FREEDEE BLOG

A houstoni (Texas) Rice Egyetem kutatói fenntartható faszerkezeteket hoztak létre 3D nyomtatással. Az anyagtudománnyal és nanotervezéssel foglalkozó szakemberek a fa alapvető „építőkockáiból”, cellulózból és lignitből álló, segédanyagoktól mentes, vízalapú tintát dolgoztak ki.

A tinta izgalmas faszerkezetek tervezéséhez és 3D nyomtatásához használható. Speciális megmunkálási módja a közvetlen tintaírás (direct ink writing) nevű 3D nyomtatótechnika.

A kutatókat örömmel tölti el, hogy közvetlenül a természetes összetevőiből készíthető faszerkezet. Ezek a technikák és darabok a környezetbarátabb és innovatívabb jövőt vetítik előre – hangsúlyozzák.

„A fenntartható 3D nyomtatott faszerkezetek új korát vezetik be” – nyilatkozta az egyetemen anyagtudományt oktató, egyébként nanomérnök Muhammad Rahman.

A következmények messzire terjedhetnek, a technológia elvileg olyan iparágakat is forradalmasíthat, mint az építőipar vagy a bútorkészítés. A korábbi hasonló kísérletekkel ellentétben, a Rice Egyetemen kizárólag nanoméretű fakomponenseket használtak nyomtatásra.

A tinta összetételének optimalizálására koncentrálva, a természetes lignin-cellulóz egyensúlyt megőrizve, állították be a lignin- és cellulóz-nanoszálak és nanokristályok arányát.

A lignin a Földön legnagyobb mennyiségben előforduló egyik biopolimer, viszont sajnálatos módon, szinte semmire nem értékelik. Az egyetemen a nyomtatás után átfogó elemzést végeztek, hogy megállapítsák, milyenek a printelt fa felületi és belső szerkezetei, majd összehasonlították őket a természetes fakomponensekkel.

Nemcsak a textúrában,  hanem a szagban és az erőben is közeli hasonlóságokat mutattak ki. A nyomó- és hajlítószilárdságot vizsgáló teszteken szintén ígéretes, a természetes balsafát felülmúló eredmények születtek.

Új kreatív megoldások kivitelezésével, a technológia tömegessé válásával a 3D nyomtatás a divatipart is átalakíthatja, áramvonalasíthat gyártófolyamatokat, és nem utolsósorban, promótálhatja a fenntartható fejlődést.

Az izraeli gépgyártó XJet ezeket a lehetőségeket felmérve, állt össze a csúcskategóriás divattermékeket beszállító XOLUTIONS-szel, és látva a prémium minőségű rozsdamentes acél iránti kereslet növekedését, a luxusdivatban ékszerekhez és más cuccokhoz alkalmazzák a technológiát.

A Chromatic 3D Materials az avantgarde holland divattervezővel, Anouk Wipprechttel dolgozik együtt, nyomtatott elasztomerekbe integrálnak elektronikát, kreatív önkifejezés és ember-technológia integrációjának jövőbeli lehetőségeit villantják fel. A ruhához felhasználták a rugalmas és tartós ChromaFlow 70 anyagot.

A Stratasys, a 3D nyomtatás egyik legikonikusabb vállalata az április 23-25-i frankfurti Texprocess rendezvényen kiállítja a textíliákra közvetlenül nyomtató technológiáját fémjelző, 2022 májusában bevezetett J850 TechStyle 3D printerét. Korábbi módszerekkel kivitelezhetetlen, izgalmas mintázatok közvetlenól nyomtathatók vele ruhákra, optikai illúzió kelthető a technológiával.

A cég most főként a már meglévő darabokra történő printelést, azok feljavítását, megszépítését célzó új ötleteket, megoldásokat reklámozza. Termékek életciklusa hosszabbítható meg, a munka közben keletkező hulladékmennyiség csökkenthető, személyre szabott, egyedi darabok hozhatók létre a géppel.

A kifejezetten a divatvilágnak fejlesztett printer több anyagra, például gyapotra, farmervászonra és bőrre visz érdekes mintákat, és még az optikai illúziókeltés is egyedire alakítható ki vele. A printer sok szoftverrel kompatibilis, ezért a felhasználók 2D mintákat is módosíthatnak, színeket és más textúrákat adhatnak hozzájuk, 3D tervvé alakíthatják át őket. A géppel a Stratasys a divatvilág fontos szereplőjévé vált.

Az Eredeti Urbánus Tetkó Gyűjtemény a nagyvállalat és Travis Fitch designer közös munkája. Tetoválásokat nyomtattak farmerekre, dzsekikre. A kollekció nemcsak régi ruhákat alakított át hordható darabokká, hanem a fenntarthatóságot is reklámozza.

A 2023-as Londoni Divathéten mutatták be a tervező Jayne Pierson Ceridwen kollekcióját. A ruhákba integrált, nyomtatott elemek a fenntarthatóságot hangsúlyozták. A kelta mitológia által inspirált darabok az újjászületést és az átalakulást megszemélyesítő Ceridwen istenség előtti tisztelgések.

Kerámiából készült eszközök, műszerek olyan területeken használhatók ki igazán, ahol a fémalapúak elkopnak, meghibásodnak.

A jelenség tendenciává válása egyben azt is jelenti, hogy kerámiákat sok orvosi műszerhez választják ki anyagként. Nemcsak rendkívüli hő- és kopásellenállásuk miatt döntenek mellettük, hanem azért is, mert tökéletesen biokompatibilisek és könnyen sterilizálhatók.

Kerámiás orvosi műszerek nagymennyiségű gyártását a hagyományos technológiák korlátozták, mert anyagilag csak akkor érik meg a befektetést, ha nagymennyiségben használják őket. A csúcsminőségű kerámiák eddig nem ismert lehetőségeket nyitnak meg mind a tervezésben, mind a kiadások csökkentésében.

A szakterület éllovasa, az osztrák Lithoz kerámia-alapú 3D nyomtatói pont ezt teszik lehetővé: a korábban nem látott tervezési szabadság, valamint a skálázható és hatékony gyártás összekombinálását garantálják.

Eszközök nagy- és kismennyiségben gyorsan, eredményesen legyárthatók, míg az orvosi alkalmazásokban már használatban lévő sok nyomtatott kerámia (cirkónium, szilícium-nitrid, ATZ stb.) növeli a lehetséges innovatív eszközök számát.

Ilyen például egy atroszkópos térdborotva, vagy a fogászatban használt ATZ-megoldások. A kerámiáknak köszönhetően, sebészeti beavatkozás közben nem termelődik fémhulladék. Fémmentes sebészet az új hívószó.

A német Steinbach, a kerámiás 3D nyomtatás egyik úttörője nemrég mutatott be egy, a Lithoz technológiájával printelt kerámiacsövet. A csövet a Da Vinci robotsebész-rendszerhez használják. Tizenkétezer ilyen apró, de szuperpontos csövet gyártanak le.

A Lithoz közben előre tekint, és már többféle anyag egy komponensben történő szimultán nyomtatásában gondolkozik. Ha sikerrel jár, a kerámia-alapú 3D nyomtatás fontos fejezet lehet a modern medicina, különösen a sebészet történetében, mert jelentősen átalakítja azt. A következőgenerációs multifunkcionális műszerekből egyre többet állíthatnak elő az osztrák cég egyedi technológiájával.

Egy tudomány, egy technológia nagykorúságát semmi sem szemlélteti jobban, mint amikor a történetével, eredetével kezdenek el intenzíven foglalkozni tudós fők: honnan jött, mivé válik?

Ez történik a 3D nyomtatással is.

A YouTube-on közel húszperces videó számol be a történetről. A bemutatóanyag a The History of sorozat részeként készült, és az 1980-as években, a sztereolitográfiát kitaláló Chuck Hull munkásságával kezdődik, aztán kimerítő beszámolót kapunk a később felbukkant, diszruptív változásokhoz vezető más módszerekről, például a szelektív lézeres szinterezésről és az FDM-ről is.

A 2000-es évek és a jelen szerteágazó alkalmazásai szintén sorra kerülnek: gépjármű-ipar, egészségügy, fogyasztói termékek – szinte minden elkészíthető a technológiával.

A videó a mostani 3DP-táj, a jelen leírásával ér véget.

Minden Kedves Olvasónknak Boldog Húsvétot kívánunk!

Az additív gyártás légjárműipari alkalmazásai olyan előnyökkel járnak, mint a komplex geometria és az árcsökkenés, a komolyabb léptékű szakterületi térhódítást, a teljes áttörést viszont gyorsan megoldandó kihívások, például nyomtatóanyagok tulajdonságai, hitelesítési folyamatok hátráltatják.

A jobb minőségű anyagokkal, újabb folyamatokkal a 3DP mégis egyre elfogadottabb, több vállalat felmérte a repülőtervezés és gyártás AM (additive manufacturing) általi újrameghatározásában rejlő jelen és jövőbeli lehetőségeket.

A General Electric részlege, a GE Aerospace 650 millió dolláros tervezett befektetést jelentett be. A globális gyártást és az ellátási láncot kívánják erősíteni vele: az Airbus-, Boeing- és más gépeket hajtó LEAP motorok gyártókapacitását növelik jelentős mértékben.

A GE Aerospace spinoff-ja független céggé vált, amellyel a GE immáron három különálló entitás. A 650 millióból 450 huszonkét amerikai, 100 millió nemzetközi létesítményeket erősítésre megy, míg a maradék százat amerikai beszállítóknak szánják, hogy a munkahelyteremtést javítsák, valamint ügyeljenek a belföldi ellátási láncra.

2022-ben az AddUp ipari fémnyomtató-gyártó és a Dassault Aviation partnerséget kötött a 3D nyomtatás fejlődése érdekében, hogy a légjárműiparban is a prototípuskészítés mellett mindinkább gyártásra használják a technológiát. Az együttműködés – és a közös AEROPRINT projekt – repülő-alkatrészekre optimalizált többanyagos 3D fémnyomtató folyamat fejlesztését, minősítését és integrálását tűzte ki célként.

Legújabban a Los Angelesi 3DEO fémalapú AM-specialista jelentette be a légjármű-tervező és -gyártó japán IHI Aerospace-szel (IA) kötött stratégiai partnerséget, amellyel az additív gyártótechnológiák IA általi alkalmazásait, implementációját akarják felgyorsítani.

Az IA befektetése egyértelműen jelzi, hogy mekkora potenciált látnak a 3DEO technológiáiban és csapatában, összességében pedig a 3D nyomtatásban. Céljuk a 3D nyomtatás lehetőségeinek növelése a japán légjármű-gyártó szektorban.

A személyautókat, kereskedelmi járműveket és ipari technológiákat beszállító német ZF elkezdte használni a szintén német 3D Spark platformot, egy innovatív b2b (business-to-business) gyártási és beszerzési szoftvert.

A program használatával darabok, alkatrészek 3D nyomtatótechnológiával történő gyártását kívánják leegyszerűsíteni, demokratizálni.

A 3D Spark a kereséstől, lekérdezéstől az árajánlatig, összefüggő és integrált megközelítést garantál a teljes darab, alkatrész megrendelésének folyamatához. A felhasználó számára lehetővé válik, hogy azonnal áttekinthesse a CAD-tervezés alkalmasságát, gyárthatóságot, optimalizálási lehetőségeket, aprólékos bontásban a pontos költségvetést és az egész széndioxid-lábnyomát. Az összes iparilag releváns gyártótechnológiáról van szó, legyen szó polimer-, fém- és kerámiaanyagokról, marásról, esztergálásról, fémöntésről és fröccsöntésről, 3D nyomtatásról.

A platform használatából a ZF már eddig sokat profitált. Például felére csökkentették a darabok gyárthatósági elemzéséhez és az árajánlatokhoz szükséges időt, míg a pontosság és a megbízhatóság legalább huszonöt százalékkal nőtt.

Ez azért jelent rengeteget a ZF-nek, mert garancia, hogy az ügyfeleknek kiváló minőségű alkatrészeket és más darabokat, nyomatokat szállítanak.

E cuccok 3D Spark közreműködésével történő lekérése, keresése intuitív és hatékony, ráadásul az önkiszolgáló rendszert nemcsak additívgyártás-szakértők, hanem bárki használhatja, így a csúcstechnológia a ZF összes alkalmazottja számára elérhető – magyarázza a cég egyik vezetője.

Sokkal jobb ez a megoldás, mert így a felhasználó szakértőkkel való konzultálás nélkül is megérti a költségeket, gyárthatóságot – állítják, miközben a ZF és a 3D Spark együttműködése szép példa óriáscégek és startupok együttműködésére a digitális gyártásban.

A ZF vezetősége elmondta, hogy diszruptív innovációra, a 3D Sparkhoz hasonló startupokkal való közös munkára van szükség az ipari vezetőszerep megtartásához.

Az austini (Texas) ICON, az épületnyomtatás élharcosainak egyike több termékkel és technológiával állt elő március közepén. Rendeltetésük az automatizáció növelése.

Egy teljesen új robotikus printer többszintes építkezést biztosít, alacsony széntartalmú legfrissebb anyaguk, a nemcsak saját, hanem mások projektjeihez is hamarosan elérhető CarbonX valószínűleg sok tervben fog még szerepelni, komoly esettanulmány is készült már róla.

Digitális katalógusukban hatvannál több kivitelezésre kész terv szerepel. Öt épülettípus-gyűjteményből válogathatunk: texasi modern, tűzálló, vihartűrő, megfizethető, avantgarde.

Az MI Építész (AI Architect), a Vitruvius rendszer (amelynek bétaváltozata máris hozzáférhető) az otthoni tervezésben segít. A mesterségesintelligencia-alapú megoldást a tervezési és az építészeti tapasztalat, szaktudás teszi különlegessé.

Jason Ballard társalapító-vezérigazgató elmondta, hogy ezekért a pillanatokért dolgoztak az elmúlt hat évben (a céget 2018-ban alapították). Kiadáscsökkentés és minőségnövelés együtt és nem külön-külön volt mindig a céljuk, és sokakkal ellentétben, egyiket sem áldozták be soha a másikért.

A harminc méter magas Phoenix nevű printer robotikus karjának és darurendszerének nem akadály többszintes épület nyomtatása. A saját fejlesztésű technológia jóvoltából a gép a konfiguráció minimális megváltoztatásával egyetlen helyszínen nyomtat többszintes szerkezeteket.  A munkafolyamat állandó figyelemmel követéséhez néhány személy jelenléte bőségesen elegendő.

Az életciklus-értékelésekből egyértelműen kiderül, hogy a 3D nyomtatással készült otthonok beágyazott és működési hatásai alacsonyabbak, mint a hagyományos módszerekkel készülteké – hangsúlyozza a cég.

A szívósságáról és könnyű tömegéről ismert polipropilént változatos iparágakban, széles körben használják prototípuskészítésre. Az újrahasznosított anyag additív gyártófolyamatokba, különösen a szelektív lézeres szinterezésbe (SLS) integrálásával viszont viszonylag kevesen foglalkoznak.

A műanyagokra összpontosító barcelonai Andalltec kutatóközpontban pont ezt teszik. A központ, a Barcelonai Egyetem és az Innomaq 21 vállalat együttműködésében gazdaságos és fenntartható anyagokat készítenek újrahasznosítással, kifejezetten az SLS-technológia számára.

A RECYPPOWDER projekt a polipropilén újrahasznosított formái adta lehetőségeket vizsgálja.

Az SLS nagyon pontos és komplex printek készítéséről ismert, a porágyas fúziók (powder bed fusion, PBF) családjába tartozó, sokoldalú nyomtatófolyamat.

Egy tartályban közvetlenül az olvadáspontja alatt hevítenek port, majd egy henger vékony réteget terít a gyártóplatformra, a lézer pedig, a tárgy szerkezetét megszilárdítva, szinterezi a port. Ezt követően a platform lejjebb ereszkedik, és a folyamat rétegről rétegre, a befejezésig ismétlődik.

Befejezés után sűrített levegő megtisztítja a nyomatot, miközben, a veszteséget és a hulladékmennyiséget minimalizálva, a fel nem használt port üjbóli felhasználásra összegyűjtik.

Az SLS azonban nem minden nyersanyaggal teljesen kompatibilis, vannak korlátjai, sőt, esetleg egyáltalán nem az. Jelenleg a poliamid (nejlon) a „kedvenc”, amelyet gyakran olyan adalékanyagokkal, mint az alumínium vagy az üveg javítanak fel, hogy a nyomat, a végtermék minősége, tulajdonságai még jobbak legyenek.

Az újrahasznosított polipropilénből készült porok viszont érzékelhetően hiányoznak az SLS-alkalmazásokból. A barcelonai kutatók pont ezt a hiányt ismerték fel, és  kereskedelmi és újrahasznosított polipropilénből álló, a lézeres feldolgozáshoz méretben és tulajdonságokban egyaránt optimalizált kopolimereken kezdtek el dolgozni. Behatóan tanulmányozzák az újrahasznosított matériák inherens változatosságát, megvalósíthatósági tanulmányokat készítenek, felmérik, hogyan csökkenthető a széndioxid-lábnyom.

Mivel a technológiával a felhasználó igényeinek jobban megfelelő egyedi szerkezetek alakíthatók ki, egyre népszerűbb kerékpárok nyomtatása. Ma már nem csak sportolók használják előszeretettel ezeket a bringákat, hanem mások is.

Az olasz Alex Bellini például csúcsdöntő útra indul, mert eddig még senki nem kerekezett teljesen egyedire kialakított, újrahasznosított ipari műanyagból (polikarbonátból) készült vázú, printelt járgányon Alaszkában és még északabbra. A 21. századi felfedező húsz éve utazgat extrém feltételek között, útjaival környezeti problémákra kívánja felhívni a nagyközönség figyelmét.

Mostani „Szemek a jégen” projektje Olaszországból indul, speciálisan erre az útra kialakított hegyi kerékpárjával Alaszkát, Grönlandot, az Arktisz-óceánt igyekszik bejárni, végül pedig megpróbál eljutni az Északi sarkra. Másodmagával, Alessandro Piona társaságában vág neki a háromévesre tervezett nagy kalandnak. Ezúttal az olvadó gleccserekre és a klímaválság más káros hatásaira akarja felhíni a figyelmet.

Alaszkát idén, Grönlandot és az Arktisz-óceánt 2025-ben járják be. A misszióval proaktívan próbálja kivenni részét a poláris környezet megértésében, népszerűsítésében és megvédésében. Jövőnk szorosan kapcsolódik a jéghez – vallja, és ennek megfelelően cselekszik is.

A környezetvédelem mellett a nagy út során az Impact kerékpárt is le akarják tesztelni. Az átlagosnál terebélyesebb járművet Daniele Rinaldi és csapata tervezte, kivitelezte. A gumik a megszokottnál jóval méretesebbek, a váz is szélesebb, nagyobb. Mindkét kerékpár készítésénél figyelembe vették a biciklisek anatómiáját, speciális igényeit, szükségleteit.

A kerékpárok masszívak, de nem túl nehezek, „fenntartható” darabok. A prototípuson tíz napig dolgoztak, majd jöttek a tesztek és a módosítások. A teszteket az olasz Alpokban, majd a Milánói Műegyetem -40 fokos „sarkvidéki” környezetében végezték. A közeg az eredeti extrém feltételeket utánozza.

Carl Jung, a legendás svájci pszichoanalitikus és pszichiáter az emberi lélek legmélyebb rétegeit, titokzatosságát kutatta. Egyik legismertebb elmélete a kollektív tudatalattit, gondolatainkat és cselekvéseinket meghatározó tizenkét archetípust írja le. A következő karakterekről van szó: az uralkodó, az alkotó/művész, a bölcs, az ártatlan, a felfedező, a hős, a varázsló/bűvész, a bolond, az akárki, a szerető és a gondoskodó.

A tudós szemszögéből nézve nemcsak egyedi személyeknek látjuk magunkat, hanem régi történetek bennünk élnek tovább, elevenednek meg, minden egyes archetípus legmélyebb reményeinkre, félelmeinkre és vágyainkra nyíló ablak. Megértésükkel jobban átlátjuk az emberi létezés bonyolult hálózatát, ötletek, érzelmek és benyomások megosztott tárházát.

Jo Fairfax brit képzőművész szobrok formájában jelenítette meg, értelmezte a tizenkét archetípust. Kivitelezésükhöz 3D nyomtatást használt, az eredmény hagyományos kézművesség, részletes, festői kialakítás és kortárs additív gyártás különleges keveréke. A szobrok általában fehér, enyhén színezett figurákat ábrázolnak, viaszból és lakkból készültek.