FREEDEE BLOG

Az indiai Intech Additive Solutions hosszú kutatásfejlesztést követően, egy éve dobta piacra iFusion SF1 fémnyomtatóját. Most már itt a folytatás is, mert a cég gyárában, a déli tech-fellegvár nagyváros Bengaluruban (az egykori Bangaloréban) elkészült a nagyméretű folytatás, az iFusion LF. A gép teljes mértékben „made in India”, az összes munkát helyben végezték.

A lézeres porágy-fúzióval működő rendszer építőterülete 450x450 milliméter, ami óriási méretnövekedés az SF1 150x180 milliméteréhez képest. A printer több konfigurációban beszerezhető, 500W lézer az alap, de 700-zal és 1000-el is rendelhető.

A gép az Intech fémnyomtató szoftvercsomagjával működik, és számos anyaggal kompatibilis: alumíniummal, titánnal, acéllal, Inconellel (nikkel-krómalapú szuperötvözetek), kobalt-krómmal stb. Egyértelműen indusztriális célt szolgál, az elképzelések alapján elsősorban a légjármű-, az autóipar, a szerszámkészítés és az egészségügy igényeit elégítik ki vele.

„Az indiai cégek komolyan érdeklődnek a nagyméretű, 400 milliméternél nagyobb nyomatokat készítő gépek iránt” – nyilatkozta az additív gyártásban öreg motorosként számon tartott Pradeep Nair, a cég hardverértékesítési igazgatóhelyettese.

Eddig az volt a probléma, hogy az összes ilyen printert importálniuk kellett, és túl drágán értékesítették őket, így kevés vállalat engedhette meg magának a vásárlást. Másrészt, ha meghibásodtak, sokáig kellett várni a pótalkatrészre, nehezen ment a szervizelés.

A helyi cégek ezek az okok miatt inkább közepes méretű, de kevésbé drága 3D fémnyomtatókat vásároltak, így az Intech valós piaci rést tölt be. Gépeit elsődlegesen a helyi piacra fejleszti (de a „Made in India, built for the World” szlogennel azért a nagyvilágra is gondol), nagyobb hozzáférést biztosítva, igyekszik lerövidíteni a beszállói láncot.

A 3DP egyre népszerűbb a szubkontinensen, szaporodnak az ipari alkalmazások, nő a startupok száma. Az Elektronikai és Informatikai Minisztérium az additív gyártást kritikus technológiaként azonosította. Az Intech mindent megtesz azért, hogy tényleg az legyen.

A 3DP egyik leglátványosabb területe épületek printelése. A világ több pontján nyomtattak már, Európában a dán COBOD vállalat az élharcos.

BOD2 gépük a világ legnagyobb és leggyorsabb épületnyomtatója, Henrik Lund-Nielsen alapító-vezérigazgató a 3D Natives szakportál szerint 2020 tíz legbefolyásosabb iparági személyének egyike volt. Cége Németországtól Szaúd-Arábiáig több helyen vett részt 3D nyomtatáson alapuló úttörő építészeti projektekben.

A 3D printereket értékesítő és 3DP szolgáltatásokat kínáló dán 3D Printhuset által alapított COBOD első gépét, a BOD-ot (Building On Demand) használták 2017-ben az első nyomtatott európai épülethez. A BOD2 a korábbi gép felújított változata. Kapacitását illetően, elég nagy háromszintes épületek, szintenként több mint 300 négyzetméter létrehozásához.

A COBOD szakértelméről sokat elárul, hogy a GE Additive egyik partnere, amellyel 200 méter magas szélturbinákat printelnek. Máskor négy nap alatt készültek el három és fél házzal, óránként nyolc négyzetméterrel.

Legutóbb a dél-indiai Tamilnádu állam fővárosához Csennaihoz (az egykori Madrashoz) közel nyomtattak a BOD2-vel kétszintes, 65 négyzetméteres házat. A Mumbai (Bombay) székhelyű és a világ harminc legnagyobb szakterületi beszállítója közé tartozó L&T Construction, a 21 milliárd dollár értékű technológiai, mérnöki és építészeti Larsen & Toubro konglomerátum építőipari részlege volt a kivitelező.

A nyomtatáshoz az L&T Construction saját fejlesztésű, helyben beszerezhető anyagokból álló betonkeverékét használták. A cég most dolgozott másodszor a dán printerrel, első munkájuk 22 négyzetméteres, egyszintes ház volt, hálószobával, nappalival és konyhával.

Lund-Nielsen elégedett az eredménnyel, az együttműködés szerinte globális jelentőségű a 3DP ipar számára, hatalmas előrelépés.

„Azt jelzi, hogy egyre több hagyományos építőipari cég alkalmazza a 3D nyomtatótechnológiát, ráadásul az L&T által fejlesztett, valódi betonnal való munka, mivel továbbcsökkenti a költségeket, szintén szignifikáns. Döbbenetes, hogy ennyire remek, nyomtatható betont állítottak elő” – nyilatkozta Lund-Nielsen.

Az 1966-os Őrjárat a kozmoszban – Az Orion űrhajó fantasztikus kalandjai az első (hétrészes) német, akkor még nyugatnémet sci-fi tévéfilmsorozatként vonult be a mozgóképkultúra történetébe. Hatalmas siker volt, kultikus alkotás született, az Orion név fogalommá vált.

A Lockhead Martin bejelentette, hogy kész a nevével az egykori sorozat legendás járműve előtt tisztelgő űrhajóval: összeszerelte és a Kennedy Űrközpontban tesztelték az Artemisz I misszió keretében még idén a Holdra tartó, idővel talán a Marsra is eljutó gépet.

A Lockhead Martin a NASA elsőszámú beszállítója, ők építették az űrhajó főbb részeit. Több modulja készült 3D nyomtatással, mint ahogy a kilövő és a rendszerhez tartozó SLS rakéta számos darabját szintén printelték.

Az Artemisz I misszió lesz az Orion első útja a világűrben. Emberi személyzet nélkül fog repülni, három hetet tartózkodik fent, körbekerüli a Holdat, majd visszatér a Földre. Ez lesz a teszt, leellenőrzik és hitelesítik az űrhajót, a rakétát és a földi rendszereket. Ha mind sikerrel járnak, az Oriont emberszállításra alkalmasnak nyilvánítják.

„Egyedi űrhajó, építői fantasztikus munkát végeztek. A misszió látványos lesz, de még fontosabb, hogy bebizonyítja: az Orion képes humán személyzet biztonságos oda-visszaszállítására. Az űrkutatás új korát hozza el” – nyilatkozta elégedetten Mike Hawes, az Orion igazgatóhelyettese, a Lockhead Martin programmenedzsere.

Az Artemisz I értelemszerűen csak a kezdet. A rákövetkező misszió, az Artemisz II már emberekkel lesz, szintén a Holdra tart és onnan vissza. Nem szállnak le, csak körülötte végeznek tudományos munkát.

Az Artemisz III nő- és férfi-asztronautája viszont le is szállni a Holdon, azaz először jár majd nő az égitesten. Az Orion körülötte fog keringeni, felszínre speciális leszálló egység viszi őket.

Az Artemisz III-V és az azokat követő három misszióhoz a NASA három-három Oriont rendelt a Lockhead Martintól.

Az ExOne a binder jetting eljárással működő 3D fémnyomtatók egyik legismertebb gyártója. Gépeik az MIT-n (Massachusetts Institute of Technology) 1996-ban fejlesztett technológiájával dolgoznak.

A cég a napokban mutatta be új online számlálóját (ExOne Production Metal Cost Calculator), amely más 3DP és hagyományos gyártómódszerekkel hasonlítja össze az aktuális nyomtatás költséget. Felbecsüli, mennyibe kerül az adott fémdarab binder jettinggel való printelése. A becsléshez a cég Pro sorozata bármelyik termékének megvásárlását veszi figyelembe, lényegében (majdnem) négy gépről van szó.

Az új lehetőségek összehasonlításához akarnak nagyobb transzparenciát biztosítani. A számításokhoz a költségek átfogó skáláját veszik figyelembe: kezdő befektetést, átviteli sebességet, anyagok, kötőanyagok, nyomtatófej-cserék ára stb.

John Hartner vezérigazgató és csapata bízik abban, hogy rendszereik a legjobb opciók. A számok őket igazolják: gépeiket eddig több mint húsz országban telepítették, nagy a munkaterületük, gyorsak.

Az X1 25 Pro printert a 2018-as Formnexten mutatták be, majd az óránkénti 3600 köbcentiméter sebességgel dolgozó Innovent +, 2019 végén pedig a végtermékek széleskörű gyártására kitalált, a vártnál is masszívabbra sikerült extra-nagy X1 160 Pro következett (10 ezer köbcenti/óra). Legújabb rendszerük az InnoventPro az Innovent+ frissített változata valamikor idén kerül piacra.

Az ExOne gépcsalád húsznál több anyag printelésére alkalmas, minősítésük is van róla; a gépek és az anyagok egyaránt támogatják a számláló működését.

Az online számlálónak több bemeneti adatot kell megadnunk: milyen anyagokkal akarunk nyomtatni, milyen gépet használunk, mekkora lesz a nyomatok mérete és térfogata. Ezeket és más paramétereket is figyelembe véve kalkulálja ki az adott darab előállítási költségét.

Az új eszköz egyik haszna, hogy a binder jetting gépekre váltó, fémekkel foglalkozó gyártók alapos összehasonlításokat végezhetnek, és így pontosan tudják, mire számíthatnak vásárláskor.

A Genf melletti CERN, az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet Nagy Hadronütköztetője (LHC) a valaha épített legnagyobb és legkomplexebb gépi rendszer. Az utóbbi években a központban többször használták a 3D nyomtatást, például a 3D Systems az LHCb kísérlet keretében, 2019-ben komplex hűtőbordát printelt.

Az LHCb az ütköztető gyűrűjének öt detektora közül az egyik, az úgynevezett b-kvarkokat tartalmazó hadronok kölcsönhatásával kapcsolatos méréseket végez. Most újabb „frissítéseket” hajtanak végre rajta.

A 3D nyomtatótechnológiával a monumentális rendszer működésébe besegítő egyedi alkatrészeket állítanak elő. A 3D Systems mérnökei, a DMP Flex 350 printerrel összesen 44 részből álló precíziós hűtőrendszeri komponenst készítenek. A tömb vékony darabokból áll össze.

Az egész 11 oszlopot tartalmaz, és a 44 darabot, különleges ötvözetet használva, összesen három nap alatt állították elő. Hagyományos gyártómódszerekkel lényegesen tovább tartott volna, már, ha egyáltalán kivitelezhető lett volna más megoldással. A pontosságról árulkodnak a számok: a rétegek vastagsága mindössze 30 mikron.

A fémnyomtatót rugalmas alkalmazásokhoz fejlesztették: kutatásfejlesztési projektekhez, alkalmazásfejlesztéshez, sorozatgyártáshoz, méretezhető alkatrészgyártáshoz. A gyorsan cserélhető modulok és a nyomtatópor újrahasznosításának sebessége a gyártást is jelentősen felgyorsítja. A nyomtatást, anyagokat, beállításokat, a karbantartást és a hét minden napján, napi 24 órában való működést központi szerver kezeli.

A 3D Systems több mint 500 ezer bonyolult fémdarabot printelve, tökéletesítette a rendszert, folyamatosan javítva a termékfejlesztő és a gyártócsoport közötti együttműködést. A gép integrált csomag központi eleme, amelyhez LaserForm anyagok, a fémgyártásra kidolgozott 3DXpert szoftver, anyag-adatbázis tartozik még.

Az autógyártók az elsők között kezdték el alkalmazni a 3D nyomtatást, és egytől egyig pozitívan beszélnek a technológiáról.

Az európaiak közül a Ford Spanyolország használja elsőként a Formlabs nagyméretű Form 3L gépét. A valenciai üzemben a desktop Form 3-mal eddig is dolgoztak, a 3L viszont komoly méretnövekedést jelent. Mivel a 3DP-vel a hagyományos gyártóeljárásoknál gyorsabban és olcsóbban készítenek el egyedi alkatrészeket, nyomatokat, prototípusokat, kifejezetten elégedettek vele.

A sztereolitográfiával működő Formlabs 3D nyomtatók sokat segítenek a végtermékre nagyon hasonlító prototípusok előállításában. A 3DP a Ford számára eddig leginkább akkor volt hasznos, amikor autómotorok minőségellenőrzéséhez kellett speciális eszközöket készíteniük. Ezekben az esetekben a tervezéstől, a prototípuskészítésen keresztül a végtermékig, a teljes gyártóciklusnak a valenciai üzem adott otthont.

A 3L printerekkel műanyagkupakokat gyártottak vákuumtesztekhez, amelyekkel a motor szivárgását ellenőrzik. A speciális kupakokat a motort vizsgáló műszerhez dolgozták ki. A szoros tömítés miatt rugalmasnak kellett lenniük, és a teszteken is bírniuk kellett az alacsony nyomást.

A tervezés után a prototípuskészítés következett, majd a végtermékek. Mivel mindössze ezer kupakra volt szükségük, a 3DP abszolút ideális technikának bizonyult. Többször másnapra kellett egy-egy kupak, így nagyon fontos volt, hogy a lehető leggyorsabban, plusz helyben készüljön el, ami azt is jelenti, hogy nem volt szükség külsős beszállítókra.

A Formlabs büszke és elégedett, hogy olyan világhírű autógyártók használják a technológiáját, mint a Ford, és a 3DP-nek köszönhetően, nem függenek óriási ellátási láncoktól, sokkal nagyobb a függetlenségük. Ráadásul a Form 3L nyomtatóterülete akkora, hogy több kupakot egyetlen nyomtatással készítettek el.

A Formlabs termékeit a FreeDee Printing Solutions forgalmazza Magyarországon.

A vezető 3D szoftvergyártó Autodesk a terület legrégebbi motorosa, az alapítási évben, 1982-ben kiadott AutoCAD óta portfoliója folyamatosan bővül, ügyfelei szerteágazó területeket képviselnek: gyártóipart, építőipart, szórakoztatóipart, a média világát stb. A cég programjaival terveznek, vizualizálják ötleteiket, szimulálják elképzeléseiket.

Az additív gyártásban jó ideje az egyik legforradalmibb technológiát látják, amellyel termékek hamarabb a piacra kerülnek, könnyebbek és közben kevesebb hulladék is generálódik.

A cég elsőszámú terméke, a Fusion 360 szoftvercsalád folyamatosan bővül. Felhasználói könnyebben kísérletezhetnek új eszközökkel, egyetlen tervező és gyártóplatformként működve, egyetlen adatmodellt használ, amellyel megszünteti a kereszt-platformok fájlkonverziós problémáit, adat- és infóvesztését, nincs szükség tervek újraalkotására.

A Fusion 360 Team együttműködés-alapú CAD/CAM program felhasználói egymás szakértelméből profitálhatnak, amivel egyrészt a tervezési láncok igazi globális hálózatokká alakulnak, másrészt lerövidülnek az ellátási láncok.

A CAD, költség-előrejelző, maró és más célokra használható Fusion 360 eddig is masszív támogatást nyújtott az additív gyártáshoz, modellezéshez, dokumentáláshoz stb., most pedig a Netfabb csomaggal egészült ki, amellyel a támogatás tovább nő.

A Netfabb a Fusion 360-ra épülő webalapú előfizetéses szolgáltatás nyomatokra vonatkozó könyvtárakkal, additív rendszerek és anyagok paramétereivel, szimulációs eszközökkel egészíti ki a szoftvert, amelyhez a Netfabb előfizetői automatikusan hozzáférnek. Prémium és Ultimate előfizetéssel további funkciók érhetők el.

Az Autodesk célja a bővítéssel a tervezők, mérnökök és gyártók közötti együttműködés növelése. Az additív gyártó folyamatok egymástól elkülönülő elemeit szeretnék egységes, összefüggő munkamenetbe, automatizált szakaszokba integrálni, és lehetővé tennék, hogy mindezek az ellátási lánccal is közös hálózatot alkossanak.

Az ipar 4.0 törekvésekkel foglalkozó Autonomous Alley tudásközpont által vezetett DIAMOnD projekt keretében, a Markforged michigani gyártóknak juttatott 3D nyomtatóiból. A gépeket kifejezetten az ipar 4.0-ra való átálláshoz fogják használni.

Több mint 200 gyártóról van szó. A printerekkel első körben személyes védelmi felszerelésekhez készítenek tárgyakat, amivel kapcsolódnak a projekt egyik legkonkrétabb céljához: a Covid-19 elleni küzdelem részeként, pótolják az egészségügyi eszközökben tapasztalható hiányt.

Jelen állás szerint ennyi gyártóval ez a világ legnagyobb sürgősségi hálózata.

Minden egyes printer blokklánc-szerűen működtetett, az Automation Alley által üzemeltetett, központi számítási felhőhöz kapcsolódik. Az Automation Alley a gyártók ellátási láncának hatékonyságát és rugalmasságát növelendő, választotta a Markforged 3DP platformját, amelyet a Microsoft Azul felhő-technológiájával kapcsoltak össze.

Nem ez az első eset, hogy Markforged gépeket vetnek be a pandémia ellen. Printeltek már orrtesztekhez darabokat, használták a cég anyagait, ráadásul a printerek az átlagnál gyorsabban dolgoznak, óriási potenciál van bennük.

Mint ahogy, az Autonomous Alley szerint, Michigan additív gyártószektorában is. Most az egészségügyi célú nyomtatás hatását figyelik, aztán más területek kritikus alkalmazásait fogják.

A projektben többek között öntőformák, folyékony és gáztermékek gyártói, automatizációs megoldásokat kínáló cégek vesznek részt. Sokak elmondása alapján, a Markforged printereket látva, fogták fel a technológia lehetőségeit.

„Vészhelyzetben hagyományosan a kormányok működtették az információt és a javakat elosztó hálózatokat. Ez az első sürgősségi hálózat, amely igény szerint gyártja a szükséges tárgyakat. Személyi védelmi felszerelések előállításáig a tömeges ellátási lánc rugalmasságáig, a kezdeményezés remekül szemlélteti, mire képesek a számítási felhőhöz kapcsolódó 3D nyomtatóhálózatok” – nyilatkozta Michael Kelly, a Markforged egyik vezetője.

A Markforged termékeit a FreeDee Printing Solutions forgalmazza Magyarországon.

Hagyományos gyártótechnológiákkal megdolgozott sok jó minőségű, kifejezetten nagyteljesítményű ötvözet egyszerűen nem kompatibilis az additív gyártással. Fémnyomtatás közben még az extrém hőt és vegyi anyagok hatásait általában jól tűrők, kritikus légjármű-ipari alkalmazásokhoz használt ötvözetek is gyakran megrepednek, károsodnak.

A repedések, törések folyékony és szilárd állapotban egyaránt bekövetkezhetnek. Sokan pontosan ezért nem printelnek egyes ötvözetekkel, amelyek egyébként például növelik a repülő-motorok teljesítményét vagy energiahatékonyságát.

Ezért komoly kihívás additív gyártásra alkalmas, kiváló ötvözetek fejlesztése, a meghibásodások kiküszöbölése.

Az amerikai Argonne Nemzeti Laboratóriumban gépitanulás-alapú módszert találtak ki a hibák felderítésére. Valósidejű hőmérséklet-adatokat előrejelző algoritmusokkal vizsgálva, képesek kimutatni a porágyas fúzió közbeni problémákat. A módszerrel, a megfelelő paraméterek beállításával megelőzhetők ezek a hibák.   

A Santa Barbarai Kaliforniai Egyetem és az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium kutatói más utat járva, törés- és repedésmentes, meghibásodásnak ellenálló új kobalt-nikkel szuperötvözetet fejlesztettek és jelentettek be. Az ötvözet jól megmunkálható magas hőmérsékleten történő porágyas fúziós technikákkal, például szelektív lézeres (SLM) és elektronsugara olvasztással (EBM).

Mindkét eljárással tesztelték, és elégedettek vele.

A kutatók szerint anyagukban főként azért rejlenek rendkívüli lehetőségek, mert extrém hő és eddig zavaró más körülmények között is jól használható. Az ötvözet nagyjából azonos mennyiségű nikkelt és kobaltot tartalmaz, de kisebb mértékben más elemek, például alumínium és króm is van benne. Míg a legtöbb ötvözet olvadási hőmérséklete kb. 50 százalékánál kezd mechanikusan „romlani”, az új anyag 90 százalékig nem változik, szakítószilárdsága és a nyúlása is megfelelő.

A 2008-ban létrejött Roszatom, az Oroszországi Föderáció atomenergetikai iparágát összefogó és felügyelő állami atomenergetikai konszern Additív Technológiák (RusAT) leányvállalata különleges központot alapított Moszkvában. A központban a 3DP technológiákat tesztelik, és lehetőségeiket mutatják be ipari cégeknek.

A Roszatom szelektív lézeres olvasztással működő rendszereit (RusMelt 300M, 600M és 600 RM) használják a kategóriájában, Oroszországban egyedülálló, fejlesztéssel, tervezéssel, gyártással, utómunkálatokkal és laboratóriumi termékkutatással egyaránt foglalkozó létesítményben.

Alekszej Lihacsov, a Roszatom vezérigazgatója szerint a központ alapítása mérföldkő, a későbbiekben pedig egész hálózatot akarnak kiépíteni azokban a városokban és régiókban, ahol a konszern vállalatai tevékenykednek. A 3DP fejlődése és alkalmazásai a teljes atomiparra kihatnak – véli Lihacsov.

Az első központ egyfajta pilotplatform, ahol a Roszatom mérnökei a legjobb technológiai és üzleti javaslatokat dolgozzák ki az ügyfeleknek. Az intézményben még teljes egészében nyomtatott, atomalapú üzemanyagok készítésénél használható törmelékszűrő is található. Egy ilyen szűrőt nagyon nehéz előállítani, 3D nyomtatással viszont nőtt a tervopciók száma, és kevesebb anyag is kellett hozzá, mintha hagyományos gyártóeljárást alkalmaztak volna.

Következő lépésben a központ arzenálját további komplex printerekkel bővítik, a fémpor-alapú mellett fotopolimer nyomtatást is terveznek, szelektív lézeres szinterezéssel (SLS) és sztereolitográfiával készítik majd a printeket. A tesztelő és a kiegészítő felszerelések szintén bővülni fognak.

A központ helyszíne, a Moszkvai Polimetál Üzem vitatott, ugyanis a szovjet-érában, az 1960-as évekig ugyanott uránt és tóriumot igyekeztek kinyerni fémekből, és a környezettudatosnak egyáltalán nem nevezhető eljárások közben radioaktív hulladék termelődött. Egyes vélemények alapján a helyszínen még mindig van belőle, Greenpeace aktivisták szerint a megengedettnél nagyobb a sugárzás mértéke.

A Roszatom mindezek ellenére biztonságosnak tartja a helyet, ahol a 2018-ban alapított RusAT változatlanul az indulásakor meghatározott négy területre összpontosít: 3D nyomtatók és alkatrészeik, anyagok és fémporok gyártására. Elmondásuk alapján az orosz printerek nemcsak 20 százalékkal olcsóbbak a külföldieknél, de a teljesítményük is jobb.

Általános céljuk az additív gyártótechnológiák ipari térnyerése, az atomipartól kezdve, az űrtechnológiákon keresztül, az egészségügyig. Saját fejlesztésű gépeikkel és anyagaikkal ehhez szeretnének hozzájárulni.