FREEDEE BLOG

Az elmúlt tíz év egyik legfontosabb infokommunikációs technológiáját, a többek szerint a „jelen mesterséges intelligenciájának” számító gépi tanulást, azon belül is a mélytanulást (deep learning) egyre gyakrabban alkalmazzák 3D nyomtatáshoz kapcsolódó projektekben. Ezek egyike a Physna által fejlesztett Thangs, a világ legrobusztusabb geometriai keresőmotorja.

Az ingyenes Thangs nem kutakodik szövegek vagy képek után, helyette mélytanulás-algoritmusokkal indexeli a poligonokon vagy háromszögeken alapuló 3D modelleket. Indulásáig az oldal már 1 milliónál több modellt indexelt, és a következő hónapokban jelentősen növelni akarja a számot.

Nemcsak intelligens keresőalgoritmus, hanem verziókezelő (több változattal rendelkező adatok, itt 3D modellek kezelése) funkciója is van, illetve a modellel kompatibilis darabokat is jelez.

A Physna arra számít, hogy a Google és a GitHub szintézisének tűnő kereső tervezők, mérnökök és más 3D szakértők, rajongók körében egyaránt népszerű lesz. A 3D keresésben és elemzésben piacvezető cég első szabadon hozzáférhető termékéről van szó, több technológiájukat beleintegrálták, a Thangs-en keresztül demokratizálják őket.

„Elég hatékony, így vezető légi ipari CAD tervezőmérnök is elboldogul vele, viszont elég egyszerű is, tehát szinte bárki használhatja” – nyilatkozta Paul Powers vezérigazgató.

A keresőmotort abból az alapvetésből kiindulva fejlesztették, hogy a 3D adatvilágban manuálisan kutakodunk, nincs központi kereső, fájlok megtalálása keményebb dió, és még vállalaton belüli együttműködéshez sincsenek megfelelő kontrolszoftverek. Általában a számítási felhőben való tárolás és e-mailek kellenek hozzá.

A Thangs-ra a felhasználó feltölt darabokat, és javaslatokat kap, hogy hol lehet szükség rájuk, milyen kompatibilis alkatrészekhez férhet hozzá. Természetesen van hagyományos szövegalapú keresődoboz is – fizikai jellemzők, méret és más paraméterek alapján keresgélhetünk, működésre, költségekre, anyagokra és teljesítményre vonatkozó becsléseket kapunk.

Tervezők és munkatársak meg tudnak osztani 3D modelleket, közösen dolgozhatnak is rajtuk. A verziókezelés automatizált, kommentelhetünk, lájkolhatunk, amelyekről a feltöltő értesítést kap.

Powers elmondta, hogy azt szeretnék, ha a Thangs egy éven belül a világ legnagyobb 3D modell adatbázisává válna. Mélytanuló algoritmusának köszönhetően, minden automatikusan talált nyilvános modellt indexel, és a frissítésekkel folyamatosan intelligensebbé válik.

Megsüvegelendő trend a hús- és halpótló élelmiszerek, például ugyanazt az ízt elérő burgerek és steakek elkészítése. A környezet- és állatvédelmi szempontoknak megfelelő, aprólékos munkával előállított kajákhoz 3D bionyomtatást használnak.

A fenntartható fejlődéshez sok szálon kapcsolódó folyamat az élelmiszeripar megújulását is eredményezheti. A kísérletek egyik legfőbb terepe Izrael, ahol évek óta több startup próbálkozik (például a SavorEat vagy a világűrbeli ételnyomtatással kacérkodó Aleph Farms) laboratóriumban tenyésztett „húsokkal.” A vágóhíd mindegyiknél kimarad, jelenleg gyerekcipőben járó technikáik egyszer még a nagyüzemi állattartás komoly alternatíváivá is válhatnak.

Egyelőre azonban messze vagyunk ettől.

A Meat-Tech 3D szintén az élelmiszeripart 3D bionyomtatással átalakítani akaró startupok közé tartozik. A cég komoly lépést tett céljai felé, ugyanis nemrég bejelentette, hogy őssejt-alapú vékony és egységes hússzövetet sikeresen kinyomtatott.

Ipari 3D nyomtatófolyamat kidolgozását célzó többéves stratégiájuknak ez az eddigi legfontosabb állomása. A technológiával egyetlen állat levágása nélkül fog készülni ehető marhahús, a kezdeményezés neve: Carpaccio projekt.

A vékony réteg több sejttípusból áll össze, amelyeket egyesítenek, majd zsírt és izmot tartalmazó szövetté tenyésztenek.

Steven H. Lavin elnök elmondta: a tervezettnél hamarabb jutottak el eddig, bebizonyítva, hogy képesek létrehozni a szükséges szöveteket.

A „hús” carpacciora emlékeztet, és az őssejtekből létrehozandó zsír- és izomsejtekkel válik lehetővé az izomrostok és a zsírszövetek szintézise. A húsvér állatban ugyanez történik.

A kísérletből az is kiderült, hogy a cég biotinta-szerű anyagaiban komoly lehetőségek rejlenek, szövetféle szerkezetek alakíthatók ki velük. Bionyomtató technológiájukkal a sejteket nagyon pontosan tudják elrendezni. Az elrendeződés segíti a későbbi sejtegyesülést.

Spanyolország egyik jelképe a SEAT gépkocsi. A céget együttműködésben a Fiattal, 1950-ben alapították Barcelonában, 1986 óta pedig a Volkswagen csoport leányvállalata. A telephely a katalán fővárostól 35 kilométerre fekvő Martorelben található.

A nagyvállalat 5 milliárd eurós befektetés részeként teljesen megújította Prototípusfejlesztő Központját (PDC), a 3 ezer négyzetméterrel összesen 18 ezerre bővült, 250 személyt alkalmazó létesítményben most már egyetlen helyszínen megvan minden, ami a hatékony és gyors gyártás előkészítéséhez kell.

Az ipar 4.0-ás „intelligens gyár”, a PDC ékköve az abszolút high-tech 3D Nyomtatólabor.

Az eredeti PDC 2007-ben nyílt meg, a kutatásfejlesztési és a gyártórészleg 13 év alatt 13 konceptautóval állt elő. Több mint 5 ezer modellen dolgoztak a gyártás előtt, 2472 prototípust teszteltek.

A SEAT több mint egy évtizede használja a 3DP technológiát, és teljesen elkötelezett iránta. Jelenleg legalább kilenc printerrel rendelkezik, a gépek különböző technikákkal működnek, eltérő célokra használják őket: Multi Jet Fusion, lézeres szinterezés, FFF, UV-kezelés stb.

Napi átlagban kb. 50 darabot nyomtatnak: autó prototípusokat, egyedi szerszámokat, összeszerelő szalagon használt eszközöket, különleges logókat stb.

A központban más csúcstechnológiákkal, például virtuális valósággal (VR) is dolgoznak. A gyártástervező „szobában” különböző részlegek működhetnek együtt, koncept-fázisban elemezhetnek és javíthatnak fel termékeket.

A SEAT bizakodik, hogy a létesítménnyel új modelljei hamarabb piacra kerülnek, és a munka is hatékonyabbá válik. Az eddigieknél még többet igyekeznek elektronikus és digitális megoldásokba fektetni, amelyeket aztán a jövő autóira alkalmaznak.

A jelszót helyettesítő biometrikus azonosító rendszerek hatékony védelmet jelentenek rosszindulatú hackerek támadásaival szemben. Ezek egyike az ujjlenyomat (bár az arcalapú, a hangazonosítás, a retina-szken még biztonságosabb), például okostelefonunkra vagy banki alkalmazásokba is beléphetünk vele.

Több módszert dolgoztak ki a feltörésükre, és az ujjlenyomat 3D nyomtatótechnológiával történő lekoppintásával elég sokan kísérleteznek. A 3DP lényegében bárkinek lehetővé teszi, hogy megpróbálkozzon a hackeléssel, és kamu ujjlenyomattal hozzáférjen tiltott rendszerekhez.

A Bern-székhelyű multinacionális Dreamlab Technologies és Yamila Levalle 3DP specialista egy augusztusi virtuális biztonsági konferencián be is mutatták, hogy Levalle hogyan játszotta ki az ujjlenyomat-azonosítást. UV műgyanta alapú sztereolitográfiás printer és kb. 10 dollárnyi anyag kellett hozzá.

A szenzorra koncentrált, nem akarta helyettesíteni, csak át akarta verni. Az ujjlenyomat-szkennerek bonyolult algoritmusokat használva mérnek, azonosítanak és elemeznek megkülönböztető jegyeket.

Először hagyományos módszerekben gondolkozott, majd azon töprengett, hogy ezeket az eljárásokat hogyan tökéletesítse és gyorsítsa fel 3D nyomtatással. Printerével, UV-s műgyantával, az ujjlenyomatot digitálisan feljavító szoftverrel, Tinkercad 3D CAD tervezőprogrammal, tintákkal és tükrökkel dolgozott. A pontossághoz makró funkcióval rendelkező fényképezőgép, az optimalizáláshoz grafikus szoftverek, például Python kellett.

Mihelyst a feljavított jpg fájlt svg-vé konvertálta, majd Tinkercadba importálta, hamar megalkotta az ujjlenyomat 3D modelljét. Levalle szerint ez a legfontosabb lépés, mert itt dől el, hogy a szélesség és a hosszúság mikron mérettartományban is azonos lesz az eredetivel, és csak ebben az esetben tudja átverni az azonosító érzékelőket, szkennereket.

Végül 25 mikronos precizitással dolgozott, ami a célnak meg is felelt. Utolsó lépésként két 3D modellt készített: egy üreges negatívat az öntéshez és egy pozitívot a közvetlen teszthez. Utána jöhetett a printelés, majd az utómunkálatok.

Tíz próbálkozással érte el mindenből (nyomtató beállítása stb.) az optimumot.

A Georgia Tech mérnökei és az additív gyártás legismertebb globális szolgáltatóhálózata, a 3D Hubs közös munkája, az 5 centiméter hosszú LajhárBot (SlothBot) az atlantai botanikus kert egyik erdős részén, egy üvegházban végzi munkáját: valósidőben figyeli a természeti tényezőket, mint például az időjárást, a hőmérsékletet és a levegő széndioxid-szintjét.

Egyébként pont olyan, mint a névadója, ugyanolyan lassan közlekedik növényről növényre, kerekeken egy hosszú kábelen, vagy kábelről kábelre váltva, és az arcát is az állatról mintázták. Környezetét nemcsak monitorozza, hanem maga is környezetbarát – napelemmel működik, és kifejezetten lassú, energiatakarékos mozgásra programozták.

A drónokkal ellentétben, eleme nagyon sokáig kitart, mert úgy tervezték, hogy automatikusan kapcsoljon ki, ha a robot mozdulatlanná válik. Ha pedig merül, a gép világosabb területre megy, ahol újra feltöltődik. Kontrollerekkel ellenőrzik, hogy képes-e eljutni addig.

Több prototípus után jutottak el a végső változatig, külsejét Gennaro Notomista, a felsőoktatási intézmény PhD-hallgatója tervezte. Nemcsak a lajhár mosolyát kellett visszaadnia, mert egyéb tényezőket is figyelembe vettek a nyomtatóanyag kiválasztásakor – például, hogy eső-biztos legyen és az ultraviola fényeket is tűrje.

Végül a PLA Prora esett a választás, és arra került az eső- és az UV ellen védő bevonat. Szénszálakat is fontolgattak, de elálltak tőlük, mert egyrészt jelentősen megdrágították volna a fejlesztést, másrészt mert nem lehet színezni őket, plusz még keményebbé is tették volna a robotot. Így pedig veszélyt jelenthetett volna a környezetre.

A külső váz tervét feltöltötték a 3D Hubs platformjára, ahol automatizált és manuális visszajelzéseket kapott. A gyártóhálózat készítette el a külváz összes elemét, köztük azokat is, amelyekbe ágyazták az elektronikus alkatrészeket, a motorokat és a szenzorokat.

Notomista bizakodik, hogy a jövőben a mezőgazdaság több területén, például a beporzás megfigyelésére is alkalmazzák a robotot. Ha így lesz, alacsony fogyasztású műholdas kapcsolatra is szüksége lesz, hogy nehezen megközelíthető terepen is tudjon dolgozni. A megfelelő földek és virágok felismeréséhez kamerát kell szerelni rá, valamint gépitanulás-programot kell a rendszerbe integrálni.

A Stratasys többanyagos és többszínű PolyJet 3D nyomtatótechnológiájával annyira varázslatos nyomatok is készíthetők, hogy sok művészt és designert rabul ejtett az eljárás. Legutóbb az MIT Médialaboratóriumának két tervezője, Jiani Zeng és Honghao Deng hozott létre vele teljesen új esztétikumot képviselő darabokat.

Projektjük címe „Csalóka anyagok” (Illusory Materials), a J8 Series printerrel a terméktervezés eddig nem ismert, csak többanyagos géppel megvalósítható perspektíváit kívánták megmutatni. Dinamikus designjukkal a felhasználók elektronikus és robotikus segítség nélkül léphetnek interakcióba.

Munkájukat az úgynevezett lentikuláris nyomtatótechnika ihlette meg. A többszáz lencsével szemünk két képet lát, a képeknek van mélysége, amelyet különféle perspektívákból különféleképpen érzékelünk. Egy így készült hirdetés például annak függvényében változik, hogy milyen szögből nézzük.

Zeng és Dong a voxelekig ment le, rétegről rétegre haladtak, hogy elérjék ezt a speciális, gyűrűző – és mágikus – hatást.

Képzeljünk el csak a digitális világban létező, „lehetetlen” anyagokból készülő közönséges tárgyakat. A jövőben a tervező manipulálhatja az anyagok színét, textúráját és visszaverő-képességét.

A változások egyrészt időbeliek, másrészt nézőpont-függők, harmadrészt a kettő együtt. A színalkotás nem a rétegek vegyi jellemzőitől, hanem a nyomtatott lencsék és a színblokkok kombinációitól függnek, míg a fényhatások bármely általunk tervezett 3D felületen tesztelhetők. Minden illuzórikus: a láthatatlan anyag informatív, a kemény tárgyat puhának érezzük és így tovább.

A darabok két főrészből állnak: a felső réteg áttetsző (VeroClear), az alatta lévő alap színes (VeroVivid) anyagból tevődik össze.

A tervezők kidolgozták az ideális lencsék geometriáját kiszámító folyamatokat is, azaz technikájukat más designerek szintén munkájukba integrálhatják, s hozhatnak létre vele például mozgatható mintázatokat, interaktív üzeneteket, az érintést érzékelő, arra reagáló képi effektusokat. A tervezésben korábban ismeretlen anyagokkal, textúrákkal próbálkozhatnak, és alkalmazhatják azokat valódi, fizikai termékekre.

A 3DP egyik leginnovatívabb vállalata, a belga Materialise a napokban tette közzé idei második negyedéves jelentését, és nem meglepő módon 21,2 százalékos a csökkenés, szemben a tavalyi év azonos periódusában generált 48,4 millió euróval, 2020-ban 38,1 millió bevételre tettek szert.

A cég szoftverbevételei 9,3 millióról 9,5-re nőttek, ezzel szemben az orvosi, és különösen a gyártási oldalon volt erős a visszaesés: előbbi területen 14,5 millióról 11,7-re, utóbbin 24,5-ről 16,7-re.

A szakterület más meghatározó szereplőit szintén megviselte a Covid-19. Például a Gorgé Csoport bevételei 35,2, a 3D Systems-é 28 százalékkal estek vissza. A 3D Systems stratégiáját átfókuszálja, és mellette 20 százalékos leépítést is tervez.

A veszteségek jelentősek, de mégis szinte mindegyik érintett cég megjegyezte, hogy a márciusban kezdődő leállás és bizonytalanság miatt még nagyobbra számítottak.

A fémalapú 3D nyomtatás már 2019-ben is több nehézséget élt át, viszont ennek ellenére a fejlődés egyértelműnek bizonyult. A visszaesés inkább hardver-szinten volt tapasztalható, míg a fémporok piaca rendületlenül dübörgött.

2019-ben 37 százalékkal több fémport szállítottak ki, mint 2019-ben, összesen 2650 tonnát. Visszavetítve még jobbak a mutatók: 2019 első negyedévében 550 tonnát értkesítettek, annyit, mint 2014-ben összesen.

A sorozatgyártásra történő fémpor-eladások viszonylag szűk kört érintenek, az ügyfelek elsősorban a légjárműiparban, az egészségügyben, valamint az olaj- és gázszektorban tevékenykednek.

Az additív gyártás sikeres adaptálása szintén növeli a porok iránti keresletet, és az előrejelzések szerint a következő években is ez a szegmens fog a legjobb eladási mutatókkal rendelkezni, amelyet a Covid-19 sem tört meg.

A 2020-as mutatók is jók, ráadásul a fejlesztők folyamatosan újabb fémekkel, ötvözetekkel (például nikkel- és kobalt-származékokkal) állnak elő, és ez a tendencia a következő években érvényben marad. A hosszútávú kilátások szintén jók, úgyhogy van okunk bizakodni.   

A sztereolitográfiában (SLA) élenjáró amerikai Formlabs új csomaggal könnyíti meg ügyfelei számára a 3D nyomtatás alkalmazását, a technológia az adott cég igényeinek megfelelő használatát. A Formlabs Gyári Megoldások nevű csomag hardver, szoftver és nyomtatóanyagok kombinációja.

A csomag lényegében egy vállalatoknak kitalált 3DP ökoszisztéma, amellyel az adott piac függvényében méretezhető 3D nyomtatógyárak alakíthatók ki. Gyáron persze ne klasszikus üzemet értsünk, hanem nyomtatórendszerek köré kiépült infrastruktúrát.

Ez az „üzem” a vevői igényekre gyorsan reagáló, ha kell a gyártási folyamatokat gyorsan megváltoztató, átütemező agilis gyártást képviseli. A csomag intuitív eszközkészlet, átlátható árszabás és bizonyított módszerek együttes kínálata.

A gyár-megoldás három kulcselemből tevődik össze: rendelésre kialakított gyárcsomagból és anyagfejlesztésből, valamint a Formlabs-szal történő konzultációból.

A csomaggal legalább évi 10 ezer nyomat válik lehetővé az erősen skálázható Form 3 rendszeren.

Az anyagfejlesztést a Formlabs anyagtudománnyal foglalkozó szakemberei végzik. Az ügyfelekkel konzultálva, speciális igényeiknek megfelelően alakítanak ki anyagokat. Ez változatos szempontok, paraméterek alapján történik: húzó- és szakítószilárdság, nyúlékonyság stb. Kívánság szerint kidolgozott matériák mellett a Formlabs nagyon változatos saját anyagkollekcióját is kínálja.

A tanácsadással a Formlabs a 3DP gyár felállítása és használata közben felmerülő problémákra ajánl megoldásokat. A gyártás összes szakaszával foglalkoznak, de üzleti tervek és megvalósíthatósági tanulmányok készítésében szintén segítenek.

A Formlabs termékeit Magyarországon a FreeDee Printing Solutions forgalmazza.

A Gloucester Gyertyatartó néven ismert, hányattatott sorsú műtárgy, a londoni Victoria and Albert Múzeumból (ahol 1861 óta őrizték) visszakerül rendeltetési helyére, az angol város katedrálisába. Az eredetit a kincstárban fogják őrizni, a 3D nyomtatással készült másolatot viszont bárki bármikor láthatja, megérintheti.

A nyomat a brit fémnyomtatás-specialista Renishaw munkája.

A gyertyatartó Péter, a helyi Szent Péter templom apátjának megrendelésére készült kb. 1110-ben. A rézzel befuttatott díszes darabon a bűnt és az erényt, a kettő küzdelmét megjelenítő lények szerepelnek. Péter apátról megemlékező mondat is olvasható rajta.

De hiába volt az apátságé, a gyertyatartó csak bő egy évtizedet töltött eredeti rendeltetési helyén. 1122-ben a templom nagy részét tűz pusztította el, a műtárgyak zömét valószínűleg fosztogatók tulajdonították el.

Legközelebb a franciaországi Le Mans katedrálisában tűnt fel, 1861-ben onnan adták el a Victoria and Albert Múzeumnak.

A város, különösen katedrálisa nagyon várja a legendás gyertyatartó visszatérését.

„Ki tudja, min mehetett keresztül például a francia forradalom alatt. Jó, hogy újra itt lesz nálunk, mert elképesztően gyönyörű” – mondta Rebecca Phillips, a katedrális levéltárosa.

A másolathoz első lépésben leszkennelték az eredetit, majd fémnyomtató technológiával hozták létre az újat. Alumíniumporból printelték, a végső munkákat viszont kézzel végezték rajta, mert a kifinomult részleteket csak manuálisan lehetett visszaadni. Egy helyi öntödében arannyal is bevonták, hogy patinásabbnak látszódjon.

A 3D nyomtatást valószínűleg egyre gyakrabban fogják műtárgyak másolására, kulturális értékek megőrzésére használni. A nyomatok előnye, hogy aki akarja, megérintheti, megtapogathatja őket, miközben az eredetiket gondosan őrzik, kevesebb veszélynek vannak kitéve.

Az additív gyártás egyik élharcosa és legismertebb nagyvállalata, a 3D Systems 2020. második negyedévi bevételei 28,7 százalékkal alacsonyabbak a 2019-es év azonos szakaszához képest. A cégvezetés a Covid-19-ben látja a visszaesés legfőbb okát.

Valószínűleg joggal, és a járvány kapcsán Jeffrey Graves, a májusban beiktatott új elnök-vezérigazgató azt is elmondta, hogy a visszazárkózás, a pozíciók megerősítésének egyik motorja az egészségügyi szektor lesz. Az olyan iparágak, mint például a légjárműipar, valamint a védelmi megoldások mellett a jövőben az egészségüggyel is kitüntetetten foglalkoznak.

Graves stratégiaváltásról beszélt, a fókuszváltás már annak a része, és többek között a technológia gyors elterjedését akarják elérni vele.

Ezeken a területeken az additív gyártás jelenléte már most is egyértelmű, úgyhogy túl sokat nem kockáztatnak. Csak míg korábban szélesebb spektrumon mozogtak, mostantól biztosra mennek. Mindegyik érintett piaci szegmensre lesz specialistacsoportjuk, ők fognak az adott területekre megfelelő alkalmazásokat fejleszteni. Egyértelműen prémiummegoldásokban gondolkoznak.

Graves a járvánnyal kapcsolatban azt is megjegyezte, hogy az additív gyártás rugalmasabb ellátási lánca különösen a medicinában bizonyul rendkívül hasznosnak, a 3DP ezért is játszhat komoly szerepet a Covid-19 elleni kimerítő harcban.

A stratégiaváltás és a vállalat átstrukturálása az ezekben az esetekben megszokott fájdalmas leépítésekkel is jár. A 3D Systems év végéig alkalmazottainak 20 százalékát szándékszik elbocsátani. Egyes üzemeket is bezárnak, valamint alaposan átvizsgálják a gyártási és az operatív tevékenységgel kapcsolatos kiadásokat, nyilván faragni fognak belőlük.

A változásokkal a kiadások is csökkennek, és a tervek szerint jövő év végéig összesen kb. 100 millió dollárt spórolnak meg. A takarékoskodással – legalábbis bíznak benne – a cég profitábilis lesz, és lehetővé válik a további növekedés.