FREEDEE BLOG

A General Motors (GM) régóta foglalkozik 3D nyomtatással, szerteágazó tevékenységével az additív gyártás ipari térhódításának egyik élenjárójának számít.

A mamutcég most 1400 négyzetméteres Additív Iparosítási Központot (AIC) nyit. Az új létesítmény kimondott célja a 3D nyomtatótechnológiák autóipari termelőtevékenységének növelése.

Az AIC a GM szakértelmének és az utóbbi években egyre komolyabb szakterületi beruházásainak lehet a jelképe. Alkalmazkodnak az átmeneti korhoz, ők is az ipar 4.0-át készítik elő, és igyekeznek minél agilisabbá válni. Az agilis gyártás különböző termékek összeszerelése közötti gyors átállások képessége, egyre fontosabb napjaink gyártóiparában.

„A GM átalakulásának kulcseleme, hogy agilisabb, innovatívabb vállalattá váljon, és a 3D nyomtatás kritikus szerepet játszik ebben a küldetésben. Hagyományos folyamatokkal összehasonlítva, 3DP-vel hetek vagy hónapok helyett napok alatt, jelentősen alacsonyabb áron készíthetők el tárgyak” – nyilatkozta a GM Additív Tervezés és Anyagmérnökség részlegét vezető Audley Brown.

A nagyvállalat additívgyártás-részlegeiben eddig összesen 75 rendszert telepítettek. Az átfogó tevékenységre kitalált AIC-ben 24 nyomtatót üzemeltek be. A gépeket úgy osztották el, hogy a központot polimer- és fémprintelésre is használhassák. Több technikával dolgoznak: szelektív lézeres szinterezéssel, szelektív lézeres olvasztással, multi-jet fúzióval, szálhúzással (FDM).

Additív technikákat és alkalmazásokat hivatottak hitelesíteni. A GM kockázati befektető és kutatásfejlesztési ága az AIC együttműködő partnere, ami egyértelműen interdiszciplináris és integrált vállalati megközelítést, felgyorsított termék- és eszközfejlesztést jelent.

„A prototípuskészítéstől a szerszám- és járműgyártásig, a GM egyre nagyobb mértékben használja a 3D nyomtatást. A központtal ezt folytatjuk, a technológia vállalaton belüli alkalmazását gyorsítjuk fel” – magyarázza Ron Daul, a GM Additív Gyártás és Polimer Központjainak igazgatója.

Az építészet évek óta a 3D egyik leglátványosabb alkalmazási területe, először Kínában printeltek házakat, majd a világ más pontjain, így magától értetődően Dubaiban is. Nem akármit, hanem stílszerűen jövőmúzeumot.

A technológiát azonban nem csak látványos és szenzációs épületprojektekhez használják. Latin-Amerikában például szegényebb rétegek lakhatási viszonyain szeretnének segíteni vele.

Az Egyesült Arab Emírségek közismerten mindent megtesz az additív gyártás népszerűsítéséért. Nagyléptékű állami beruházások, Dubai technológiai csomópont (hub) szerepben és hasonlók szerepelnek az agendájukban. Az ország ráadásul nemcsak a zászlóshajó Dubaiból áll, mert más részein szintén előszeretettel nyúlnak a 3D nyomtatáshoz.

E tendenciát szemlélteti, hogy a Közép-keleti Mérnöki Technológiák, a MEET (Middle East Eng. Technologies) nemrég fejezett be Sharjah emírségben egy villát. A nyomtatás mindössze két hétig tartott, a megnyitóra december 15-én, kedden került sor.

A villa a Sharjah Kutatástechnológiai és Innovációs Park (SRTIP) területén található. A munkában a 3DP emírségekbeli térhódításában erősen érdekelt, helyszíni tréningeket tartó és más segítséget szintén nyújtó holland CyBe Construction is részt vett.

Az épület különlegessége, hogy ez az első nyomtatott villa, amelynek tervezőit egyértelműen megihlette az emírségek kulturális öröksége, erősen hatottak rájuk építészeti hagyományai. A kivitelezés a köz-, a magán és az akadémiai szektor hatékony együttműködését példázza.

Az építők környezetvédelmi szempontokról, a jelen és a jövő generációi számára rendkívül fontos tiszta energiaforrásokról sem feledkeztek meg – a villát ezért napenergia működteti. Nem meglepő módon, a legújabb napelemeket használják hozzá.

Az SRTIP az Egyesült Arab Emírségek szintjén is kiemelkedően teljesít az additív gyártásban. A régió egyetlen kutatóközpontja, ahol az összes 3DP technológiával „egy tető alatt” foglalkoznak. Az innováció és a tudomány promótálása mellett a természetes erőforrások ésszerű használatát és egy fenntartható ökoszisztéma megteremtésének lehetőségét látják benne.

Az idén 1,2 millió dollár befektetéssel megtámogatott, jelenleg potenciális befektetőkkel tárgyaló lengyel ZMorph a napokban jelentette be ZMorph Fab nevű új ipari 3D nyomtatóját, és beszélt a 2021 első negyedévében aktuális ZMorph i500-ról is.

A 2012-ben alapított cég fokozatosan tolódott át a professzionális/ipari szegmens felé. Az elmúlt években gyors növekedésen ment át, amit úgy tűnik, a Covid-19 sem lassít le. Az eltolódás egyik legmarkánsabb jeleként, 2020-ban felvásárolták az ipari szintű nyomtatók fejlesztésében komoly tapasztalattal rendelkező HBOT márkát tulajdonló 3D Printerst.

A ZMorph Fab tipikusan „minden egyben” gép – az egyik legmodernebb, könnyen kezelhető és megbízható desktop nyomtató, a jól ismert ZMorph VX utóda. Az új rendszer cserélgethető extrudáló eszközfeje a 3D printelést, a CNC marást és a lézervágást egyaránt lehetővé teszi.

Ugyanazon a gépen, ráadásul új funkciói az oktatási, FabLabs, workshop és tervezőlaboratóriumi használatot is támogatják. Mozgásérzékelőivel egyszerűbb a nyomtatószál adagolása, és ha kifut az anyagból, a gép magától leáll, és megvárja az újratöltést. Hűtőmechanizmusát szintén optimalizálták, és a környezetvédelmi szempontokat is kielégíti: opcionálisan megvásárolható szénszűrő rendszerrel bővíthető.

A használható fejeket „intelligens” megoldás detektálja, cseréjük nagyon egyszerű, amivel a munkaidő is jelentősen lerövidül. A printerbe integrált elektronika ipari minőségű, azaz a ZMorph Fab teljes mértékben professzionális ipari desktop gép. Bemutatásával párhuzamosan a cég Voxelizer szeletelő szoftverét is frissítette.

A gép 3599, illetve 2659 euróért „minden egyben” és csak 3D printer változatban is megvásárolható. Extraopcióként személyre szabható szettet is választhatunk.

A ZMorph i500 még iparibb lesz, nagyobb munkatérrel, egyes és kettős extrudálással. A cég teljes ökoszisztémát ígér: a gépek mellé megújult szeletelő szoftvert és firmware-t kínál. Terveik szerint felvásárolják valamelyik nyomtatószál-gyártó startupot is, hogy tényleg minden egyben legyen.

Az additív gyártásban érintett cégek robusztus online jelenléte a pandémia előtt is nélkülözhetetlen volt, a Covid-19-cel viszont még megkerülhetetlenebbé vált. Gyártóknak és ügyfeleiknek még biztonságosabb új lehetőségek után kellett nézniük.   

Az ipar 4.0-ás megoldásokon dolgozó kaliforniai szoftverfejlesztő és kívánság szerinti (on-demand) szolgáltatásokat nyújtó 3Diligent nekik kínál izgalmas opciót: elindította portálalkalmazását, amellyel a legkisebbektől a legnagyobbakig, mindenféle méretű gyártócég erősíti digitális jelenlétét, új ügyfeleket ér el, megválaszolják árajánlat-kéréseit, megrendeléseit pedig távolról és biztonságosan dolgozzák fel.

A gyártónak a fejlesztő Vulcury ipar 4.0 platformjához tartozó portálján elég egy ingyenes profilt létrehoznia, és máris lesz egy szintén ingyenes oldala. Ott oszthatja meg a céginfókat, kérhet árajánlatokat, és használhatja a 3Diligent vásárlássegítő és más szoftvereit.

A programokkal könnyebben azonosítják az új lehetőségeket, nyomatokat és gyártókat kereshetnek, rendeléseket adhatnak le, megtalálhatják egy-egy feladathoz az ideális partnert. Fizetős előfizetéssel bővülnek az opciók, minden tevékenység gyorsabbá válik, az ajánlatok pedig azonnaliak.

A 3Diligent vezetői azt mondják, hogy a portál jelenlegi állapotában pont a pandémiás környezetre van optimalizálva, minden adott rajta a sikeres gyártó- és üzleti tevékenységhez.

A Vulcury ipar 4.0 platformhoz tartozik a 3Diligent „gyártás, mint szolgáltatás” (manufacturing-as-a-service, MaaS) és a méretezhető Shopsight vásárláskezelő alkalmazás is. Adatbázisában (3Depot) digitális gyártótechnológiákról és anyagokról kapunk információkat. Mivel ezek összeintegrálhatók, a gyártók egyetlen platformon végezhetik összes ipari tevékenységüket, projektjeiket, intézhetik vásárlásaikat, együttműködhetnek ügyfeleikkel.

A fizetős előfizetéssel rendelkezők a 3Diligent árajánló alkalmazásfejlesztő interfészét (API) is oldalukba integrálhatják.

A massachusettsi rakétameghajtó-specialista Triton Űrtechnológiák 3D nyomtatással készítette el egyik ügyfelének egy 2021-es holdmisszió szelep-prototípusát. A printeléshez a desktop gépeket fejlesztő MakerBot METHOD X-ét használták.

Az eredmény minden igényüket kielégítette, a munkafolyamat napok helyett órákig tartott.

„Egyik ügyfelünk 2021-ben a Holdra készül, és megbízott, hogy csináljunk neki néhány szelepet. Működő prototípust akartunk, le akartuk ellenőrizni, hogy a részek passzolnak egymáshoz, és a belső részek is funkcionálnak” – nyilatkozta Luke Volby, a Triton főnöke, aki nagyon elégedett a METHOD X-szel.

A MakerBot 2019 augusztusától forgalmazza a gépet, elődje az egy évvel korábban indult METHOD volt. A két printer közötti legfontosabb különbség, hogy az X több nehezen kezelhető anyaggal elboldogul. Eleve a desktop és az ipari rendszerek közötti rés betöltésére találták ki, lényegében ipari 3D nyomtató profi gyártóknak. A Polymaker nyomtatóanyag-fejlesztő idén három polikarbonát-matériát talált ki a printerre, amely így már kilenc anyaggal dolgozik.

A Triton korábban nagyméretű ipari printereket használt, és érdekelte őket, hogy desktop gépen is készíthető jó prototípus, vagy sem. Prototípusaikhoz alumíniumlemezeket dolgoztak meg, egyik beszállítójuk két-három nap alatt csinált meg egyet, ráadásul egy csomó anyag kárba is veszett.

Másik opcióként a printelést kiszervezhették volna valamelyik 3DP szolgáltató-irodának, de a munka úgy is tovább tart, és a végeredmény minőségében sem lehetnének biztosak.

Végül házon belül oldották meg. A folyamatot teljesen ellenőrzés alatt tartották, rögtön flexibilisebb lett az egész. Komplexebb geometriák dolgozhatók ki, kevesebb a komponens. Prototípusuk jól sikerült, megfelel az űripar szigorú követelményeinek, ami a METHOD X dicsérete is. Oldódó segédanyagot használtak, így a részeket kevésbé kellett kitölteni, behomokozni stb.

A MakerBot termékek magyarországi forgalmazója a FreeDee Printing Solutions.

A világ talán leghíresebb műszaki egyeteme, az MIT (Massachusetts Institute of Technology) kutatói a Jövő munkája tanulmány részeként az Egyesült Államok kormánya által támogatott 3DP szak- és továbbképzésekkel kívánják orvosolni a területen tapasztalható munkaerőhiányt, folyamatosan aktualizálni szakemberek ismereteit.

A tréningekbe történő jelentős befektetés nélkül a 3D nyomtatás nem, vagy a lehetőségeknél sokkal lassabban váltja valóra a benne rejlő lehetőségeket, és kevesebb lesz az új alkalmazás is.

A 3DP túljutott a prototípuskészítő-fázison, ma már kívánság szerinti (on-demand) gyártás, a fejlődést viszont a munkaerő-problémák jócskán hátráltathatják. Az additív gyártás inflexiós ponthoz ért, a szektor tréningek és komoly befektetések nélkül veszít versenyképességéből.

Az amerikai kormány az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium és az America Makes támogatásában látja a 3DP mainstreammé válásának kulcsát. Csakhogy ipari tömegtermelésnél még mindig prémiumkategóriás megoldás a hagyományos technológiákhoz képest. A tanulmány szerzői szerint pontosan tréningekkel és befektetésekkel kell növelni a 3DP versenyképességét.

Ez azért is kiemelten fontos, mert a technológia már nagykorúvá érett. Kiváló minőségű tréningekkel egyrészt nő az ipari alkalmazások száma, másrészt a komoly tapasztalatokkal rendelkező munkaerő sem vándorol el más szektorokba.

Az ország gyártóipara bajban van: 2012 óta 15 százalékkal kevesebb munkaerőt vettek fel, mint amennyire valójában szükség lenne. Kellő ráfordítással, a 3DP orvosolhatná a gondokat.

Az EU egyik felmérése hasonló következtetésre jut, szerzői pilotsémák gyors bevezetését javasolják. Míg az MIT-tanulmány nem konkretizálja a hiányzó szkilleket, az EU-s dolgozat konkrétabb, például az anyagminősítés képességét hangsúlyozza.

Több jelenségre hívják még fel a figyelmet. Például a 3D szkennerek áresésével nőtt a hamisítások száma, olcsóbb a másolás, bejáratott márkák értékelődhetnek le. Az MIT-s szerzők új adatkezelő szabványokat, biztonságosabb titkosítást és a „szürke zónák” felszámolását javasolják. A hobbifelhasználók számának növekedésével egyértelművé kellene tenni, hogy hol van a szellemi tulajdon és a fogyasztói jogok közti határ.

A szabadalmak, szellemi tulajdonjog túlzott védelme és az anyagok kompatibilitási problémái viszont szintén hátráltatják a fejlődést. Több szervezet úgy véli, hogy épp elég a jelenlegi szabályozás.

A 2013-ban alapított Markforged 3D fém- és kompozitalapú ipari nyomtatóival forradalmasította a piacot, gépeivel erős anyagokból álló és tényleg funkcionális alkatrészek hozhatók létre. Az USA második leggyorsabban növekvő hardvercége, a világ legnagyobb ipari 3DP platformját, a Digital Forge-ot üzemeltető vállalat most új nyomtatóanyagot, a rendkívül erős kompozit Onyx ESD-t mutatta be.

Az egyre nagyobb keresletre reagáltak vele, mert az ESD védelemnek köszönhetően nemcsak biztonságos megoldást nyújt elektronikai termékekkel érintkező tárgyak nyomtatására, de ezeknek a daraboknak a minősége is kiváló és nagyon erősek is.

A koronavírus-járvány megtépázta az ellátási láncot, és ezért idén több iparágban igyekeznek kihasználni az additív gyártásban rejlő lehetőségeket. Elektronikai termékekhez korábban ritkán alkalmazták a 3D nyomtatást, mert túl sok volt az akadályozó tényező.

A gyártónak az elektrosztatikus kisülés biztonsági előírásainak megfelelő anyagot kell használniuk, mer ha nem, akkor a gyártás során megrongálódnak a termékek, kritikus komponensek. A korábbi anyagok gyengébb minősége, a nem biztonságos elektrosztatikus kisülések, a pontatlanság, a felületek rossz megmunkálása az okok, amiért a szektorban nem terjedt el a 3DP, és a gyártók úgy is érezték, hogy meg van kötve a kezük.

A Markforged kompozit zászlóshajójának számító Onyx nagyteljesítményű és a cég más anyagaival is kompatibilis ESD verziójával változik a helyzet. A mikro szénrosttal töltött nejlon a nyomatok egyedülálló felületei és döbbenetes pontosságuk miatt jelent óriási előrelépést. Az anyagot eleve azért fejlesztették, hogy nagyon szűk felületi ellenállásával megfeleljen az elektrosztatikus kisülésekre vonatkozó szigorú feltételeknek, és ez bőven sikerült is. Mivel megerősíthető folyamatos szénszállal, az elektronikai gyártóipar jelenleg legerősebb kompozitalapú nyomatai, szerszámok, felszerelési tárgyak stb. készülnek belőle. Ezek a darabok gyártóüzemekben és ügyfeleknek készített elektronikai alkatrészekként egyaránt tökéletesek.

Az elektronikai darabokat tesztelő felszereléseket gyártó svéd Columbia Elektronik, a Markforged engedélyével, a Digital Forge-ot használva, összetett és biztonságos tesztelő-eszközöket nyomtatott. A költségek csökkentek, nyomtatás közben a gépkezelők más projektekkel foglalkoztak, annyira felszabadult az idejük. És nem utolsósorban, gyorsan ment a komplex darabok tervezése. Az anyag és a Markforged printerek együttes használatával nincs többé szükség időigényes összeszerelési munkálatokra.

„A gyártók azért választják a Markforged-t, mert a Digital Forge platformon erős és kiváló minőségű alkatrészek készíthetők, miközben szignifikánsan csökken a munkára fordított idő és pénz. Ügyfeleink versenyképesek maradnak, a printek osztályelsők” – nyilatkozta Michael Papish, s Markforged marketingrészlegének igazgatóhelyettese.

Az anyag a Markforged X3, X5 és X7 printereivel működik, a cég felhőszámítás-alapú Eiger szoftverének közvetítésével érhető el.

A Markforged termékeit a FreeDee Printing Solution forgalmazza Magyarországon.

A londoni Autonomous Manufacturing, az AMFG neve (autonóm gyártás) sokat elárul a szoftverfejlesztő cégről. Klienseik számára a 3D nyomtatást és a kapcsolódó szolgáltatásokat, a munkafolyamat egészét optimalizálják, egyedire szabják.

Ők vezetik a gyártáskivitelező rendszer (MES, Manufacturing Execution System) szoftverek piacát, szerepük pedig most még fontosabbá válik, mivel a napokban bejelentették, hogy együttműködnek a világ egyik legismertebb ipari 3D (és 2D) nyomtatógyártójával, a HP-vel.

A HP Jet Fusion rendszerét hozzák közös nevezőre az MES szoftverrel. A szoftver garantálja a printeren folyó tevékenységek áramvonalasítását, a gördülékeny adatforgalmat és az összekapcsoltságot.

Az együttműködéssel az additív gyártásban rejlő teljes potenciált akadályozó legfontosabb tényezőt, a rendszerek 3D nyomtatás egész munkamenetén kitartó kapcsolódásának és összekapcsoltságának hiányát akarják megszüntetni, hogy az első pillanattól az utolsóig flottul menjen minden.

A két cég a HP 3D alkalmazásprogramozói interfészének, API-jának (Application Programing Interface) az MES szoftverrel történt közös nevezőre hozásával már meg is tették az első lépéseket.

A felhasználók a szoftver közvetítésével közvetlenül kapcsolódnak a rendszerhez, nyomon követik a gyártási folyamatot, kritikus figyelmeztetéseket és fontos információkat kapnak, és mindez természetesen valósidőben történik. Az integráció a szinte észrevétlen és folyamatos adattovábbítást, a megbízhatóság növekedését és a magasabb szintű minőségbiztosítást garantálja.

Valósidőben férhetünk hozzá a rendszer használatával, a hibarátával, a feldolgozási paraméterekkel kapcsolatos adatokhoz, megoldásokhoz.  Teljesen megérthetjük a gép működését, teljesítményét, továbbá a hatékony gyártást célzó folyamatokat is optimalizálhatjuk.

Az együttműködési megállapodásról mindkét fél elégedetten nyilatkozott, komoly jövőt látnak benne.

Az MIT (Massachusetts Institute of Technology) kutatói boltban beszerezhető lakkal dolgozó 3D nyomtatórendszert fejlesztenek. A géppel élethű és változó fényességű printeket készítenek. Céljuk teljesen realisztikus másolatok, nyomatok alkotása, a potenciális alkalmazások a múzeumoktól, műtárgyak hibátlan utánzataitól az egészségügyig, teljesen életszerű művégtagok printeléséig ível.

A projektben a Svájci Olasz Egyetem, a Max Planck Informatikai Intézet és a Princeton Egyetem is részt vesz. Bizakodnak, hogy nyomtatójuk a valósághoz minden eddiginél közelebbi, „vizuálisan tökéletes” darabokat, például az eredetitől megkülönböztethetetlen műtárgy-utánzatokat printel majd.

Egy felület fényessége jelzi, hogy mennyi fényt tükröz vissza: ha fényes, akkor fényvisszaverő, ha kevésbé, akkor alacsony fényességű vagy matt. A fényesebb lakkok alig viszkózusak, és simább felületekké száradnak. A matt lakkokban lévő nagyobb polimerek viszont eltömíthetik a printer fúvókáját.

Korábban kiderült, hogy tónusok félig történő kialakítása javíthatja nyomtatott felületek minőségét és színeit. Biztonságos oldószert használó, printelt felületeknek fényességet adó speciális technológiát dolgoztak ki rá. A szerrel a printelt részecskéket oldják fel.

Az MIT kutatói változatos méretű, magas viszkozitású és szemcseméretű lakkcseppek lerakására is képes, nagy fúvókákkal ellátott printert terveztek. A lakkot különleges technikával eresztik a nyomtatási felületre. A cseppméret szabályozható, minél több lakk szabadul fel, annál nagyobb a csepp.

A térben változó fényességhez félárnyékolásos technikát alkalmaztak, egyedi lakkcseppeket rendeztek messzebbről folyamatos felületnek tűnő mintákba. Ezt követően egy fényes, egy matt és egy „köztes” lakkot tettek a printer előre programozott „féltónusú” mintázatába, hogy térben változó fényességű árnyalatokat nyomtasson a felületre.

Az outputot a kutatók által fejlesztett szoftver határozza meg. A felhasználó a programmal választja ki a tárgyra nyomtatni kívánt mintázatot, aztán a printer kalibrál, és finomhangol.

Az első eredményeket 2,5 D-nek nevezték, most a teljes 3D-n dolgoznak, majd a kereskedelmi hasznosítás következhet.

Ismét újított a belga Materialise, a 3D nyomtatótechnológiák egyik élharcosa virtuális valósággal (virtual reality, VR) bővítette népszerű 3D modellező platformját.

A fejlesztés az utóbbi évek egyik technológiai trendjéhez, orvostudomány és VR összefonódásához kapcsolódik. A virtuális valóságot a medicina több területén alkalmazzák: oktatásban és gyakorlásban, az anatómiai megjelenítésében, az orvosi kommunikációban stb. A Materialise a Mimics VR nézegetővel (viewer), a hardver feljavításával és a költségek csökkenésével tovább bővítheti a technológia alkalmazásainak a piacát.

A Mimics Viewer virtuálisvalóság-környezetében az orvosok nyomtatott anatómiai modelleket látnak, amelyekkel gyorsabb és olcsóbb a munka, jobban megy, egyedi esetekre dolgozható ki a tervezés, az oktatás.

Köztudott, hogy a printelt anatómiai modellek pontosságuk és részletességük miatt felbecsülhetetlen értéket jelentenek sebészeti és más komplex orvosi beavatkozások előkészítésében, tervek kommunikálásában. A folyamatosan javuló VR technikával egyértelműen bővülnek a lehetőségek.

A virtuális valóság alkalmazásainak terjedését viszont több tényező hátráltatja: technikai tréning hiánya, headsetek nehézkessége, a médium túlzottan immerzív jellege, és emiatt a nagyon zárt tér érzete.

A Mimic Viewer részben változtatás ezen a helyzeten: több VR-eszközzel kompatibilis, az orvosi alkalmazásokhoz kevesebb (fizikai) laboratóriumi tér kell, jobban megy vele az együttműködés-alapú tervezés és a kommunikáció. A közegben nagyobb a mélység, pontosabbak az arányok, mint az eddigi hasonló kísérletekben.

Ne feledkezzünk meg arról a tényről sem, hogy a Materialise 30 éve foglalkozik orvosi célú 3D nyomtatással, kapcsolódó hardverekkel, és a cég mindig nyitott volt az újításokra. Ezért nem meglepő, hogy amikor érezték a virtuális valóság beérését, gyorsan megoldásaik közé integrálták.