó 3D nyomtatólétesítmények nyitását tervezik. Ezeket a létesítményeket országosan kívánják az egészségügyi rendszerekbe integrálni, az igényekhez méretezni.

Betegellátásnál sokszor akadoznak munkafolyamatok, késések fordulnak elő az átfutási idővel, páciens-specifikus anatómiai modellek beszerzésénél pedig többször szembesülnek megfelelési problémákkal. Mindezek együtt negatívan befolyásolják a gyógykezelést.

A Stúdió ezeket a kihívásokat hivatott kezelni, az orvosi 3D nyomtatás ökoszisztémával és minőségbiztosítási rendszerrel helyben megoldani. A hardvert és az anyagokat valószínűleg a Stratasystől szerzik be, a két vállalat ugyanis 2023-ban megállapodást kötött igény szerinti anatómiai modellek klinikai használatáról.

Az új létesítményben közvetlenül orvosi adatokból előállított szegmentált 3DP fájlokkal fognak páciens-specifikus modelleket készíteni. A modelleket ortopédiai, kardiovaszkuláris, gasztrointesztinális, neurológiai és emlőgyógyászati alkalmazásokban használják majd.

A texasi Austin-székhelyű Hyliion Holdings tiszta, rugalmas és megfizethető elektromos áram termelésével foglalkozik. Elsődlegesen, változatos forrásokat felhasználva, elosztott áramgenerátorokra összpontosít. Az állandóan változó energiagazdaságban „jövőbiztos” megoldásokban gondolkoznak.

Austinban nemrég kezdték meg a KARNO generátor alkatrészeinek 3D nyomtatását, eddigi munkájuk sikeres. Az eredmény elősegíti a méretezési kapacitások bővítését, és a generátorokat még ebben az évben igyekeznek leszállítani az ügyfeleknek.

A cég kutatásfejlesztési központja az Ohio szövetségi állambeli Milfordban található. Jelenleg több mint egy tucat 3D printerrel rendelkeznek, és elmondták: additívgyártás-technológiájukat, kapacitásukat egyértelműen növelni akarják a következő években. Legújabban a korábbi GE Additive, ma már Colibrium Additive gyorsaságban és hatékonyságban egyaránt remekül teljesítő M Line nyomtatóival bővítették gépparkjukat.

„Mivel felgyorsítanánk első KARNO egységeink leszállítását, az additív gyártás austini bevezetésével jelentős mértékben növeljük gyártókapacitásainkat. Komplex alkatrészeket állíthatunk elő, miközben gazdaságosan méretezhető a generátor gyártása” – jelentette ki Thomas Healy alapító-vezérigazgató.

Fejlett 3D nyomtatási folyamatokkal nő a pontosság, az innováció. A technika nagyobb tervezői szabadságot, rugalmasságot, robusztusságot biztosít, és kevesebb anyag vész kárba. A vállalat szerint ezzel új mércét állítanak fel az energiatermeléshez szükséges nagyteljesítményű alkatrészek gyártásában.

Első körben alumínium hűtőalkatrészeket printeltek. Ezek hivatottak eltávolítani a generátorban lineáris elektromos gép által termelt hőt. A következő hónapokban további alkatrészek 3D nyomtatása várható.

Az első KARNO generátorok telepítésével további értékes „valóvilág” adatok és visszajelzések várhatók, amelyekkel finomíthatnak a technológián, áramvonalasíthatják a rendszert, és persze megszilárdíthatják a Hyliion úttörő pozícióját az energiatermelésben.   

Az Északi-szigeten, a Csendes-óceán melletti Plenty-öböl régióban fekvő, 160 ezres lakosú Tauranga Új-Zéland (Auckland, Christchurch, Wellington és Hamilton után) negyedik legnépesebb városa. A település zöld területén lévő Destination Skatepark gördeszkás-paradicsom.

Az ország legnagyobb építőipari nyomtatócége, a QOROX nemrég fejezte be ott a világ legnagyobb printelt és persze gördeszkázható szobrát. Az alkotás címe stílszerű: A Hullám (The Wave).

A létesítményben nem ez az első nyomtatott tárgy. Több ilyen van, a kivitelező a QOROX volt, ők printeltek csöveket, párkányokat, támasztékokat. A betonnyomtatás globális térhódításának újabb szép példája igazolja, hogy az általában környezetkímélő betonon alapuló épületek mellett a technológiát immáron mesterséges zátonyok, utcabútorok és köztéri szobrok megvalósítására is egyre gyakrabban használják, azaz az infrastruktúra és a művészetek területén is mindinkább alkalmazzák.

A Hullám tizenkét méter hosszú, három méter magas szobor, és mint ahogy a nevéből kitalálhatjuk, hullámot örökít meg. A hullámzó vizet ábrázoló, hét különböző elemből álló művet öt óra leforgása alatt nyomtatták ki.

A világon csak néhány printelt gördeszkás park létezik, azok is kisebbek, nem sok és bonyolultnak egyáltalán nem nevezhető elemekkel. A taurangai különbözi tőlük. Egyedi darabjai, azok formái és textúrái mások, mint a megszokottak.

A Destination Skatepark tervezésébe bevonták a helyi közösséget, munkájukat a Rich Landscapes és a QOROX mérnökei fejlesztették tovább. A rugalmasságot, a szokatlant a QOROX technológiája biztosította. Nem lehet elégszer hangsúlyozni: 3D nyomtatással hagyományos építészeti módszerekkel nehezen megvalósítható vagy eleve megvalósíthatatlan tárgyak is elkészíthetők. Másrészt, az előállítási költség is alacsonyabb.

A QOROX technikájának lényege, hogy speciális, fenntartható habarcsot használnak. A Q-Inkben az alapvető nyomtatható anyagok és alacsony széndioxid-kibocsátású helyi összetevők keverednek, így a hagyományos betonnal összehasonlítva, harminc százalékkal alacsonyabb a károsanyag-generálás.

Az újítást a holland CyBe Construction betonnyomtatás-szolgáltató tette lehetővé printerével (CyBe RC) és a nyomtatható keverék részét képező Power Pack-kel. Ez a csomag helyi anyagokkal kiegészíthető, ezért valósulhatott meg, hogy a mix nyolcvan százaléka a környékről összegyűjtött anyag. 

Május utolsó hetében rendkívül fontos, szimbolikus jelentőségű eseményre került sor a Nemzetközi Űrállomáson (ISS): az Európai Űrügynökség (ESA), elsőként a történelemben, fémet nyomtatott a világűrben.

Az Airbus által vezetett konzorciummal fémjelzett világpremier a szimbolikuson túl gyakorlati jelentőséggel is bír: az űrbeli gyártás és a fenntarthatóság szempontjából nagyon nem mindegy, hogy meghibásodott hardver-alkatrészeket helyben ki tudnak-e javítani, vagy a szerelési munkákat a Földön kell végezni.

Az ESA a körkörös gazdaság (circular economy) űrbeli megvalósítására törekszik. A cél eléréséhez komoly lökést ad az Airbus által fejlesztett fémnyomtató. A printer az ESA Columbus kutatási modelljére sikeresen lerakta az első megolvadt S görbét, azaz egy S-betűt.

A nagyteljesítményű lézertechnológiát rozsdamentes acélhuzallal kombinálva, a printer bebizonyította, hogy mikrogravitációs környezetben képes összetett fémszerkezeteket létrehozni.

Nagyon odafigyeltek a biztonságra: a nyomtató teljesen lezárt dobozban működött, hogy megakadályozzák sok hő és gőz kijutását. A munkát az ESA, az Airbus és a CNES, a francia űrügynökség kutatóiból álló csapat távolból figyelte.

Az első teszt sikere örömmel és optimizmussal töltötte el őket.

„Nagyon boldogok vagyunk, hogy az ISS fedélzetén elvégeztük az első fémnyomtatást. Az eredmény olyan jó, amilyenről csak álmodni mertünk” – nyilatkozta Sébastien Girault (Airbus), a projekt rendszermérnöke.

Az ESA négy speciális alakzattal tervezi a nyomtató lehetőségeinek további tesztelését. Az eredményt a földi gravitációban printelt referenciadarabokkal fogják majd összehasonlítani. Az összehasonlító elemzés értékes betekintést nyújthat a mikrogravitáció fémnyomtatásra gyakorolt hatásairól, információkat szolgáltat űrbeli gyártótechnológiák további fejlesztéséhez.

Az azonnali alkalmazások mellett az ESA mérföldkőnek számító nyomata az űrkutatás száméra és a fenntarthatóság szempontjából is ígéretes. Idővel egészen bonyolult fémszerkezetek, például élőhely-modulok űrbeli gyártását vetíti előre. A technológia a Holdhoz, a Marshoz és még ambiciózusabb missziókhoz nyújthat felbecsülhetetlen segítséget.

A neves svájci felsőoktatási intézmény, az ETH Zürich egyik csoportja a lézeres porágy-fúziós nyomtatótechnológiát fejlesztette tovább. Addig dolgoztak napjaink egyik leginnovatívabb additívgyártás-módszerén, hogy egyetlen menetben, építési fázisban több anyagot printeljenek vele, amíg sikerült megvalósítaniuk.

Munkájuk a Svájci Akadémiai Űr Iniciatíva (ARIS) keretében futó RAPTURE projekt, ennél fogva egyértelműen az űrkutatáshoz, űrutazáshoz is kapcsolódik, a rendkívül dinamikusan fejlődő űripar része. 

A rendszer többanyagos rakéta-alkatrészek gyártásában játszhat majd fontos szerepet. A projekt egyébként végzős diákok oktatók és ipari szereplők által felügyelt munkája.

A RAPTURE megoldása a lézeres porágy-fúziós technológia lehetőségeinek bővítése és a teljesítmény javítása, amelyeket a nyomtatási sebesség növelésével és kiváló porkonzerválással érnek el. A fejlesztők elmondták, hogy frissen kidolgozott újraburkolás módszerükkel a jelenlegi leggyorsabb és leginkább porkonzerváló rendszer kiépítése volt a cél.

Bár már létezik egyes alkalmazásokban, de a többanyagos (multi-material) lézeres porágy-fúzió nem terjedt el széles körben a fémalapú additív gyártásban. Mivel többféle anyag egyetlen építési fázisba integrálható, űripari rakétaalkalmazásokban különösen komoly előnyökkel járhat. Az okok egyértelműek: a nyomat könnyebb, erősebb és jobban teljesít, mintha más technikákkal készült volna.

A hatékonyság kritikus szempont a rakétagyártásban. A többanyagos lézeres porágy-fúzió garantálja a speciális nyomatok, például hőpajzsok és fúvókák előállításához szükséges rugalmasságot. Ez úgy valósítható meg, hogy mindegyik egyedire alakítható („személyre szabható”). 

A technológiával a rakétarendszerek jobban teljesítenek, biztonságosabbak lesznek. Fontos előrelépés a repülő- és űriparban.  

A kívánság szerinti digitálisgyártás-szolgáltató Protolabs kiadta éves 3DP trendjelentésének idei változatát.

Az egyik legfontosabb, évek óta megfigyelhető tendencia a 3D nyomtatása elmozdulása a prototípuskészítő alkalmazásoktól a sorozat- és végtermékek gyártása felé. Legfőbb hajtóerői a globális beszállítói lánc bizonytalansága, biztonsági problémái miatti növekvő igény a lokális gyártás iránt, illetve a környezeti fenntarthatóság. 

Egyelőre azonban még mindig nem végtermékek gyártása a 3DP elsőszámú alkalmazása. Az arányok csökkenése ellenére, a jelentéshez megkérdezettek hatvanhét százaléka jelenleg is főként prototípuskészítésre használja a 3D nyomtatást.

A 3D nyomtatáshoz és gyártáshoz való hozzáállás szintén változik. Egyre több végtermék-gyártó értékes gyártóeszközt lát a technológiában. Nő a technológiát termelés-léprékben használó vállalatok száma. Az egyik legfontosabb hajtóerő ezúttal is a helyi gyártás iránti igény.

A techvilág legnagyobb hívószava változatlanul a mesterséges intelligencia. 3DP-vel (is) foglalkozó vállalatok, mint például a Siemens, az AI build, az Authentise és a Materialise mind integrált MI (AI) megoldásokat nyomtatószoftverébe. Az MI-ben rejlő teljes szakterületi potenciált azonban még távolról sem aknázták ki.

A jövőben az MI leginkább hardverszinten változtathatja meg a 3DP-t: a printer beállításának szenzorok és gépi látás általi finomgangolásával automatizálja a 3D nyomtatást, de a hozzáférhetőséget, a felhasználóbarát használatot is erősítheti.

Új anyagok mind gyakoribb és szerteágazóbb fejlesztése és forgalmazása szintén fontos szerephez jut a technológia közeljövőjében. Az additívgyártás-szektorra a többanyagos nyomtatás lehet a legnagyobb hatással. A jelentés külön kiemeli egyes anyagtulajdonságok jelentőségét: rugalmasság, vezetőképesség, hőállóság, de az ultrakönnyűség, a szilárdság és a csökkentett UV-érzékenység szintén fontosak. Az új anyagok elterjedésével megváltozhat a 3DP gyakorlata.         

Képzeljük el, hogy „menet közben” olcsón és gyorsan készítünk rogyadozó kerékpárunkhoz rögzítő elemeket vagy sebészek kritikus darabokat hoznak létre műtétekhez. Hamarosan mindkettő megvalósulhat, mert az MIT (Massachusetts Institute of Technology) és az Austini Texas Egyetem kutatói tenyerünkben elférő, kézi 3D nyomtatót fejlesztenek. 

Az új gép forradalmasíthatja személyre szabott tárgyak előállítását.

Az eszközben található milliméter nagyságrendű fotonikus chip átalakítható fénysugarat bocsát ki gyantára, ami a fénysugár hatására az óhajtott alakra szilárdul. A chip mozgó alkatrészek nélkül éri el ezt; apró antennák tömbjére támaszkodik helyettük. Az antennák a folyékony gyantára irányítják a fényt, a látható fény meghatározott hullámhosszával érintkező gyanta pedig gyorsan megköt.

A chip képes fénysugarakat kétdimenziós minták 3D nyomtatására irányítani, például az M, az I és a T betűket másodperceken belül kiprintelte. A jövőben a rendszer fotonikus chipje az egész tárgyat egyetlen gyors lépésben megszilárdító 3D hologramot bocsáthat ki.

A hordozható printer sokféleképpen alkalmazható. Megváltozhat vele a 3D nyomtatókról alkotott képünk: immáron nemcsak műhelyekben, laborokban lévő nagy és nehéz szerkezetekre, hanem hordozható kézi valamire is gondolhatunk.

Az MIT-s kutatók optikai fázisú tömbrendszereket fejlesztettek fénysugarak irányításához. A technológia lidaros érzékelőkhöz és kiterjesztett valóság (augmented reality, AR) alkalmazásokhoz nagyon fontos. Texasi kollégáik látható fény hatására gyorsan megszilárduló, speciális műgyantán dolgoztak. Az együttműködéssel a fotokémiát és a szilíciumos fotonikát hozták chipalapú 3D nyomtatókat előrevetítő közös nevezőre.

A prototípus egyetlen fotonikus chipből áll, 160 nanométer vastagságú optikai antennák tömbjével. A chip ráfér az amerikai negyeddolláros érmére. A látható hullámhosszú fény hatékony modulálásához folyadékkristályt használtak, azzal hozták létre a chipbe integrált kompakt modulátorokat.

Az anyag egyedi fénytani tulajdonságai biztosítják a fény amplitúdójának és fázisának pontos szabályozását. A műgyanta vegyi összetételét a két csoport közösen finomhangolta, és így már gyorsan megkeményedett, másrészt hosszabb ideig eltartható.

A komoly szakmai tapasztalattal rendelkező építőanyag-gyártók, építészek és pénzügyi szervezetek által alapított, portói illetőségű Havelar vállalat elkészült Portugália első nyomtatott házával. A jó helyen, a portói városi agglomerációban fekvő épület területe nyolcvan négyzetméter, két hálószobás.

A munkához – mint ahogy sok más épületnyomtató projektben már megszoktuk – a COBOD BOD2 gépét használták. Jó választásnak bizonyult ezúttal is, mert tizennyolc óra alatt végeztek. A házat három neves építész, Aires Mateus, Gloria Cabral és Francis Kéré tervezte.

Patrick Eichiner, a Havelar társalapító-vezérigazgatója szerint cégük több nyomtató- vagy építészeti vállalatnál. Az építkezés 2.0-át promótálják, mégpedig nem is akárhogyan: két hónapnál rövidebb idő alatt elkészülnek a piaci árnál olcsóbb házak.

Az ország első nyomtatott épületét a négyzetméterenkénti 3104 eurós portói átlagnál jóval alacsonyabb áron kínálják: nagyjából 150 ezerbe kerül. A költséghatékonyság a kivitelezés optimalizálása, a terv gyors megvalósítása miatt lehetséges, ezek pedig egyértelműen az innovatív 3D nyomtatótechnológiának köszönhetők.

A Havelar azt szeretné, ha épületeit minél többen meg tudnák fizetni, például fiatal pároknak ideális egy könnyen megközelíthető, bevásárlás szempontjából kedvező helyen.

De a vállalat a gyorsan elkészülő, nem drága, kortárstervezésű házakon is messzebbre tekint. A 3D nyomtatás jóvoltából az építkezési hulladék már eddig szignifikánsan csökkent, 2030-ra pedig el akarják érni a szén-semlegességet. A cél megvalósításához alternatív anyagok használatát tervezik: földét, iszapét, salakét, szalmáét és más bioanyagokét.

A vállalatról a COBOD alapító-vezérigazgatója, Henrik Lund-Nielsen is elmondta véleményét. Nagyra értékeli a Havelar ambiciózus céljait, és örül, hogy támogathatják őket. Printereik nyílt forrásúak, ha anyagokról van szó, és így sokféle dolgot képesek nyomtatni.

A flandriai Gent-székhelyű AMIS 3D nyomtatószoftver-fejlesztő, a HYBRID Software leányvállalata elindította új AMIS Pro szeletelő-szoftvere bétaváltozatát. A Mac és Windows operációs rendszerekkel egyaránt kompatibilis, „CAD be, nyomtasd ki” előkészítő szoftver kötőanyagsugaras (binder jetting) 3D nyomtatáshoz használható. CAD utáni és printelés előtti funkciókkal is rendelkezik, így lehetővé válik, hogy a felhasználó kötegeket készítsen elő a 3DP-hez.

A cég hivatalos weboldaláról ingyen letölthető szoftver egyelőre korlátozott nyilvános bétaverzióban áll rendelkezésre. Az ügyfelek hatvan napig anyagi ellenszolgáltatás nélkül használhatják, visszajelzéseik alapján az AMIS folyamatosan tökéletesítheti a szoftvert.

A visszajelzések alapján és a HYBRID technológiáját használva, több mint harminc új funkcióra számíthatunk. A Pro v1 bétaváltozat a HYBRID első bejelentése az AMIS 2023-as elindítása óta. A leányvállalat a szoftverfejlesztő 3D nyomtatás startupja.

A Proval a felhasználó több darabot hozzáadhat a köteghez, a pozíciónak megfelelően méretezhetik, voxel-alapúan egymásba ágyazhatják azokat, szeletelhetik a köteget, majd elindíthatják a 3D nyomtatást. A kötegek lementhetők és újranyithatók, megadható a rétegvastagság, a printer többféle kötőanyaggal és anyaggal készíthető elő a gyártásra.

Kris Binon, az AMIS XYZ menedzsere szerint a szoftvert a „munkafolyamat logikáját” szem előtt tartva fejlesztették: milyen előkészületi lépések kellenek? Mikor és milyen eszközökre van szüksége a felhasználónak?

A szintén HYBRID-leányvállalat, 2006-ban alapított, Cambridge-i (beszédes nevű) Meteor Inkjet Metprint szoftvere közvetlenül összekapcsolható a Proval. Az összekapcsolás célja az adatátvitel optimalizálása 3D nyomtatófejekre.

A Meteor Inkjet a nyomtatófej-meghajtó elektronikai cuccok, szoftverek és szolgáltatások elsőszámú beszállítója a tintasugaras 3D nyomtatásban. A legnagyobb nyomtatóvállalatok közül többen tartoznak a cég ügyfélköréhez. 

A Yale Egyetem Orvosi Iskolájának Ortopédia és Rehabilitáció Osztálya áprilisban elvégezte 3D modellezést és 3D nyomtatást alkalmazó első házon belüli sebészeti műtétét. Rosszul gyógyuló kartörés miatt volt rá szükség. 3D műtéti tervet, személyre szabott, 3D nyomtatott sebészeti útmutatót és anatómiai modelleket használtak hozzá.

A sebészcsapat ezekkel a printelt segédeszközökkel készült a műtétre. A 3D technológiák sokat segítettek a legjobb eredmény elérésében. A beteg karjának részletes 3D modelljeit, a szkennelés segítségével, képalkotó szoftverrel hozták létre.

Így vált lehetővé a sebészcsapat számára, hogy világosan lássák, mivel kell foglalkozniuk, és a beavatkozás előtt precíziósan kidolgozzanak mindent: a csont-rehabilitáció pontos helyét, a műtét optimalizálását. Ezzel a magas szintű felkészültséggel minimalizálni tudták a beavatkozás idejét.

A beteg karjának nyomtatott változatain és az egyedire kialakított útmutatókon gyakoroltak. A páciens-specifikus nyomatokat az osztály egyik intézetében készítették. Ezek az anatómiai modellek a tapintás mellett az illeszkedés kiértékeléséhez szintén fontos támpontokat adnak.

A sebészcsoport vezetője elmondta, hogy mivel az ortopédiai beavatkozás célja a funkciók visszaállítása, a beteg normális életbe történő visszatérése, a „mindenkinek egy méret” gyakorlat ideje rég lejárt. Valamennyi páciensre egyedi tervet kell kidolgozni, mert különböznek az anatómiák, így pedig a szükségletek is mások.

Az egyetem történetében ez volt az első eset, hogy házon belül végezték a műtéthez szükséges összes 3D nyomtatást. Eddig külsősökkel dolgoztak együtt páciens-specifikus nyomataikon, és így érthetően lassabban ment minden. Helybeni printeléssel viszont a modellek azonnal rendelkezésre állnak, és a terven is könnyebb változtatni.

A közeljövőben más osztályok betegellátásán is igyekeznek 3D technológiákkal javítani.