FREEDEE BLOG

Többször írtunk már a 3D nyomtatás élelmiszeripari, gasztronómiai alkalmazásairól, különös kajákról, izgalmas kísérletekről, helyenként ínycsiklandozó, máskor inkább megmosolyogtató fogásokról.

Egy-két éve szintet kezd lépni az ételprintelés, mégpedig azért, mert húsokat igyekeznek pótolni növényi alapanyagokkal. A vegetáriánus és vegán étrend elterjedésével, a növekvő környezettudatossággal kereslet is mutatkozik e termékek, például növényi eredetű „marhaburgerek” iránt. Elterjedésükkel csökkenthető lenne a környezetkatasztrófában szerepet játszó nagyüzemi állattartás, ökológiai lábnyomunk egyik összetevője.

Egy bécsi diákcsoport tovább ment, marhahús helyett ők lazacban gondolkoznak, majd terveik szerint hamarosan tonhallal, és esetleg a tenger gyümölcseivel is kísérleteznek. Egyelőre azonban a lazac helyettesítése a fő csapásirány.

A tavaly koranyáron indult, nevével sokat eláruló Legendary Vish projekt pár hónappal később startuppá alakult. A Revo Foods elsődleges célja a lazacevés módjának megváltoztatása, forradalmasítása.

Borsófehérjéket, citrusrostokat, növényi olajakat és tengerimoszat-kivonatokat alapul véve, dolgozzák ki füstöltlazac-szeleteiket, tarama-szerű készítményeiket és más termékeiket. A „hamis” lazacszeleteket többek között szashimihez ajánlják. Elvileg március 6-án kóstolót is tartanak egy bécsi kávézóban, de a járványügyi helyzet ezt meghiúsíthatja. Közvetlenül szeretnék tesztelni a fogyasztók reakcióit.

Tevékenységük a biológiai egyensúly felbillenésében szintén fontos szereplő halgazdaságok ellen is irányul. Tizenegy összetevővel dolgoznak, mindegyiknek megvan a maga rendeltetése: az olajak a lazac ízgazdagságát, a moszatok a sós tenger ízét hivatottak helyettesíteni, és így tovább.

Élelmiszereik előállítását automatizálni akarják, nagyobb mennyiségben kívánnak lazacot nyomtatni. Jelenleg fecskendőféle szerkezettel extrudálnak, azzal rakják le a növényi keverékeket.

Az additív gyártás történetének utóbbi éveit elsősorban a fémnyomtatás térnyerése határozta meg. A növekedés évről évre tetten érhető, és az előrejelzések szerint ez a tendencia a közeljövőben is folytatódik. A trendhez több tényező hozzájárult; az elmúlt időszakban és a jelenben is igazi robbanásról beszélhetünk.

A fémnyomtatással a 3DP egyben nagykorúvá is érett, a technológia döntő érdeme, hogy változatos iparágakban sokféle alkalmazásra használják, és megkerülhetetlen ipari tényezővé vált.

Az additív gyártással foglalkozó tanácsadócég, a Wohlers 2018-as beszámolója alapján abban az évben 80 százalékkal több fémprintert értékesítettek, mint 2017-ben. A számok folyamatosan emelkednek, egyre több szereplő jelenik meg a piacon, új gépek, anyagok és technológiák tűnnek fel.

Számszerűsítve: 2018 óta több mint negyven új vállalkozás kapcsolódott be az ezirányú tevékenységekbe. A növekedés természetesen nemcsak mennyiségi, hanem minőségi is.

A 3DNatives szakportál összegyűjtötte a fémnyomtatók legfőbb gyártóit. A gépeik által használt technológiák alapján csoportosította őket: porágyas fúzió (powder bed fusion, PBF), közvetlen fémlerakás (directed energy deposition, DED), anyag-extrudálás (material extrusion, ME), kötőanyag-sugaras építés (binder jetting, BJ) és egyéb technikák.

A következőkről van szó:

PBF: 3D Systems, AddUp, Arcam, Concept Laser, DMG Mori, EOS, Renishaw, Sisma, SLM Solutions, Trumpf, Aconity3D, Matsuura, Velo3D, Aurora Labs, Sharebot, Xact Metal, OR Laser.

DED: Optomec, Sciaky, BeAM, InnsTek, Formalloy.

ME: Markforged, Desktop Metal, Triditive, Meltio. (A Markforged termékeit Magyarországon a FreeDee forgalmazza.)

BJ és egyéb technológiák: HP Metal Jet, Digital Metal, ExOne, XJet, Xerox, Pollen AM, Exxadon, ADMATEC, SPEE3D, Inetyx.

Egyre több szobrot és más műalkotást szkennelnek le múzeumokban, és a Covid-19 világjárvány miatti elzárások, mozgáskorlátozások következtében mind nagyobb számban tekintjük meg kulturális értékek digitális változatát. Jelenleg csak online járhatunk múzeumokba, és ezért rendkívül fontos, hogy minél jobb minőségben, nagyobb felbontásban, élethűbben láthassuk az emberiség kultúrkincsét.

A 3D nyomtatótechnológiák tökéletes eszközök múzeumok digitalizálásához, műalkotások otthoni megtekintéséhez. Másrészt, tudósok anélkül vizsgálhatnak és hasonlíthatnak össze utánzatokat, hogy kárt okoznának a régi és törékeny eredetiekben.

A Fraunhofer Intézet a Számítógépes Grafikáért (Fraunhofer IGD) CultArm3D mobil 3D szkennerével változatos méretben hozhatók létre 3D modellek. Mint ahogy a neve is utal rá, a gépet elsősorban múzeumi műtárgyak 3D szkennelésére találták ki. A fejlesztésben a Phase One dán kameragyártó is részt vett.

Pedro Santos, a Fraunhofer IGD 3D technológiákkal foglalkozó részlegének vezetője és munkatársai évek óta dolgoznak nagyméretű szkennereken, műalkotások digitalizálásán.

„A 3D modellek rendkívül fontosak a kutatásban, és sokat segítenek műtárgyak és eredetük megértésében, elemzésükben. A virtuális és a kiterjesztett valóság vizualizációjához, teljes színskálájú nyomtatott fizikai utánzatokhoz is alapul szolgálnak” – nyilatkozta Santos.

A kutató azt is elmondta, hogy a műtárgyakra különleges biztonsági intézkedésekkel vigyáznak munka – szkennelés – közben. Például, ha hirtelen áramszünet jön, a szkenner robotkarja azonnal leáll stb.    

A szkennelő robotkart máris több múzeumban és archívumban használják. Nem kell hozzá szakértelem, az intézmények dolgozói is elboldogulnak vele. Mivel nem nehéz, szállítása könnyű; praktikus szerkezet. A múzeumi tapasztalatok, visszajelzések alapján a fejlesztők továbbfinomítják, korrigálják az esetleges hibákat.

A medicinában egyre gyakoribbak a bioprinting alkalmazások. Elterjedésről ugyan még nem beszélhetünk, de egyértelmű, hogy a jövőben komolyan kell számolni a technológiával. Lényegében, a printerek őssejteket tartalmazó biotintát raknak le rétegről rétegre, és így alkotnak bőrt, szövetet vagy akár valamilyen szervet.

A 3D nyomtatás orvosi felhasználásai és a bioprinting alkalmazásai közül a személyre szabhatóság a legfigyelemreméltóbb eredmény, mert így válik lehetővé, hogy a kezelés teljes mértékben a páciens egyedi szükségletei szerint történjen.

A Lausanne-i Szövetségi Műszaki Főiskola (EPFL) egyik spin-off cége, a Readily3D európai uniós projekt keretében fejleszt élő modellt a hasnyálmirigyről. Nyomatuktól azt remélik, hogy a cukorbetegség elleni gyógymódok, gyógyszerek kutatásában segít, hasznos eszközzé válik. Másrészt, az átültetésekhez szükséges donorok hiányát szintén megoldhatja. A regeneratív medicinában is hasznos szolgálatokat tehet.

Az Utrechti Orvosi Egyetem által vezetett ENLIGHT projektben több EU-s felsőoktatási intézmény vés gyártó esz részt. Mivel a hasnyálmirigy enzimeket és hormonokat, köztük inzulint termel, ha nem gördülékenyen működik, kortól függetlenül, bárki cukorbeteggé válhat. Gyerekeknél az egyik legelterjedtebb betegség, és sajnos az új gyógyszerek fejlesztése is lassan megy.

Ezért hozták létre a projektet.

A bioprinting használata azért nagyon előnyös, mert a páciens sejtjeiből újraalkothatók a beteg szövetek, és így a laboratóriumi teszteken kiderül, hogy melyik gyógymód a leghatékonyabb. A beteget megkímélik a hosszú próbálgatás kellemetlen mellékhatásaitól, a kezelés olcsóbb, és a technikával megtalálják az ideális megoldást.

A Readily3D bioprinter-gyártóként csatlakozott a projekthez, speciális technológiájukat hasnyálmirigy-szerkezetekhez igyekeznek igazítani. Új gépük az emberi test egyes részeit, például élő szöveteket hagyományos 3D nyomtatóknál sokkal gyorsabban tud printelni. Míg az utóbbiak több órát töltenek el egy centis darabokkal, addig a Realiity3D gépének ez nem egész egy perc.

A következő években az emberi szövet élő 3D modelljének elkészítése mellett, a modellhez jelzőmolekulákat adnak, amelyek utasításokat adnak a sejtnek.

A Formlabs sztereolitográfiás 3D nyomtatótechnológiája több iparágban, például a gyártásban, a fogászatban és az egészségügyben is népszerű. Most újabb területet hódíthat meg: miután printelt segédeszközök készültek halláskárosultaknak, a hangélményt javító, személyre szabott fülhallgatókat is nyomtatnak.

A hangfalak, fülhallgatók egyik abszolút specialistája, a Sennheiser AMEBO részlege ugyanis könnyen egyedire, a felhasználó saját fülére alakítható darabokat készít. A nyomtatott prototípuson tovább finomítanak, hogy a zenei élményt a lehető legtökéletesebb minőségben és a legnagyobb kényelemben élvezhessük.

„Izgalommal tölt el, hogy egyedi élménnyel immerzívebbé tesszük a zenehallgatást. A Formlabs osztja innovatív elképzeléseinket” – jelentette ki Véronique Larcher, az AMEBO igazgatója.

A Formlabs automatizált gyártómegoldásával az audió- és a zeneiparban is lehetővé válik termékek tömeges egyedire szabása. A Form 3B printerek és a folyamatok digitális munkamentbe integrálásával sikerül abszolválniuk a problémát.

Következőképpen történik:

A vásárló okostelefonjával, a Hearables 3D appal nem egész egy perc alatt leszkenneli a fülét. A szken minőségének feljavítását és a kimaradt fülrészek „rekonstruálását” mesterséges intelligencia végzi el.

A szkeneket közvetlenül felhőalapú gépitanulás-rendszerhez küldjük, amely a fülalakot statisztikai modellezéssel pillanatokon belül speciális fülhallgató-tervvé konvertálja.

A nyomtatásra kész tervet a számítási felhőből egyenesen a Formlabs PreForm szoftverére küldik. A program előkészíti a fájlt, majd jön a nyomtatás. Mivel a nyomat nagyon pontos, a felület puha és részletesen kidolgozott, minimálisra csökken a laboratóriumi utómunkálat.

„Úgy tűnik, hogy a Sennheiserrel való együttműködésünk következményeként megváltozhat a felhasználók és a márka közötti interakció. A termékfejlesztés személyre szabottabb, vásárló-központúbb lesz” – nyilatkozta Iain McLeod, a Formlabs Audio igazgatója.      

A Formlabs termékeit a FreeDee forgalmazza Magyarországon.

Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának Fejlett Védelmi Kutatások Ügynöksége, ismertebb nevén a DARPA Földalatti Kihívást hirdetett teljesen autonóm robotrendszereknek. Űrmissziók, a Hold, a Mars és más távoli bolygók felderítése közben ezekben a mostoha környezetekben, például barlangokban kell átmenniük, pontosan navigálniuk.

A hároméves kihívásban – versenyben – tíz csapat vesz részt. Egyikük, a NASA Sugárhajtású Laboratóriuma (JPL), az MIT, a Caltech, a dél-koreai KAIST és a svéd Lulea Műszaki Egyetem hatvan kutatójából, mérnökéből álló CoSTAR robotjához a Markforged 3D nyomtatóit használják.

Az amerikai cég egyben a csapat beszállítója és szponzora is. (A Markforged termékeit a FreeDee forgalmazza Magyarországon.)

A Földalatti Kihívás három terepből, alagútból, városi közegből és barlangból áll. A végső megmérettetésen a robotok más környezetben és körülmények között bizonyíthatnak.

Egy kompetitív rendszernek mindet abszolválnia kell, a CoSTAR eddig már több gyors iteráción esett át, egyre eredményesebb. 3DP nélkül viszont nem lenne az.

A Boston Dynamics legendás robotját Spotot vették alapul, a nehezebb terepekhez viszont módosítaniuk kellett rajta, például könnyű, de működő extra alkatrészekre, tartókra, burkolatokra srb. volt szükségük. Ezekhez kellettek a Markforged printerei és az Eiger szoftver. Kiderült, hogy a printelt darabok – összesen tizenöt – jobban teljesítenek, mint a hagyományos módszerrel, alumíniumból készültek.

A Nebula nevű robot 7 ezer lidar érzékelőjéhez is 3D nyomtatással készítettek szénszállal megerősített anyagból dobozt.

Az első két forduló előtti éjszakákon a hotelszobában nyomtatták a másnap a terepen használt alkatrészeket, pótalkatrészeket, amelyeket ugyan értek ütések, viszont nem hibásodtak meg, és így bármikor újrahasználhatók. Azaz bizonyítottak.

A csapat bizakodik, hogy Nebulát az autonóm gépi rendszerek iránt régóta érdeklődő NASA űrmisszióin fogják használni, és a messzi planéták idegen környezetében a földön kívüli élet kutatásában segédkezik majd.

Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma szállítókonténerben tárolható, teljesen működőképes, önálló 3D nyomtatógyár fejlesztésével bízta meg a binder jetting technológiában abszolút specialistának számító ExOne-t. A követelmények között szerepel, hogy a kb. 13 méter hosszú rendszert szárazföldön, vízen, levegőben egyaránt lehessen telepíteni, bárhol munkába lehessen állítani.

A vállalat gépeivel több mint húsz anyagból – fémekből, kerámiából, kompozitokból – készíthetők nyomatok; egy kereskedelmi forgalomban lévő printert alakítanak át katonai használatra. Az új rendszer egyedi arculatot kap, figyelembe veszik, hogy szokatlan és barátságtalan terepeken is könnyen be lehessen vetni.

„A binder jetting nyomtatótechnológia gyorsasága, rugalmas anyagkezelése és egyszerű használata miatt kritikus a hadsereg számára. Gépeink égető szükségletek gyors megoldásában fognak fontos szerepet betölteni” – magyarázza John Hartner, az ExOne vezérigazgatója, majd hozzáfűzte: természetesen izgatottan várja a hadsereggel való együttműködésük eredményét, jövőjét.

A helyszínen, szükség esetén katonák működtetik majd a rendszert, és így válság idején a kiadások mellett hetek, hónapok munkája csökkenthető le néhány napra, vagy még rövidebb időre.

A törött vagy meghibásodott darab fájlja alapján printelnek, semmi klasszikus gyártómegoldás nem kell hozzá, mint ahogy a költséges raktárt sem kell veszélyzónába szállítani, mert lesz helyette digitális könyvtár. Ha pedig nincs hozzáférhető fájl, mert annyira öreg részről van szó, akkor precíziósan leszkennelik, és a szken alapján elkészülhet a pontos nyomat. Mindez a helyszínen, a hadsereget sok felesleges logisztikai kínlódástól megkímélve történik.  

A fejlesztőknek nem lesz könnyű dolguk, hogy a felturbózott rendszeren bármilyen mostoha viszonyok között is ugyanolyan minőségi nyomatokat állítsanak elő, mint gyártásra optimalizált üzemekben a mostanival.

A technológia használatát is a körülményekhez kell igazítani. Le kell egy kicsit egyszerűsíteni, hogy nem szakemberek is tudják kezelni, illetve a rendszert működtető szoftver még hangsúlyosabb lesz, a személyzetnek pedig tréningeket fognak tartani. Mindezek mellett fontos cél, hogy kevés technikai ismerettel is lehessen használni.

A Stratasys a 3D nyomtatás átalakulásának egyik élharcosa. Az átalakulás lényege, hogy a 3DP meghatározó ipari technológiává vált, amelyet például a légjármű-, autó-, fogyasztói és egészségügyi szektorbeli egyre markánsabb szerepe szemléltet.

Intelligens és hálózatba rendezhető printereivel, polimer nyomtatóanyagaival, szoftver-ökoszisztémájával és szolgáltatásaival, a Stratasys a gyártófolyamat és az értéklánc összes fázisában, pontján szert tud tenni versenyelőnyre. Megrendelői száma és súlya folyamatosan nő, a vállalat pedig egyre minőségibb megoldásokat kínál nekik.

A sztereolitográfiával működő ipari rendszerek a szerszámkészítéstől az anatómiai modellekig, számos területen hasznosulnak. A nyomatok felülete tökéletesen kimunkált, a print nagyméretű is mehet, a munka gyorsabb, a költségek alacsonyabbak. A világszerte működő ipari sztereolitográfiai rendszerek összértéke már kb. 150 millió dollár, és egy ideig minimum évi 10 százalékos növekedés várható.

Miután a Stratasys felvásárolta a rétegek nélküli digitális fényfeldolgozással (DLP) működő technológiáiról ismert Origint, a sztereolitográfia egyik nagyágyúját, a brit RP Supportot (RPS) is megvette.

A Stratasys ugyan folyamatosan dolgozik saját sztereolitográfia technológiáján, de gyorsabb és kifizetődőbb megoldásnak látta, ha megvásárol egy bejáratott technikával dolgozó céget. Az RPS Neo gépeivel jó esélye van az alkalmazások bővítésére.

A gépek pontosak, finom részletek dolgozhatók ki velük, az anyagok jól ellenállnak vegyi folyamatoknak, hőnek, rugalmasak, tartósak. Viszonylag rövid idő alatt nagyobb nyomatok készíthetők az ipar 4.0-ra felkészült, azzal „kompatibilis” printerekkel. A kamerával kiegészített Titanium kontrollprogram jól funkcionál, távolból is működtethető, a printek egyedire alakíthatók ki vele. A nyomtató automatikus e-maileket küld a munkafolyamat állapotáról. A Stratasys GrabCAD munkafolyam szoftverébe kívánja integrálni a Titaniumot, és bizakodik, hogy a felvásárlás után a világ legkomplexebb és legjobb 3DP polimer portfolióját kínálják ügyfeleiknek. Szerintük a Neo minden mást ver a piacon.

„Azért fejlesztettük a Neo gépcsaládot, hogy magasabbra állítsuk a következőgenerációs nagyméretű ipari sztereolitográfiás printerek mércéjét” – nyilatkozta az RPS-t vezető David Storey.

A brit Forma-1 versenycsapat Williams Racing nemrég több Neo 800 gépet vásárolt. Karácsony körül a gépek napokig emberi jelenlét nélkül működtek, a vezetőség maximálisan elégedett az akkor készült nyomatokkal.

A lehetőségek most mind a Stratasys, mind az RPS számára tovább bővültek.

A gépgyártással foglalkozó európai vállalatok érdekképviseleti szervezete, a szakterületi uniós szabályozásban fontos szerepet játszó CECIMO közzétette a kontinens additív gyártásáról készülő anyag első részének eredményeit. Az ipari szereplők részvételével végzett kutatás a 3DP nagyobb trendjeit igyekszik azonosítani.

Megállapították, hogy összességében a területi export nő, egyes szektorokban, például az egészségügyben a növekedés az átlagot jelentős mértékben meghaladó 61 százalékos is lehet.

A felmérés első körét 2020-ban, hat hónapon keresztül végezték. A CECIMO nemzeti szintű szervezetei több országban besegítettek. 3D nyomtatással foglalkozó cégektől összesen 86 választ kaptak. A válaszokban exportról, megrendelésekről, nyomtatóanyagokról, ügyfelek kívánságairól és befektetési trendekről szolgáltattak adatokat.

Kiderült, hogy a Covid-19 világjárvány negatív hatásai ellenére, a szakterület köszöni, jól van. Termékek, részek, gépek, anyagok és szolgáltatások eladásai, valamint az európai 3DP piac, mind-mind bizakodásra okot adó növekvő trendet mutatnak. Egyes szektoroknál és anyagoknál a növekedés sokkal gyorsabb, mint másoknál, közéjük tartozik az egészségügy is.

A fémek eladása 44,3, a műanyagokból befolyó pénzek 55,6 százalékkal nőhetnek. Az egészségügyi szektor kimagasló teljesítése pedig részben, de nem teljes mértékben a Covid-19-nek tudható be.

Ezzel szemben, más területeken, köztük a légjármű- és az autóiparban visszaesés tapasztalható, amely rövidtávon folytatódni is fog.

A CECIMO most a második kör elindítását készíti elő.

A 3D nyomtatás az ipar 4.0 egyik fundamentuma – írja a negyedik ipari forradalommal szinonimaként használt jelenségről elemzésében a 3D Natives szakportál. Az ipar és a kapcsolódó üzleti tevékenységek automatizálása és digitalizálása az indusztriális forradalmak összes ismérvével rendelkezik: kialakulóban lévő, gyorsan felfutó technológiák határozzák meg, ezek a technológiák szélsebesen megváltoztatják az ipari termelés módszereit, miközben az általuk kivált gazdasági és társadalmi változások az emberi fejlődésre is komoly hatást gyakorolnak.

A 18. századtól három ipari forradalom zajlott le eddig. 2014-től a gazdaság és a társadalom a technológiák, különösen az ICT exponenciális növekedése miatt, a negyedik hatásait kezdi érezni: fizikai, digitális és biológiai rendszerek intelligens gyártóhálózatba integrálódnak. A hálózatok alkotóelemei folyamatos interakcióban állnak egymással, együttműködnek. A rugalmas, „okos” és autonóm megoldásokat olyan diszruptív technikák mozgatják, mint – a teljesség igénye nélkül – a dolgok internete (IoT), a blokklánc, a mesterséges intelligencia és változatos területei, a robotika, a big data miatt virágzásnak indult adattudomány és természetesen a 3D nyomtatás.

Kialakulóban a jövő ipara, az Okos Gyár (Smart Factory).

Mivel 3D terveket beavatkozás nélkül termékké képes alakítani, és feleslegessé tette a korábbi drága szerszámok használatát, egyszerűsíti az utófeldolgozást, minimalizálja a generált hulladék mennyiségét és az emberi jelenlétet, a 3DP kulcsszereplője az autonóm, automatikus és intelligens rendszerek, hálózatok közötti információcserének, gyártásmenedzsmentnek.

Alkalmazásával az üzemek rugalmasabbá válnak, hatékonyabban elégítik ki a folyamatosan változó és egyre nehezebben prognosztizálható piaci szükségleteit. Minden korábbinál személyre szabottabb termékeket állít elő, lehetővé teszi az egyedi tömegtermelést. Alapvetően környezetbarát, így a klímakatasztrófa árnyékában rendkívül fontos, hogy támogatja a kevesebb erőforrást elhasználó és a korábbi, rivális technikáknál összehasonlíthatatlanul kisebb környezeti lábnyomot hagyó fenntartható gyártást.

A 3DP ma már teljesen érett technológiának tekinthető, a csúcspontot az orvosi implantátumok jelentik, de az autóipartól, az ellátási lánctól az oktatásig, vagy a bioprintingen keresztül gyógyászati kutatásokig, szinte mindenhol jelen van.

A nyomtatótechnikák és -anyagok számának folyamatos növekedésével, az egyre több kutatással és szakterületi vállalkozással drasztikusan nő az alkalmazási lehetőségek köre. Több iparágban már ma a legkedveltebb gyártótechnológia, és a Covid-19 alatt hatékonyan bizonyította, hogy válságban is nagyon működőképes.

Az ipar 4.0-ához kapcsolódó startupok zöme a Szilícium-völgyben, New Yorkban és Londonban működik, de a világ más részein is egyre több működik.