FREEDEE BLOG

Egy National Harbor-i konferencia panelbeszélgetésén az amerikai haditengerészet, a tengerészgyalogság, a védelmi ipar és a Védelmi Minisztérium képviselői kifejtették: komoly transzformatív potenciált van az additív gyártásban (AM). A technológiával az anyagok használhatósága és az operációs logisztika, különösen a helyszínre telepített erőknél jelentősen nő – hangsúlyozták.

A haditengerészetnél és a tengerészgyalogságnál újnak nem mondható AM integrációja hadviselési előnyökkel jár: a menet közbeni alkalmazás és innováció egy ideje az operációs stratégia része. A technológia harci környezetben javítja a logisztikát, összességében pedig igen kritikus területnek számít.

A tengerészgyalogság az expedíciós műveletek fokozására igyekszik használni. A hordozható rendszerekből álló Taktikus Gyártás csomagot pontosan erre a célra fejlesztették. A lényeges karbantartási és logisztikai munkákat az egységek harctéren is elvégezhetik vele.

Tengeralattjáróknál szintén fontos az AM: csökkentheti a biztonsági szempontból kritikus logisztikai késéseket. A Tengeralattjáró Biztonsági Program AM-re méretezése még hátra van, utána tovább tágul a lehetőségek köre. Egyelőre a gyártóanyagokat tesztelik és hitelesítik a szigorú biztonsági szabványok szerint.

A résztvevők kiemelték a védelmi ipar és a hadsereg együttműködésének jelentőségét, hogy fokozni kell. 3DP-megoldások csak közös munkával alkalmazhatók speciális szükségletekre, változatos katonai kontextusokra.

Mások személyes tapasztalataikat megosztva, emelték ki a fejlett gyártómegoldások oktatásának – műveletek közbeni praktikus alkalmazásokhoz vezető – fontosságát. Az AM-et tengerészeti gyakorlatokban, kiképzőprogramokban egyaránt hasznosítják, Mindezt segítendő, Fejlett gyártóközpontot is nyitottak meg a hadseregnek.

Additív Gyártás Kiválósági Központ nyílik az angliai Wolverhampton Egyetem Springfield kampuszán. A felsőoktatási intézmény és a globális 3D nyomtatóipar két meghatározó nagyvállalata, az EOS és az EOS-csoporthoz tartozó AMCM és az egyetem partnerségének gyümölcseként üzemelő létesítmény a két cég technológiáihoz kínál majd hozzáférést. Emellett az űr- és légi, gépjárműipari, elektronikai és kvantumszámítási iparágak nehezebben kivitelezhető alkalmazásaihoz fejlesztenek anyagokat, dolgoznak ki folyamatokat.

Az egyetem húsz éve ápol jó kapcsolatokat az EOS-szal, az új létesítményben az ő M 290 rendszerük egyedire kialakított, naprakész lézertechnológiás – lézeres porágy-fúziós – változata, az AMCM 290 FLX lesz a főszereplő. 

A részben az Egyesült Királyság Regionális Innovációs Alapja által finanszírozott központ változatos szektorokban igyekszik az ismeretátadás és -csere, ipari tevékenységek és a kutatás csomópontjaként funkcionálni, helyi, regionális és globális ügyfeleket gyűjteni.

Az egyetem Additív Gyártás Kutatási Csoportja és Additive Analytics leányvállalata vezeti majd az anyag- és folyamatfejlesztési munkákat. Máris nyomatékosították a réz iránti érdeklődésüket, az anyagot kivételesen előnyös hő- és elektromos tulajdonságai miatt a 3DP hőkezelésében és villamosításában hasznosítanák.

Csakhogy a réz remek tulajdonságai mellett komoly kihívás is az additív gyártásban. Lézerrel nehéz megmunkálni, összességében nehezen kezelhető – ezért nem is terjedhetett még el széles körben a 3D nyomtatás világában. Ezen kívánnak változtatni csúcstechnológiákkal, folyamatokkal és szakértelmükkel. A rezet az anyagveszteség minimalizálásával akarják hasznosítani.

Az AMCM 290 FLX képes a nehézségeket okozó anyagok, mint a réz feldolgozására. Magas hőmérsékleten működik, kiválóan kontrollálja az oxigént.

A partnereknek komoly elvárásaik vannak a központtal kapcsolatban, bizakodnak, hogy a rézzel végzendő kutatásaik mérföldkőként vonulnak majd be a 3D nyomtatás történetébe. Az innováció, a fenntarthatóság és a felelős gyártás új korszaka kezdődhet.

A 3D Spark német szoftverfejlesztő három évvel meghosszabbította együttműködését a franciaországi Alstommel, a mobilitási megoldások nemzetközi piacvezetőjével. Az együttműködés értelmében a vasútgyártó cég pótalkatrészek gyártásához és beszerzéséhez használja a másik szolgáltatásként kínált szoftverét (Software-as-a-Service, SaaS).

A szoftver mesterséges intelligenciával azonosítja az alkatrész-gyártás leggyorsabb, legolcsóbb és legfenntarthatóbb folyamatát, másrészt automatikusan generál árajánlatokat, árajánlat-kéréseket.

A digitális platform kielégíti a vasúti piacon belüli keresletet. A vezető szolgáltatók vágya, hogy a vonatok legalább tíz százaléka 3D nyomtatással készüljön.

A pótalkatrészek digitális raktárakban tárolhatók, igény szerint (on demand) tárolhatók. Ezzel az ellátási lánc hatékonyabb, környezeti szempontból fenntarthatóbb.

A partnerségnek köszönhetően az Alstom eddig több mint tizenötmillió eurót takarított meg, és 2600 hónappal csökkent az átfutási idő. A szoftver jóvoltából a vállalat nyolcvanhat százalékkal csökkentette beszerzési erőfeszítéseit, miközben a pótalkatrészek elérhetőbbek lettek.

Az együttműködésnek hála, az Alstom bővítette a nevével sokat eláruló DesigntoPrint kezdeményezését. A program 170-nél több ipari ügyfélnek biztosítja a legolcsóbb, leggyorsabb és leginkább fenntartható gyártási opciók azonosítását.

„Egy olyan iparágban, ahol a vonatok akár ötven évig bírják a síneken, az alkatrészek és az elavulás kezelése kiemelkedően fontos a megbízhatóság és a pontosság szempontjából. A további három év együttműködéssel megszilárdul a vasúti szektor fenntartható digitális gyártójövőjére vonatkozó közös elképzelésünk ” – véli Ruben Menth, a 3D Spark társalapító-vezérigazgatója.

Az 1990-ben alapított belga Materialise a 3D nyomtatás egyik legmarkánsabb, leginnovatívabb szoftverfejlesztő és változatos szolgáltatásokat kínáló vállalata, a technológia nagyon sokat köszönhet nekik, részben az ő érdemük is, hogy ott tart ma, ahol. A világ megváltoztatása additív gyártással, fenntartható fejlődés, tartalmas újítások voltak már kezdetben a vezérlőelvek, és ma is tartják magukat hozzájuk.

Legutóbb a Renishaw brit technológiai céggel léptek partneri kapcsolatba. A partnerség célja a gyártás hatékonyságának és termelékenységének növelése, amelyhez a Renishaw additívgyártás-rendszereit fogják használni.

Utóbbi felhasználói a Materialise következőgenerációs építő processzor-szoftverével dolgozhatnak a RenAM 500 sorozat gépein. A Materialise a 3D tervek nyomtathatóvá alakítását CAD és mesh-eszközökkel támogató Magics programját szintén használhatják.

A rendszerre optimalizált programok, a tervezéstől a nyomatig gördülékennyé teszik a munkamenet, vezérlik és igényeink szerint alakítják a 3D nyomtatási folyamatot, csökkentik a gyártási időt. A két cég szerint technológiáik jól kiegészítik egymást, és hozzájárulnak, hogy a 3D fémnyomtatás a gyártóipar megkerülhetetlen része legyen.

A processzorok összekapcsolják a hardvert – a printert – az adatelőkészítő szoftverrel. A RenAM 500-ak új szkennelő algoritmusával a lézer és az újrafestő (recoater) úgy működik, hogy a nyomat minőségének megőrzésével, rétegenként akár tíz másodperccel is lerövidül, összességében pedig felére csökken a munkaidő.

Az adatok konzisztens kezelésével, felgyorsul a komplex geometriájú tárgyakra és nagymennyiségű részekre vonatkozó adatfeldolgozás.

A Magics szinte minden importált fájlformátummal kompatibilis, összekapcsolható a legfontosabb 3D nyomtatótechnológiákkal. Remekül kontrollálhatjuk vele a munkamentet, az automatizációt. A szoftver optimalizálja az adatokat és az előkészítést.

A gyártócégek abszolút megbízhatnak benne.

Az importot és az ellátási láncot az utóbbi években egyre több esemény veszélyezteti: Covid-19, Oroszország Ukrajna elleni inváziója, kereskedelmi hajók megtámadása a Vörös-tengeren. A technológia más előnyei mellett e veszélyforrások elkerülése, valamint a fenntarthatóság miatt egyre jobban terjed az additív gyártás.

Az Egyesült Királyság Üzleti és Kereskedelmi Minisztériuma idén megjelent Kritikus import és ellátási lánc stratégiájának részeként, a gyártás visszatelepítésében és a globális ellátási lánc kockázatinak kezelésében, a szerzők kulcstényezőnek látják a 3D nyomtatást.

Az olyan technológiai innovációk, mint amelyeket a 3D nyomtatóipar hozott el lehetőséget nyújtanak az ellátási lánc működésének átalakítására úgy, hogy erősebb és ellenállóbb gazdaság épül rájuk – hangsúlyozzák.

Egy brit additív gyártócég, az AMS az ország Védelmi Minisztériumával és a védelmi felszereléseket engedélyező hatósággal együttműködve, tanulmányozza kritikus fontosságú anyagok visszanyerésének módját feleslegesnek bizonyult katonai eszközökből, nyomtathatóságukat.

A nyomtatóanyag-gyártó amerikai 6K additive az ausztrál SMR-rel közösen hasznosít újra leselejtezett implantátumokat 3D nyomtatóanyaggá.

Az Európai Unió a Horizon Europe program keretében 5,6 millió euróval támogatja alkatrészek és termékek újragyártását, teljesen körkörös ellátási lánc létrehozását. A CREDIT nevű projekt keretében digitális platformot dolgoznak ki „lejárt” termékek, részek újrahasznosítására, belőlük készülő új termékek gyártására. A platform (más digitális eszközök és szolgáltatások mellett) mesterséges intelligenciával vezérelt döntéshozó rendszerrel fog működni.

A projekt háztartási berendezések, gépjárművek gyártói mellett a telekommunikációs és a légjármű-ipart célozza meg. Bizakodnak, hogy kezdeményezésük eredményeként a gyártás hatékonyabb lesz, az előállítási költségek csökkennek, nő a versenyképesség, miközben minimalizálódik a károsanyag-kibocsátás és a nyersanyag-felhasználás.

A Nottingham Trent Egyetem (NTU) kutatói teljesen élethű, vérzésre, dobogásra és lélegzésre képes szív- és tüdőmodellt nyomtattak. A nyomatok rendeltetése, hogy szervátültetések előtti gyakorlásban segítsék a sebészeket: könnyebben tervezhetik meg velük a műtétet, biztonságos kutatásokat végezhetnek, az operáció pedig kevesebb kockázattal jár.

Tapintásra olyanok, mint az eredetiek, változatos keménységű szövetekből készíthetők. Egészséges és beteg szívekről vettek 3D szkent, a nyomatok ezért nagyon pontosak. A vérzés ugyanúgy szimulálható, mint a valódi szerv esetében, gyakorlás közben a sebész a tényleges műtét közben nem látható részleteket is észrevesz.

Mivel a jelenlegi modellek nem elég élethűek, a gyakorlás leggyakrabban emberi holttestekkel és állatok szerveivel történik. Az NTU kutatói szerint az ő modelljük élethűsége az első, amely tényleg megfelel a gyakorlás követelményeinek. A felsőoktatási intézményben korábban is printeltek már szívutánzatokat, de ezt a pontosságot egyszer sem érték el.

Nem véletlenül beszélnek belsejükben is részletesen kidolgozott, nehezen látható ereket és szívbillentyűket is tartalmazó következőgenerációs szintetikus szervekről. 

3D technológiák nélkül a modelleket nem lehetett volna ennyire életszerűre kidolgozni. Az is kellett hozzá, hogy a nyomtatásukhoz használt CT-adatokat valódi személyektől gyűjtsék be.

A kutatók brit sebészekkel és globális értékesítőkkel tárgyalnak a modellek teszteléséről. Míg a szívmodellnél a vérzés és a dobogás, addig a tüdőnél a lélegzés élethűségére, maximális természetességre törekedtek, és ezt sikerült is elérniük.

Mivel nem egyszeri használatra készültek, költséghatékonyak is.

Anouk Wipprecht, a fashiontech legismertebb képviselője újabb izgalmas alkotást mutatott be. A Drinkbot 2.0 premierjére a nürnbergi Beágyazott Világ 2024-en (Embedded World 2024) került sor.

A részben nyomtatott koktélrendszer egy ruha, viselője bármilyen partin egy Beagle-Y-AI nyílt forrású hardverrel – italokat keverő, hat perisztaltikus pumpával felszerelt, fedélzeti komputerrel – hangutasítással kommunikál. A viselhető technológiát a ruhára szerelte a tervező; női és férfi változat egyaránt készült belőle.

Miután a rendszerrel hangutasítással interakcióba léptünk – ezt és azt szeretnénk, töltsd ki –, a ruha hátán lévő apró pumpák mozogni kezdenek, csőrendszeren adagolják a kívánt piát az elöl lévő, printelt tartószerkezet által védett pohárba.

Az összetevők alapokból, alkoholokból és különféle szirupokból állnak, a shotokat mixer inspirálta. A rendszer hatféle folyadékot kever össze.

Wipprecht korábban is alkorott koktéldresszeket, az elsőt 2010-ben, aztán 2015-ben is egyet, valósidejű mixelés viszont csak most kivitelezhető, és eddig női és férfi változat sem volt, kizárólag unisex.

A ruha a műgyanta-alapú Elegoo Jupiter SE 3D printeren készült. A gép munkatere elég nagy, több darab printelhető vele egyszerre, gyorsan működik. Különleges refraktív fényforrást alkalmazva a fényexpozíció egységes és egyenletes, így a végső nyomat részletei kidolgozottabbak, élesebbek, simák és pontosabbak.

A ruha a Beagle-Y-AI rendszeren fut, amely a Texas Instruments képfeldolgozó technológiáján alapul. Gépi tanulással, hangot szöveggé alakító, az utasításokat lefordító alkalmazással működik.

Wipprecht elmondta még, hogy mivel a nyílt forrású (open source) törekvések elkötelezett támogatója, a Drinkbot 2.0 tervezése és kivitelezése során kiemelten fontos volt számára az azokat előre vivő és promótáló vállalatokkal való együttműködés. 

A additívgyártás-tanácsadó Wohlers Associates immáron huszonkilencedik alkalommal kiadta idei beszámolóját, a Wohlers Report 2024-et. Az anyag 245 3DP szervezet (szolgáltatók, gyártók stb.) adatai, valamint harmincöt ország száztíznél több szakértőjének közreműködésével készült.

A szerzők, a hagyományokhoz híven, kiemelték a 3DP legfontosabb trendjeit, majd előrejelzésekbe bocsátkoztak.

A 2023-as növekedés masszív, 11,1 százalékos volt 2022-höz képest. Az iparág becsült értéke története során először haladta meg a húszmilliárd dollárt – 20.035 milliárdot ért el. (A szám jóval magasabb, mint egy másik piaci hírekkel foglalkozó szervezet, az AMPOWER beszámolójában szereplő összeg.)

Terry Wohlers, az anyag elsőszámú szerzője elmondta, hogy az additív gyártópiac tényleges mérete a beszámolóban leírtnál is sokkal nagyobb. Nem vették figyelembe a beszámolóhoz a szervezeteken, vállalatokon, például az Adidason vagy a NASA-n belüli költéseket, a náluk folytatott kutatásfejlesztéseket, prototípus- és eszközkészítést. Mindez szignifikáns, de számszerűsíthetetlen összeg lehet.

Ami viszont nagyon is számszerűsíthető: a fémnyomtató-eladások huszonnégy százalékkal nőttek, a 2022-es 3049 után 2023-ban 3793-ar értékesítettek.

A jövővel kapcsolatban, a Wohlers a végfelhasználói darabok nagymértékű nyomtatására történő váltással számol. A printerek és az utófeldolgozás minőségének javulásával, kisebb alkatrészek gyártása többezer helyett több százezer, milliós nagyságrendű lesz.

A végfelhasználói termékek iránti kereslet növekedése és új alkalmazások felbukkanása lesz a közeljövő két legfontosabb trendje. A trendet a nyomtatók egyre nagyobb sebessége és az azzal járó költségcsökkenés mozgatja. A verseny növekedésével az anyagok költsége is esik, amellyel tovább csökkennek a gyártási költségek.

Az új anyagok és minősítésük komoly hatással lesz a légjármű-, a védelmi iparra, az egészségügyre és az energiaszektorra. Az új tervek hitelesítése, ipari szabványok fejlesztése további növekedést eredményez.

A Maine Egyetem 75 ezer dollárnyi támogatást kap az Egyesült Államok Energetikai Minisztériumától szélturbinák lapátjainak 3D nyomtatóanyagként történő újrahasznosítására. Az anyagot nagyméretű additív gyártásra fogják használni. A projekt mérföldkő lehet a felsőoktatási intézmény körkörös szélenergia-gazdaság megvalósítását zászlajára tűző törekvéseiben, és persze a technológia fejlődésében is.

A szélturbinák megkopott alkatrészeinek újbóli feldolgozása költséghatékony megoldás a nagyformátumú 3D nyomtatáshoz. Rövid szénszálak széllapátokból származó aprított, őrölt anyagokkal való helyettesítésével a kutatók száz százalékban újrahasznosítják a lapátok kompozit anyagát.

A kompozit szükséges tapadószilárdságának eléréséhez új keverési módszerek szükségesek, a kutatók most azokra összpontosítanak. Az eredményként kapott golyócskák alapanyagok lesznek a nagyformátumú, extrudálás-alapú 3D nyomtatáshoz.

A fenntarthatóság mellett, a projekt az évi többmilliárd dolláros előregyártott betoniparnak is hasznára válik. Az aprított szélturbina lapátanyagának az előregyártott betonzsaluzatok 3D nyomtatási folyamatába történő integrálásával az anyagköltségek jelentős csökkentése a cél, miközben (mint általában a 3D nyomtatásban) a geometriai szabadság is biztosított a tervezéshez és a gyártási folyamatok automatizálásához.

A projekttel a Maine Egyetem Fejlett Szerkezetek és Kompozitok Központja (ASCC) általánosabb környezeti céljainak megvalósulásához, a szárazföldi és tengeri szélenergia kisebb környezeti lábnyomához is közelebb kerülünk.

Egy következő lépésben ipari partnerekkel fognak nagyobb prototípusokat fejleszteni, esettanulmányokat végezni. A szélenergia mainál fenntarthatóbb, szélesebb körben elfogadott újrahasznosítását célozzák vele.

Az ASCC ad otthont a világ legnagyobb termoplasztikus nyomtatójának. Olyan projekteken dolgoznak, mint a világ egyetlen, száz százalék bioalapú printelt háza, a BioHome3D és az első nyomtatott hajó, a 3 Dirigo.

A Cornell Egyetem Weill Cornell Orvosi Központja és mérnökei felnőtt ember fülének utánzatát készítették el 3D nyomtatással. A fül természetesnek látszik, tapintásra is az. A bámulatos eredmény a 3DP mellett a legfejlettebb szövetszerkesztő technológiának köszönhető.

A kutatásról szóló tanulmányban precíz átültetéseket ígérnek, pontosan meghatározott anatómiával, biomechanikai tulajdonságokkal mindazoknak, akik születési rendellenességgel jöttek világra, vagy később veszítették el az egyik fülüket.

Fülek rekonstruálásához többszöri, aprólékos sebészi beavatkozás mellett komoly művészi képességekre és a részletek iránti érzékenységre van szükség. Az új technológia sokezer személynek kínál komoly lehetőséget – állítják a kutatók.

Sok sebész fájdalmas és akár hegesedéssel is járó műtét során gyerekek bordáiból eltávolított porcokból alakítja ki a másik fülhöz hasonlítható pótlást. A folyamat és az eredmény azonban nem annyira rugalmas, mint a Cornell kutatóinak esetében.

Természetesebb végeredményhez porcsejtek használata az egyik megoldás. A kutatók állati eredetű sejtekkel és azok egyik kulcselemével, kollagénnel dolgoztak. Elsőre sikeresnek látszott, de idővel a fül jól meghatározott topológiája eltűnt. A fül a sejtek tevékenysége miatt összehúzódott, és a felére zsugorodott.

A problémát kiküszöbölendő, a kutatók sterilizált állati eredetű porccal folytatták. Úgy dolgozták meg, hogy eltüntettek róla mindent, ami immunreakciót indíthat el. Nyomtatott fülformájú műanyag szerkezetbe töltötték, A szerkezetet a beteg füléről vett adatok alapján alakították ki. A porcdarabok a beültetést megerősítő és az összehúzódást megakadályozó szövetformálódást indítottak el.

A következő három-hat hónapban a szerkezet a fül anatómiai jegyeit pontosan utánzó, szövetet tartalmazó porccá fejlődött. A kutatók elmondták, hogy korábban nem jutottak el eddig.

A tesztekhez biomechanikai vizsgálatokat végeztek, és megállapították, hogy az utánzat az emberi fülporchoz hasonlóan rugalmas és nyúlékony. Az új anyag azonban nem volt olyan masszív, mint a természetes porc, ezért akár el is törhetett.

Megoldásként (optimális esetben) a páciens másik füléből kiszedett porcszöveteket adtak a keverékhez. Ezek a megfelelő fehérjékkel robusztussá és az eredetihez még hasonlóbbá teszik a porcot.