FREEDEE BLOG

Az amerikai haditengerészetnél (US Navy) egyre bevettebb gyakorlat, hogy 3D nyomtatással oldják meg kritikus alkatrészek, tárgyak pótlását. A haditengerészet tengeralattjáró bázisának egy ideje az ausztrál AML3D gyártó szállítja be a fémnyomtatókat. Legutóbb idén májusban rendeltek tőlük két printert, negyvenhatmillió dollárért.

A haditengerészet atommeghajtás programjához a Velo3D Sapphire XC nagyméretű printerét és az ATL anyaggyártó termékeit használják. A Velo3D fémtechnológiájával korábban öntéssel készült rakétarészeket állítanak elő (gyorsabban, olcsóbban).

A 3DP használata minden esetben csökkenti a kritikus részek esetében, vagy a tengerészeti Atommeghajtás Program számára kulcsfontosságú gyártásidőt.

A brit hadsereg a szintén ausztrál SPEE3D hidegfúvás technológiával működő printereivel nyomtatja megrongálódott vagy hiányzó alkatrészek pótlásait. A honvédelmi célú 3D nyomatokat NATO-gyakorlat frontvonalában használják.

A 2022-ben bemutatott, konténerszerű XSPEE3D rendszer a szuperszonikus részecske-lerakásként (SPD) is ismert hidegfúvás módszerrel gyorsan készít el nagy fémdarabokat.

A fémport a hangsebességnél háromszor gyorsabban égetik rá egy hordozóra. A sebesség hatására a részecskék ütközéskor egybeolvadnak, egyszerre csak egy rétegben, és mindez a kívánt nyomat elkészültéig folytatódik. Mivel az anyagokat egybeolvassza és nem megolvassza, a hidegfúvás teljesen egyedi 3D fémnyomtató technológia.

A hidegfúvás gyorsasága és pontossága miatt ideális a helyszínen rövid idő alatt tárgyakat előállítani akaró védelmi erők számára. Az XSPEE3D építési tempója percenkénti száz gramm, maximum 0,9x0,7 méteres nyomatokhoz tökéletes rendszer. Minimum százszor, maximum ezerszer gyorsabb a többi fémnyomtatónál.

Az amerikai haditengerészet egy, augusztus másodikáig tartó, Hawaii környéki gyakorlathoz használja az XSPEE3D-et. A gyakorlaton negyven hajó, százötven repülő, három tengeralattjáró, tizennégy szárazföldi csapategység, huszonkilenc ország huszonötezer katonája vesz részt.

A kaliforniai Fugo Precision 3D új fejlesztő az additív gyártóiparban. A vállalat különleges gépet vezetett be a piacra: a Fugo Model A a világ egyik első centrifugás 3D printere. A rendszer fontos szerepet játszhat, mérföldkőnek számíthat a technológia fejlődésében.

Az úttörő megoldás lényege, hogy „réteg nélküli” nyomtatást tesz lehetővé 30 mikron alatti pontossággal, és akár tízszer gyorsabb, mint a hagyományos sztereolitográfiás (SLA) nyomtatók.

Különlegessége még, hogy több utómunkálat-folyamatot integrál egyetlen gépbe (all-in-one). A felhasználó kinyomtathatja, lemoshatja, megszáríthatja és a felületeket utólag finomíthatja ugyanazzal a printerrel. Mindezekkel jelentősen csökkennek a gyártó kiadásai, a munka hatékonyabb lesz.

A megnövekedett sebesség és áteresztőképesség mellett a Fugo vezetősége kiemelte a nyomtatónak azt a tulajdonságát, hogy minden méretben ötven mikron alatti teljesítménnyel képes a precíziós nyomtatásra, ami szintén nagyon fontos, és bíztató a jövőre nézve.

„Szabadalmaztatott, centrifugás nyomtatótechnológiánk nem csupán a meglévő rendszerekhez képest javulás, hanem a 3D nyomtatás lehetőségeinek teljes újragondolása. Az A modelltől azt várjuk, hogy a gyártókat jobb minőségű nyomatok alacsonyabb költségek melletti előállításában segítse” – jelentette ki Bryan Allred, a Fugo Precision 3D alapítója.

Az SLA és a DLP technológia megjelenése óta ezekkel a nyomtatókkal az a legnagyobb probléma, hogy mechanikus eszközök kellenek a végtelenül vékony rétegek szétterítéséhez. A Model A-val megoldódott a probléma, mert a technológia nyomtatás közben semmiféle mechanikus eszközt nem használ rétegek létrehozására – magyarázza Sasha Shkolnik, műszaki igazgató.

A változatos fotopolimerekkel dolgozó gép többféle alkalmazásra alkalmas. A Fugo a 3D nyomtatást nagymennyiségű gyártásra használó vállalatokat igyekszik megnyerni. A 3D nyomtatás gyártósoraik kritikus eleme, és ha ráéreznek az A modell előnyeire, ők lesznek a gép legkorábbi alkalmazói. Az első leszállítások 2025 első negyedévében várhatók.

Július elején Sydney városa bejelentette: az Új Dél-Wales Egyetem és az IT-vagyonkezelő Renew IT közös projektjeként, az elektronikus hulladékban található műanyagot 3D nyomtatószállá újrahasznosító, létesítmény megnyitja kapuit. A projekt komoly lépés a fenntarthatóbb hulladékkezelés felé.

A felsőoktatási intézmény Fenntartható Anyagkutatás és Technológia Központjában fejlesztett Plastics Filament MICROfactorie technológia elektronikus készülékekben lévő kemény műanyaghulladékot értékes 3D nyomtatóanyaggá alakít.

Ezek a műanyagok minden modern hardverben ott vannak, hagyományos újrahasznosító módszerekkel viszont nem próbálják a fellendülő additívgyártás-szektor alapanyagává alakítani azokat.

3D nyomtatószálakat főként importált petrolkémiai anyagokból állítanak elő Ausztráliában. Az új létesítményben helyben újrahasznosított műanyagból készülnek majd, kiiktatva a szállítás anyagi költségeit, környezeti következményeit. Csökken a 3DP szektort hagyományosan meghatározó új műanyagoktól való függés is.

A központ kutatói tragédiának tartják, hogy a 3D nyomtatás eddig ezeken a műanyagokon alapult. Nagyon várják az időt, amikor kizárólag reciklált műanyagot használnak hozzá. Az egyetem csúcstechnológiáinak és a Renew IT kereskedelmi szakértelmének közös nevezőre hozásával, együtt próbálnak megoldásokat találni Ausztrália kritikus környezeti problémáira.

Elektronikus termékek, azaz televíziók, számítógépek, telefonok és nyomtatók gyors gyártásával és rövid életciklusával, az e-hulladék egyre nagyobb gondot jelent. A szemét zöme eddig hulladék-lerakókba került, az új létesítmény viszont fenntartható alternatívát kínál mostantól.

Világtrendhez kapcsolódnak: nő az elhasznált műanyag új termékekként újrahasznosítása, majd versenyképes áron történő értékesítése iránti igény. Ausztrália évi 3,4 millió tonna műanyag-hulladékot generál, amelynek csak tizenhárom százalékát reciklálják. A Clean Up Australia szerint évi 419 millió dollár a veszteség. 

Az új létesítmény hozzájárul a veszteség csökkentéséhez, támogatja a helyi gyártást, és a környezetvédelembe is besegít.

A méhsejtek, pókhálók és korallok közös vonása, hogy a természetben előforduló rácsszerkezetek. Az egységes cellák szabályos, ismétlődő mintájából összeálló rácsok az erő, a rugalmasság és a felület kombinációjával egyedi képességeket biztosítanak.

3D nyomtatótechnológiákkal és az Oqton 3DXpet szoftverrel a légjármű-ipartól a futócipőkig, sok terméktípus gyártásához használhatók.

Meglepően szilárdak és merevek, holott kevesebb anyagból készülnek, mint a hagyományosan gyártott tárgyak. Az anyagcsökkenés gazdasági hatása szignifikáns: ugyanannyi termék alacsonyabb befektetéssel állítható elő. A felületeket növelve, hatékonyabbak a folyadék-, a hő és a vegyi interakciók, például jobban működnek a hőcserélők.

Rácsokkal a szilárdság-tömeg arány is optimalizálható. A geometria jóvoltából jelentős mértékű szilárdságot, merevséget biztosítanak, csökkentve a felhasznált anyagmennyiséget.

Nagyon rugalmas tervezést garantálva, tervezők a mostaniaknál innovatívabb, organikusabb darabokat találhatnak ki, alakíthatnak tetszésük szerint. A rácsok többtucatnyi altípusát ismerjük, amelyek közül a síkhálós egységcellák, az egységes/periodikus, a rúgós és a háromszorosan periodikus, minimális felületek a leggyakoribbak. 

Rácsszerkezeteket termékekhez adva, a lehető legkönnyebb szerkezettel érhető el speciális teljesítmény. A két folyadék közötti hőcserét megkönnyítő hőcserélők szintén kihasználják a rácsszerkezet lehetőségeit, emellett többféleképpen és eredményesebben optimalizálhatók. A csontintegrációt segítő orvosi implantátumokhoz szintén jól használhatók.

Egyedi tulajdonságok mellett használatuk egyedi kihívásokat is tartogat. Például mivel a 3D modellek túl nagyok lehetnek, komplex rácsszerkezeteket néha nehéz nyomtatni, adatok vesznek el, lassul a printelés. Ezt kerülhető ki a 3DXpert szoftverrel.

A nyomtatóanyagok, nyomtatószálak fenntarthatóságára összpontosítva, a 3D nyomtatóipar sokat tehet a környezetvédelemért, megfelelhet a szigorodó szabályozásnak, és még inkább gazdaságilag életképes, a jövő generációi számára is hasznos, felelős ágazatként tartják számon.

A brit Filamentive feketében és fehérben egyaránt beszerezhető Economy PLA nyomtatószála 99,99 százalékban posztindusztriális hulladékból újrahasznosított anyagokból áll. Kiváló minőség, jó teljesítmény, biztonságos. 

A biológiailag lebomló, újrahasznosítható csomagolású, korábbi PLA Tough szálat reciklált cukornádból állították elő.

A montréali Nefilatek gyártó száz százalékban újrahasznosított műanyagból készíti nyomtatószálait. A HIPS Black polisztirolból, a Nefila PC polikarbonátból készült, a tekercsek és a csomagolás környezetbarát. 

A HIPS filament alapanyagát Montréal környékén talált elektronikus hulladékokból állították össze. Szabvány ABS nyomtatószálakhoz hasonlóan ütés- és hőálló, a nyomatok felülete környezetbarát olajokkal dolgozható nagyon simára. A Nefila PC masszív mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, mínusz ötventől plusz százötvenig tűri az időjárás viszontagságait. A kiváló teljesítményt megőrizve csökkenti a 3D nyomtatás környezeti lábnyomát.

A nyomtatóanyag-feldolgozó rendszereket gyártó utrechti 3devo új folyamatot jelentett be szelektív lézeres szinterező (SLS) porok csúcsminőségű filamentté alakításához, reciklálásához. A lépést fontos döntés előzte meg: új üzleti modellje részeként, a vállalat beszünteti a nyomtatószálakat újrahasznosító gépei értékesítését.

A hulladékanyagok komoly kihívást jelentenek az additív gyártásban. Egyes technikákkal (SLS, Multi Jet Fusion) az adott por hatvan százaléka nem hasznosul, ami hatalmas anyagveszteség, pazarlás. A 3devo fejlesztései az SLS-sel járó porveszteség csökkentésére kínálnak megoldást.

Újításaikkal a technológia széndioxid-kibocsátását és a működtetési költségeket is csökkentik.

Az additív gyártás világában sok szoftverfejlesztő kívánja megkönnyíteni a 3D modellezést és a CAD (computer-aided design) tervezést. Eddig túl bonyolult volt, ezért hozzáférhetőbb és felhasználóbarátabb megoldásokon gondolkoznak. Egyikük, a pakisztáni Katalyst Labs akcelerátor és innovációs csomópont.

Szoftverük, a szöveges utasítást CAD-dá alakító, text-to-CAD 3D tervezőasszisztens, a júniusban bemutatott, önmagában is tervezőeszközként működő, de meglévő CAD/CAE munkafolyamatokba is integrálható KATALYST pont ezt teszi. Ugyanúgy, mint a hozzá hasonló, szövegből valamit (képet, mozgóképet stb.) generáló alkalmazások, a KATALYST is mesterséges intelligenciával működik.

A felhasználónak nem kell a tervvel bíbelődnie, komplikált módosításokat végeznie, a szoftver a szöveges input, a prompt alapján parametrikus terveket képes létrehozni.

Utasításként begépeljük, például, hogy „csinálj egy humanoid robotot”, amire a KATALYST elkészíti az első modellt. Ennél persze speciálisabb inputot is megadhatunk, mondjuk, részletezzük a felsőtestét, a végtagokat stb. Változatos paramétereket, például méretet, szögeket könnyen hozzáadhatunk, a szoftver automatikusan és gördülékenyen alkalmazkodik a változtatásokhoz.

A módosító inputokat különféle iterációkként értelmezi. Minden egyes iteráció elérhető és megtekinthető a KATALYST teljes iteráció-történet funkcióján keresztül. A szoftver ezen kívül is rendelkezik nagyon hasznos funkciókkal. Egyedi 3D modellek mellett összetettebb kombinációkat szintén készíthetünk vele, a modellek pedig .stl, .step, .3mf vagy .dxf fájlokként menthetők a gyártáshoz.

Az új szoftver összességében egyszerűsített belépést kínál CAD-tervezéshez, szöveges parancsokból komplex geometriákat alakíthatunk ki vele. Mivel teljesen új, hamarosan a lehetőségeket bővítő több frissítésre számíthatunk, például szerkezeti szimulációra, kibővített adatkészletre még összetettebb, részletesebb nyomatokhoz.

A BASF Forward AM felvásárolta a BASF additívgyártás-üzletágát, így mostantól Forward AM Technologies néven szerepel. A független új vállalatot az egyetlen „teljes AM portfolió szolgáltatóként” tartják számon. Tevékenységi köre a BASF nyomtatóanyagainak és a Sculpteo szolgáltatóiroda (service bureau) által kínált megoldásoknak a kombinációja.

A globális (német) vegyipari gyártóból az ügyfélkör magasabb szintű támogatása, az innováció és a piacra történő reagálás felgyorsítása miatt váltak ki. A korábbi szellemi tulajdont (IP) és az ellátási láncot változatlanul ellenőrzésük alatt tartják, így folytatják a bejáratott termékek, szolgáltatások értékesítését.

A Forward AM 2017-ben, a BASF leányvállalataként indult, utóbbi az additívgyártás-szektorbeli jelenlétét akarta így megerősíteni. 2020-ban dobták piacra a szerszámgép-alkalmazásokhoz fejlesztett, rozsdamentes acél alapú Ultrafuse 17-4 PJ fémnyomtató-anyagot, fémpor és polimer keverékét. Az anyag a legtöbb FDM-rendszeren valóban megfizethető és biztonságos fémnyomtatást garantál.

2021-ben a nagyméretű nyomtatáshoz printereket gyártó BigReppel működtek együtt – az építőipar támogatására fejlesztettek nyomtatható betont. 2023-ban partnerekkel (Farsoon, Hyperganic) közösen integrált megoldásokat dolgoztak ki rácsszerkezetek 3D nyomtatásához.

2022 óta évi harminc százalékos, a szektor átlagánál kétszer nagyobb növekedést produkálnak. A vezetőség szerint az önállósodásnak nem lesz negatív hatása ezen a téren. Eleve úgy látják, hogy nagyon izgalmas időket élünk a 3D nyomtatásban, és a meglévő, valamint új partnerekkel fel akarják pörgetni az innovációt. 

A BASF által támogatott változással az alkalmazottak megtartották állásukat, a Forward AM pedig megőrzi globális pozícióit a 3DP piacon. A német nagyvállalat távozása azért szignifikáns esemény, mert így a 3DP szektorban nem maradt ennyire meghatározó jelentőségű vegyipari cég. 

A szaúd-arábiai SABIC ugyan érintett, de additív gyártó tevékenysége korlátozott, míg a Henkel anyagfejlesztő nem tartozik a terület valódi nagyágyúi közé. 

A bőrkutatás hagyományosan az emberi biológiát (korlátozottan) utánzó módszerekre támaszkodik. A bőrszerkezetünket utánzó 3D nyomtatott modellek viszont jobb alternatívát kínálnak.

Az Oregon Egyetem és a L’Oréal ebből az alapvetésből kiindulva, a természetes emberi bőr komplexitásához nagyon hasonló kifinomult, többrétegű modellt fejlesztett. A valódihoz hasonló membránleválasztású, kétrétegű mesterséges bőr létrehozásához biztosító 3D nyomtatótechnikával dolgoztak.

A modellel bőrápoló termékeket az eddigieknél fejlettebb teszteknek vethetik alá, amellyel előmozdítják a bőrgyógyászat további fejlődését. A megközelítéssel a növekedést tizennyolc napra gyorsították fel, megkönnyítve laboratóriumi tesztek sikeres kivitelezhetőségét.

Diabetikus fekélyek kezelése, orvosbiológiai szerkezetek, például segédanyagokkal támogatott véredények előállítása lehetnek a jövőbeli alkalmazások.

A Cardiff Egyetem kutatói mindössze ötszáz font költség mellett megfizethető és hozzáférhető 3D bionyomtatót fejlesztettek Legóból. Céljuk a bionyomtatás demokratizálása. A biotintával működő printerrel az emberi szövetszerkezetet utánzó, nagyfelbontású sejtrétegek alakíthatók ki.

Az eredeti rendeltetése szerint bőrsejt-rétegek nyomtatására használt géppel, beteg sejtek hozzáadásával, könnyebb a bőr állapotának vizsgálata. A Brit Bőralapítvány által támogatott projekt tervrajzok megosztásával igyekszik támogatni a technológia szélesebb körű kutatólaboratóriumi elterjedését, világviszonylatban is növelve az orvosbiológiai k+f kapacitásokat.

A francia CTIBiotech bejelentette a cég 3D bionyomtatás és szövetmérnöki szakértelmén alapuló SAFESKIND3D projektet.  Céljuk különleges bőrmodellek fejlesztése, amelyek gyógyszergyártók számára lehetőséget nyújtanak hírvivő RNS (mRNS) vakcinák biztonságának és tolerálásának alaposabb kivizsgálásra. Ha sikerrel járnak, a megközelítés felgyorsíthatja a mainál biztonságosabb mRNS-vakcinák fejlesztését. (Ezek az oltóanyagok a koronavírus-járvánnyal váltak széles körben ismertté.)

A még pontosabb bőrmodellek kidolgozásához a Sanofi vakcina-fejlesztővel kötöttek partnerséget. A Sanofi a bétatesztelési szakaszban fog értékes visszajelzéseket adni, hozzájárulva, hogy a modellek megfeleljenek a gyógyszeripar magas elvárásainak.

A Bugatti Rimac hiperautó koncepciót újradefiniáló Tourbillonja és a Divergent saját autómárkája, a Czinger után – a 21C és a 21C Max kiszállítását ezen a nyáron kezdik el (összesen csak nyolcvanat gyártottak belőlük) –, a McLaren is használja a Divergent DAPS (Divergent Adaptive Production System) technológiáját, és additív gyártással készít alkatrészeket. 

A brit autógyártó több évre szóló szerződést kötött a kaliforniai digitális ipari gyártóval. A 21C-ről Kevin Czinger, a Divergent vezérigazgatója büszkén mondta el, hogy a világ első ember-mesterséges intelligencia közös tervezésű és 3D nyomtatott járműve. 

Az együttműködéssel az eddiginél is nagyobb mértékben használják az additív gyártást. A technológiával a járművek teljesítményét, előállításuk és működtetésük fenntarthatóságát, és a gyártás hatékonyságát kívánják növelni, amennyire csak lehet.

Mindkét fél elégedett. A mérnöki és gyártási innováció iránt elkötelezett McLaren kiemelte, hogy a Divergent technológiájával könnyebben tervezhetők és gyárthatók összetett szerkezetek, miközben tömegük tovább csökkenthető, az ellátási lánc pedig fenntarthatóbb.

A Divergent vezérigazgatója a McLaren csúcsteljesítmény melletti elkötelezettségét, a vásárlói élmény növelésének folyamatos kielégítését hangsúlyozta. A DAPS lehetőséget kínál a számítási teljesítmény kihasználására, teljesen optimalizált, digitálisan gyártott szerkezetek páratlan tervezői szabadság melletti előállítására – állítja Czinger.

A hiperautók, az együttműködések az autóipar analógról digitálisra történő átállását jelzik, egyben felvillantják a szektor jövőjét.

A Divergent nemrég nyitott Kaliforniában csúcstechnológiás gyártóüzemet, ott dolgoznak gőzerővel a Czinger-járműveken. A McLarennel 2021 óta működnek együtt kisebb-nagyobb projektekben, de annyira szorosan eddig még nem, mint amennyire az új szerződés sejteti. A következőgenerációs IPG5 a céltermék, amelyhez a 21C-hez használt megoldásokat is adaptálnak.

Nemcsak Kazahsztán, hanem egész Közép-Ázsia első nyomtatott háza készült el. Az épület az ország legnagyobb városában, 1997-ig fővárosában, az 1,8 milliós Almatiban áll. 

A helyszín a szeizmikus aktivitás szempontjából kockázatosnak számít, ezért eleve úgy tervezték, hogy a Richter-skálán hetes erősségű földrengést is átvészeljen. A háznak szigorú szempontoknak kell megfelelnie: fokozott biztonság, szeizmikus események közbeni szerkezeti integritás.

Alapterülete száz négyzetméter, a printer-beállítástól a belsőig és a bútorokig, a projektet nem egész két hónap alatt kivitelezték. A falakat öt napig nyomtatták, majd további két napot szenteltek a szeizmikus gerendaszalag helyi előírásoknak megfelelő felszerelésére.

A teljes szerkezetet körbevevő vasbeton burkolat nélkülözhetetlen biztonsági elem, földrengés-érzékeny területeken szignifikáns mértékben növeli épületek szerkezeti integritását. A gerendaszalag adja a ház jellegzetes felső részét.

A közép-ázsiai ország mínusz ötvenhét és plusz negyvenkilenc Celsius-fok közötti, szélsőséges időjárásának megfelelően, a falak szigetelése megerősített polisztirolt tartalmaz.

A munkát a helyi 3D épületnyomtató BM Partners végezte. Marat Osaktyiev vezérigazgató hangsúlyozta, hogy napjainkban egyértelmű a modern technológiák használata, elkötelezettek ebben az irányban, és a 3D épületnyomtatás helyi élharcosának számítanak. A projekttel a jövőbe léptek, mert figyelembe vették Kazahsztán földrengés-biztos, modern, hatékony és sokat tűrő építészeti megoldások iránti igényét.

Ezt nagyon erős betonkeverékkel érték el. A keverékhez helyi cementet, homokot és kavicsot használtak. A COBOD International és a Cemex által fejlesztett D.fab adalékanyaggal kiegészítve vált lehetővé a regionális igényeknek megfelelő betonkészítmény létrehozása.

A nyomtatáshoz, mint ahogy az építőipari projektekben megszokhattuk, a COBOD printerét használták.