FREEDEE BLOG

Anatómiai modellektől implantátumokig, sebészi útmutatókig, a medicinában egyre gyakrabban alkalmazzák a 3D nyomtatást. Sok kórházban és egészségügyi központban 3D nyomtatóműhelyek is működnek.

Mivel anatómiai modellek készítése a 3DP egyik leggyakoribb felhasználási területe, érthető okokból nő a speciálisan erre a célra fejlesztett szoftverek száma. Két példa: a virtuális valósággal foglalkozó Realize Medical a perifériákat gyártó Logitech-kel állt össze, és 3D orvosi modellek tervezésére, szerkesztésére alkalmas VR-alapú platformot fejlesztettek, a Materialise pedig folyamatosan frissíti orvosi tervezőprogramját.

Az anatómiai modellek különösen 3D szkenneléssel és röntgensugaras eljárásokkal kombinálva hasznosak, az így készült modellek sokat segítenek sebészeknek operációk előkészítésében. Minél pontosabbak az előkészületek, annál biztosabb a siker.

Az IBM egészségügyi részlege (Watson Health) nemrég mutatta be a diagnosztikai és orvosi képek cserélését célzó iConnect Access platform legújabb változatát. A Ricoh USA-val együttműködve, több új funkciót integráltak bele, a felhasználók például közvetlenül a platformról printelhetnek a páciensek orvosi képadatain alapuló életszerű modelleket.

Az újítással az egészségügyi szektor számára az eddiginél hozzáférhetőbb lesz a 3DP, ráadásul a nyomatot eredményező munkafolyamat is leegyszerűsödik. A 2008-ban indult iConnect Access teljesen webalapú, internetböngészőről bármikor elérhető. Könnyebbé teszi egészségügyi dolgozók közös munkáját, sőt, még kívülállók is besegíthetnek.

Az új változathoz tartozó 3D szegmentáló funkcióval leegyszerűsödik a digitális 3D modellek generálása, a modellek változatos kiegészítő eszközökkel bármikor finomhangolhatók.

Az IBM és a Ricoh USA a funkciók további bővítését tervezi.

Az elektromos rollerek, a mai nagyvárosok elmaradhatatlan kellékei, megjelenésük óta megosztják a közvéleményt.

Fenntarthatóságukat sokan vitatják. Kétségtelenül környezetkímélő járgányok, de ez főként akkor igaz, ha a tömegközlekedés más eszközeit helyettesítik. Több tanulmány viszont kimutatta, hogy használóik elsősorban a kerékpározást és a gyaloglást próbálják kiváltani velük.

Történetük mérföldkőhöz érkezett: a Szilícium-völgyi Scotsman bemutatta az első nyomtatott elektromos rollert. A járművet teljes egészében termoplasztikus szénszál-kompozitokból állították elő. Egyetlen nagy „test”, egyetlen nyomtatási folyamatban kivitelezték, nem kellett ragasztgatni a részeket, és így stabilabb is, mint a hagyományos rollerek.

Három, maximális sebességben, teljesítményben és árban különböző modell jött ki: Scotsman 500, Scotsman 1000 és Scotsman 2000. Ezek mellett csomó, a többi csúcskategóriás elektronikus rollertól eltérő paraméterrel, tulajdonsággal rendelkeznek.

Értelemszerűen a gyártás módja az egyik legnagyobb különbség. A nyomtatott termoplasztikus anyag miatt tartósak és ügyesek, plusz 61-szer erősebbek az acélnál, ugyanakkor sokkal könnyebbek. Súlyuk miatt külvárosokból a centrumba járó dolgozók, ingázók előszeretettel cipelhetik, használhatják az ütközéseknek jól ellenálló rollereket.

Joseph Morenstein tervező elmondta, hogy rájuk és az elektromos mobilitás más híveire is gondoltak. Mindennapos alternatívát akartak kínálni nekik, amit a 3D nyomtatás és a különleges nyomtatóanyag tett lehetővé. A tervező szerint más technológiával nem tudták volna megcsinálni a Scotsmant.

3D nyomtatással szerencsére más problémák is megoldhatók: a járgányok méret, súly, kar- és lábhosszúság alapján egyénre szabhatók, 137 és 229 centi között bárki használhatja őket.

Színek közül és kiegészítőket is választhatunk hozzá. Appot installálhatunk rá, beépített GPS-szel, automata kulccsal, forgalominfó-szolgáltatással stb. A PowerPacks néven ismert elemek két rekeszben vannak, könnyen kezelhetők, gyorsan kivehetők, más elektronikus eszközök töltésére is alkalmasak. Két PowerPack és három mód (ökológiai, sport, teljesítmény) közül választhatunk.

A rollert egyelőre csak kevesen – a „korai madarak” – vásárolhatják meg. Utánuk az Indiegogo közösségi finanszírozó (crowdfunding) kampány támogatói, majd a nagyközönség kerülnek sorra.

Az Airbus repülőgép-alkatrészek gyártására alkalmas technológiának minősítette a Materialise lézeres szinterezését. Az EOS tűzgátló poliamidját (PA 2241 FR) használják hozzá, ami egyben azt is jelenti, hogy a két cég az Airbus első kvalifikált szelektív lézeres szinterezéssel dolgozó beszállítói.

A Materialise így már két Airbus által „jóváhagyott” nyomtatótechnológiával dolgozhat a légjármű-iparnak. A minősítés mérföldkő, jócskán hozzájárulhat a polimeralapú 3D nyomtatás iparági elterjedéséhez.

A szigorú repülésbiztonsági kritériumoknak eleget tevő PA 2241 FR költséghatékony kiegészítés az eredetileg hitelesített, a Materialise által szintén használt Ultem 9085 nyomtatóanyag mellé. Minden olyan alkatrészhez alkalmas, amelynek külső bevonat használata nélkül is meg kell felelnie a tűz-, füst- és mérgezésvédelmi feltételeknek.

A lézeres szinterezéssel az Airbus jelentősen bővíti a lehetőségeit, hiszen ne felejtsük el, hogy a második leggyakrabban alkalmazott 3DP technológiáról van szó. Az új anyag elfogadása azt is jelenti még, hogy az EOS gépein egyre több repülőgép-alkatrész fog készülni. Főként az utastérben számíthatunk nyomatokra, például légtechnikai csövekre, tartókra stb.

„A minősítéssel megerősödött az Airbusszal való hosszútávú együttműködésünk, plusz újabb alkalmazási lehetőségek nyílnak meg számukra és partnereik számára. Lézeres szinterezéssel összetett tervek, például reteszelő mechanizmusok valósíthatók meg” – nyilatkozta Bart Van der Schueren, a Materialise főmérnöke.

A Materialise jelenleg száznál több. évente kb. 26 ezer alkatrészt nyomtat az Airbus A 350 gépéhez. A cég más repülőihez (A 320, A 330, A 340) szintén készítenek nyomatokat. Az EOS évről évre meghatározóbb szerepet játszik a gyártásban.

Az Airbusszal évek óta együttműködő EOS részéről szintén elégedettek, és kiemelték, hogy az ipari 3D nyomtatásnál a fémek és a polimerek is egyre fontosabbá válnak.

A 3D nyomtatóanyagokat gyártó kínai Polymaker a német Covestro anyagbeszállító által fejlesztett, újrahasznosított polikarbonátból dolgozta ki a PC-r nyomtatószálat (filament), azaz a filamentet újrahasznosított műanyagból hozták létre.

A cég május 26. és 28. között, Sanghajban mutatja be új anyagait. A 3DP kereskedelmi bemutatón a Covestro szintén részt vesz.

Az anyag a kínai vízbeszállító Nongfu Spring 19 literes palackjaiból származik, amelyekben szinte teljesen tiszta formában található meg a polikarbonát. A cirkuláris (körkörös) gazdaság elveit alkalmazni igyekvő, a beszállítói lánc többi tagjával szoros munkakapcsolatban álló Covestro a műanyaghulladékot „szűzanyaggal” keverte össze, kialakítva a később az elektronika-, a gépjármű- és más iparágakban használatra kerülő nyomtatószálakhoz tökéletes polikarbonát-alapot.

A filament főként a gyártásuk fenntarthatóságát, környezetbarátabbá tételét szem előtt tartó, a 3D nyomtatótechnológiát ipari léptékben alkalmazó cégeknek ajánlott. Az újrahasznosított anyagból készült nyomtatószál széndioxid-lábnyoma alacsonyabb, mintha csak szűzanyag lenne benne. Emellett tartósabb és iparág-specifikus elvárásoknak is jobban megfelel.

A fejlesztők szerint előny, hogy a hulladék egyetlen forrásból származik, mert így nem kell a műanyagok kiválogatásával, csoportosításával és azonosításával foglalkozniuk. Nagy mennyiségben áll rendelkezésre, viszonylag tiszta, és költséghatékonyan újrahasznosítható.

A magas hőmérsékletet kiválóan tűrő PC-r stabil és erős anyag. Több tesztet végeztek vele, egyenletes hőmérsékletelosztással a nyomatok nem görbülnek be, nagyobb és összetettebb formák printelhetők belőle.

A teszteken az is kiderült, hogy nagyon könnyű feldolgozni, jó a szakítószilárdsága és a hajlítási paraméterei. Ezek az értékek valamivel magasabbak, mint a szabvány polikarbonát anyagoké.

Épületeket évek óta nyomtatnak, köztük – Amszterdamtól Sanghajig – hidakat is. A 3DP egyik leglátványosabban terjedő alkalmazása, a területen sok innováció született, már a méretek miatt is, különlegesek a printerek, a technikák. A hagyományos módszerekkel összehasonlítva, lényegesen zöldebb technológiáról van szó.

Az ETH Zürich műszaki egyetemhez tartozó Block kutatócsoport egy számítógépes építészeti és tervezőcéggel, a betonnyomtatással foglalkozó innsbrucki incremental3D-vel és a Holcim vezető építőipari vállalattal közösen hozzák létre a Striatus nevű különleges hidat.

A nyomtatott hidat a május 22. és november közötti Velencei Építészeti Biennálé Európai Kulturális Központ által szervezett „Idő, Tér, Létezés” kiállítására készítetik.

A kőműves hagyományokat felidéző árkádos gyalogos híd nyomtatott betonblokkokból áll. A projekt célja, hogy új „nyelvet”, „jelrendszert” találjanak ki az anyaghoz. Klasszikus módszereket kombinálnak csúcsmodern technológiai megoldásokkal.

A szilárdságot a híd mértani szerkezetével, egyedi tömörítésekkel érik el. Robotikus eljárásokkal lehelnek életet a régi kőművességbe, és közben gondosan ügyelnek, hogy a betont a lehető legtakarékosabban használják fel, minimálisra csökkenjen tevékenységük széndioxid-lábnyoma.

Kevesebből hozzuk ki a többet – fogalmaznak a kutatók.

Mivel a szerkezetet megerősítő technikák és kötőanyagok nélkül, száraz összeszereléssel dolgoznak, a látványos hidat a jövőben máshol is fel lehet majd használni.

A 2011-ben alapított, Utrecht-székhelyű holland 3D nyomtatócég, az Ultimaker a napokban jelentette be legújabb nyomtatószálát (filament), a PETG-t.

A PETG glikolos poliészter, az additív gyártásban gyakran használt, a PLA printelésének egyszerűségét és az ABS masszívságát egyesítő, hőre lágyuló anyag. Amorf polimer, 100 százalékosan újrahasznosítható.(majdnem) ugyanazok a vegyi összetevői, mint a PET néven ismert polietilén-tereftalátnak, az egyik legelterjedtebb műanyagnak.

A PET-t az 1990-es évektől élelmiszerek csomagolásánál előszeretettel használják a PVC helyett. Ma már a világ műanyag-gyártásának 18 százaléka PET-alapú. Jó az ütésállaga, átlátszó, stabil. Másrészt 3D nyomtatásnál, főként a túlmelegedés miatt, előfordulnak vele problémák.

Itt jön képbe a glikol (G), így a PET és a G kombinációja egy kopolimer – többfajta momomerből létrehozott polimer, polimerlánc –, de ennél sokkal fontosabb, hogy a PETG csökkenti a PET túlmelegedését, törékenységét, egyszerűbb kezelni. Kemény, de hajlékony, átlátszó, sok mindennek (víznek, vegyi anyagoknak stb.) ellenáll, könnyen extrudálható, „kompatibilis” az élelmiszerekkel is.

Az Ultimaker már eddig is gazdag nyomtatószál-kínálata tehát tovább bővült: PLA, PVA, Nylon, CPE, ABS, PC és mások mellett most már PETG is beszerezhető a cégtől (amelynek termékeit a FreeDee Printing Solutions forgalmazza Magyarországon).

Azért is döntöttek a PETG filament mellett, mert egy felmérésből kiderült, hogy a három legkedveltebb nyomtatóanyag egyikéről van szó. Mivel „külsős” vállalatoknál, beszállítóknál nem találtak megfelelőt – rendszereikkel kompatibilist –, eldöntötték, hogy elkészítik az ökoszisztémájukba (nyomtatóikba) gond nélkül integrálható sajátjukat. Az új anyagot tipikus ipari környezethez és alkalmazásokhoz javasolják.

A Series E körben begyűjtött 150 millió dolláros befektetéssel a Formlabs immáron hivatalosan is multimilliárdos vállalat – számol be a 3Dnatives szakmai hírportál. A cég értéke 2018 óta megduplázódott, most már 2 milliárd dollár.

A Massachusetts állambeli Formlabs a 3D nyomtatás egyik élharcosa, nagy újítója. Printereiket, nyomtatószálaikat, mesterséges intelligenciát is használó szoftvereiket és szolgáltatásaikat az egészségügytől az oktatásig, egyre több szektorban használják világszerte.

Az új befektetésekkel a cég bővíti additív gyártótechnológiáját, még könnyebbé igyekszik tenni a 3D printelésen alapuló tömegtermelést és a nyomatok tömeges egyedire alakítását, termékeiket pedig az eddiginél is szélesebb körben, alacsonyabb áron próbálja a felhasználókhoz eljuttatni.

„Az iparág újjászületésen megy keresztül, és a Formlabs vezető szerepet játszik benne. A 3DP számítások szerint 2026-ra 51,77 milliárd dolláros üzletté válik, és mi vagyunk a növekedést elősegítő egyik vállalat” – nyilatkozta Max Lobovsky társalapító-vezérigazgató.

Szavait a cég folyamatos megújulása, innovatív új nyomtatótechnológiákkal folytatott kísérletezése támasztja alá. Küldetésüknek tekintik a digitális megoldásokhoz való hozzáférést, a jól hangzó „bárki készíthet bármit” szlogen megvalósulását.

A Formlabs 3D nyomtatóival a sztereolitográfiában és a szelektív lézeres szinterezésben már eddig egyaránt maradandót alkotott. Lobovsky azt is elmondta, hogy a mai 3DP technológiák zöme túl drága, használatuk pedig túl bonyolult ahhoz, hogy széles körben elterjedjenek. Amikor nagyobb hozzáférésről beszélnek – megőrizve a csúcsminőséget –, pontosan ezen az állapoton akarnak változtatni. Az áresés az iparág növekedésének és sikerének az egyik alapja.

Az egyik legnagyobb beruházó, a Softbank Csoport osztja a vezérigazgató véleményét. A vezetőséghez tartozó Deep Nishar szerint a Formlabs rengeteget tesz a 3DP tömegtermeléssé válásáért.

A Formlabs termékeit a FreeDee Printing Solutions forgalmazza Magyarországon.

Futurisztikusnak tűnik, pedig jelenvalóság: az amerikai Sakuu, azaz a korábbi KeraCel és a japán Musashi Seimitsu elektromos autók akkumulátorainak nyomtatásába fogott, és a tervek szerint az év végére készen lesznek.

SSB-ek (solid state batteries, azaz a tartós állapotú akkumulátorok vagy elemek) additív gyártással olcsóbban állíthatók elő, kisebbek és könnyebbek, mindezek mellett javul a teljesítményük, szélesebb körben alkalmazhatók, tartósabbak, mintha hagyományos technológiával készülnének.

Egyelőre túl sok részlet nem szivárgott ki, csak annyit lehet tudni, hogy a Sakuu nyomtatótechnológiája több anyaggal működik, többféle folyamat végrehajtására alkalmas.

A két vállalat évek óta dédelgeti az ötletet. Korábban kerámia alapú tartós állapotú akkumulátorokat próbáltak tervezni gépjárműipari alkalmazásokhoz. Ezek az akkumulátorok folyékony helyett a sűrűséget és a biztonságot növelő szilárd elektrolitot tartalmaznak, ami szulfid, oxid és polimer is lehet. Most úgy tűnik, év végére megvalósulnak az álmok.

Az elektromos és a hibrid autók eladása egy év alatt 3 százalékkal, 2010 óta 164 százalékkal emelkedett az USA-ban, egyre nagyobb szerep jut az innovációnak, és az újítások iránti igény is folyamatosan nő.

A Sakuu, a lézeres porágy-fúzió és a material jetting technikákat közös nevezőre hozva, többféle anyagot képes összekombinálni egymással. Elsősorban fémeket és kerámiákat használnak. Printelt SSB-ik az eljárások és az anyagok miatt lehetnek 50 százalékkal kisebbek és 30-cal könnyebbek a hagyományosaknál.

„Az SSB tipikus Szent Grál technológia” – magyarázza Robert Bagheri alapító-vezérigazgató.

Mivel ezeket az akkumulátorokat eddig tömött kerámiarétegekből készítették, sok anyag kellett hozzájuk, és így a költségek is nőttek, ráadásul a nagymennyiségű gyártásra is kevesebb volt a lehetőség. Bagheri szerint a 3D nyomtatás a megoldás: egyszerre raknak le vékony kerámia- és fémrétegeket, plusz 3DP-vel komplexebb geometriák alakíthatók ki. Kevesebb anyagra van szükség, újra is lehet hasznosítani.

A printelt SSB fontos mérföldkő lehet az elektromos autók történetében.

A 3D nyomtatás sok más területhez hasonlóan, a zenevilágban is egyre fontosabbá válik. Gitártól fúvósokig, a technológiát hangszerkészítéshez használják, egyes esetekben jobb hangminőség érhető el printelt darabbal, máskor egyedire alakítható, és persze a kettő együtt is stb.

Bővül az új alkalmazások köre, legújabban például az elektronikus zene áttörésével és a DJ-kultúrával kvázi hangszerré vált lemezjátszót printeltek. A SongBird projekthez a Kickstarteren kalapoznak, az eredeti 14 ezer dollár közel háromszorosa összegyűlt már.

A nyomtatott lemezjátszó zeneszerelmeseknek és csináld magad (DIY) barkácsolóknak egyaránt szól. A brit Frame Theory októberre készül el vele, darabjai a legtöbb desktop géppel printelhetők, és a 3DP iránt érdeklődőknek is kedvet hozhat a technológiában való további elmélyedéshez. A „hangszer” egyébként tényleg nem használhatatlan, de mutatós kuriózum, hanem teljesen funkcionális, egész lemezek lejátszására alkalmas.

A támogatók és a vásárlók két csomag közül választhatnak: az egyik nyomtatott (353 dollár), a 212 dolláros másik a maker-közösséget célozza meg (de az oktatásban is hasznosítható), azaz az összes részt saját maguk printelhetik (legalább 220x20x50 milliméter munkaterületű) FDM-gépeken.

A Frame Theory elmondta, hogy a lemezjátszót robusztusnak és hosszú életre is tervezték. Ha valamelyik rész meghibásodik, könnyen újranyomtatható, tehát cserélhető. Az anyagválasztásnál eleve ügyeltek a környezetbarát szempontok érvényesítésére.

A nyomtatott részek összeszerelése, a lemezjátszó konfigurálása maximum két óra, utána erősítőre kötjük, és máris működésre kész.

A tervezők a felhasználóbarát szempontokat szintén figyelembe vették. Elmondták, hogy otthon is elkészíthető prémium minőségű nyomatukkal meg akarják változtatni a még ma is elterjedt véleményt, mely szerint a 3DP elsősorban prototípusgyártásra használható.     

A svéd Celwise csoport a papír előállítását megváltoztató, újszerű felhasználását biztosító technológiákon dolgozik. Szerintük papírból és öntött pépből ma már mindent el lehet készíteni, amikhez egyébként műanyagot használnának.

Speciálisan tervezett fapép keverékekből vízhatlan és műanyagszerű termékek előállítására alkalmas módszert dolgoztak ki. Az anyagkészítő szerszámokhoz az amerikai ExOne egyedi, porózus fémeket megmunkáló gépeit használták, azokon hoztak létre a 316L nevű rozsdamentes acélból binder jetting nyomtatótechnológiával különleges eszközöket.

Minden egyes gépen három szerszámtípus található, amelyek átalakításra, továbbításra és préselésre használhatók. Ezekkel a gépekkel állítják elő a műanyagot trónfosztó speciális anyagaikat.

A megújuló és biológiailag lebomló anyagokkal működő technológiával a papír- és a műanyag-iparban is diszruptív változásokat kívánnak elérni. A legújabb szálöntés új alkalmazásának eredményeként 19. századi technikákat és munkafolyamatokat cserélnek 21. századira. Termékeik nemcsak környezetvédelmi, hanem más szempontokból is jobbak, mint a hagyományos eljárással készültek.

Formázott vagy hajtogatott papírral, vagy cellulózzal kivitelezhetetlen, csak műanyaggal előállítható tárgyak a Celwise megoldásának következtében, ma már papírbók és pépből is jobb minőségben gyárthatók.

A szabadalmaztatott és különleges 3D nyomtatóeljárással a költségek közel 50 százalékkal csökkennek, miközben a jobb minőségű termékek gyorsabban készülnek el. Drámai mértékben javul a szakítószilárdságuk, kevésbé lyukadnak ki, mint a jelenleg használatban lévő bármelyik pépből álló darabok. Emellett rugalmasabbak és a nedvességet is tűrik.

Gondoljunk bele, papírból készült termékekről van szó, amelyekhez nem kifejezetten szoktuk a vízhatlanságot társítani…

A rendszer komoly előnye még a kialakítása, amelynek hála, a rugalmas interfésszel könnyebb tervezni – eddig műanyagból készült – tárgyakat.