FREEDEE BLOG

A 3D Printing Industry jövőnéző sorozatában ezúttal Len Pannett, a Visagio Ltd. vállalat működési stratégia szakértője vázolta fel a technológia következő öt évét, különös tekintettel az ellátási láncra.

Szinte minden nap hallunk 3DP újításokról, és sokak szerint teljesen forradalmasíthatja az ellátási láncot: nem lesz szükség tartalék-alkatrészek raktározására, az autóműhelyeket printerekkel szerelik fel, sőt, a fenntarthatóság problémáit is megoldja.

A valóság azonban prózaibb – véli Pannett. A technológiát az eladások évi 25 százalékos növekedése, a tárgykészítésre gyakorolt jelentős hatása ellenére sem használják széles körben a gyártóiparban. Rácsodálkoznak, elismerik, hogy mennyire hasznos és ígéretes, de sokan még nem mérték fel, hogy milyen esetekben ideális.

Pannett szerint ne számítsunk radikális változásra a következő öt éven belül, viszont mainstreammé válhat az ellátási lánc működésének és hosszútávú modelljeinek megtervezésében.

Öt év nem nagy idő, és a lehetséges technológiák között mindenképpen számolnak a 3DP-vel. Eleve rugalmasabb, lerövidíti a teljes munkafolyamatot, bonyolultabb formák kivitelezhetők vele.

Azonban mindezek és a hagyományos gyártással összehasonlítva kevesebb megkötés ellenére sem elég kiforrott, és nem is gyártási „életelixír.” A nyomtatáshoz használt anyagokat speciálisan kell előkészíteni, nyomás után kötelező a teszt, és ha a nyomatok elég jók, az utómunkálatok következnek. Ezek az állomások mind növelik a gyártási időt és költségeket, és előre meg is kell tervezni őket. Ráadásul még évek választanak el a valódi többanyagos (multi-material) nyomtatás elterjedésétől, úgyhogy egy ideig inkább egyetlen anyagból álló, igaz komplexebb és kevesebb részt tartalmazó nyomatokra számítsunk. Különféle anyagok egyberakása nem fog menni összeszerelés nélkül.

A szakember a változást abban látja, hogy egyre többen tudnak a 3DP-ről, és egyre több vállalatvezetés gondolkozik el a használatán. Friss felmérésre hivatkozik: a Strategy& konzultációs cég által megkérdezett cégek 45 százaléka a jelenlegi termékek életciklus tervezésénél ugyan nem fontolgatja, 5 éven belül viszont a 95 százalékuk biztosra veszi a 3DP használatát.

Először azonosítaniuk kell, hogy milyen területeken segít megvalósítani a célokat, hol előnyösebb a hagyományos módszereknél, kivitelezhetők-e vele korábban megvalósíthatatlan dolgok.

A GE és az Airbus például rájött, hogy egyes alkatrészek tömege csökkenthető, ha nyomtatják őket. És ha a tömeg csökken, csökken a szükséges üzemanyag-mennyiség is. Raktározásra szintén kevesebbet kell költeni.

A Boeing is felmérte a potenciális előnyöket, és műholdjaihoz használni fogja a technológiát.

A cégeknek a következő kérdéseken kell elgondolkodniuk: milyen 3D printerre, milyen anyagokkal lesz szükségük? Hova tegyék a nyomtatókat? Megvásárolják a gépet, vagy nyomtatásszolgáltatóra bízzák a munkát? Megoldható-e házon belül a 3D tervezés, mennyire garantált a nyomat minősége, mennyibe kerül? És így tovább.

Pannett konklúziója: a következő 5 évben sem a nyomtatók használati módja, sem az azokat használó ellátási láncok nem változnak drasztikusan. Változások persze lesznek, de elsősorban a vállalatok, cégvezetők hozzáállásában.

Az ipari 3D nyomtatás az évek során a fém- és műanyag alkatrészek nagyszériás gyártásának egyik alaptechnológiájává vált. A szakterületi kutatásfejlesztéshez és innovációhoz viszont nagyon jól kell érteni az additív gyártást és lehetőségeit. Ezért kritikus fontosságú, hogy az érdeklődők már az iskolapadban ismerkedjenek meg vele, és alakuljon ki az „additív bennszülöttek” első generációja.

Természetesen minél korábban ismerik meg a diákok a 3DP-t, annál nagyobb az esélyük, hogy életük további szakaszaiban tudják kezelni a technológiát. Tehát a felsőoktatás mellett az oktatás minden szintjén, illetve szakmai képzéseken is üdvözlendők a 3DP elterjesztésére irányuló kezdeményezések. Magyarországon a FreeDee Printing Solutions számít e törekvések élharcosának („3D nyomtatót minden iskolába”, „3DTech az iskolákban”).

Az 1989-ben alapított német EOS az egyik legismertebb 3D nyomtatással foglalkozó nagyvállalat. Csúcstechnológiai megoldásaik az ipari 3DP-t célozzák meg, az utóbbi években pedig már a 3D fémnyomtatás élharcosai közé tartoznak. A közvetlen lézeres fém szinterezés (DMLES) úttörői és világelsői, és polimer-alapú technológiákban szintén kihagyhatatlan piaci szereplők.

Több mint két évtizede a cég Akadémia programjával támogatja az oktatást, annak részeként lehetővé téve, hogy nemcsak német oktatási intézmények és kutatóintézetek vásároljanak kedvezményesen EOS-rendszereket. Az eredmény: megoldásaikat a világ több mint 300 intézményében használják.

„2004 óta fémanyagok kutatási és oktatási célú feldolgozására használjuk a rendszereiket. A 3D fémnyomtatásban szerzett gazdag tapasztalataink alapján készítjük fel diákjainkat a jövő gyártási forgatókönyveire. Ez egy nagyon fontos megkülönböztető jegy köztünk és más egyetemek között” – nyilatkozta a Wolverhampton Egyetemen fejlett gyártótechnológiákat tanító Mark Stanford.

Az EOS idén jelentette be, hogy ügyfeleinek fémnyomtatás és biztonsági tréningeket ajánl fel. Ezen a héten újabb bejelentést tett: az Akadémia programot a poralapú 3D nyomtatás promótálása céljából bővítik. A program lényege, hogy a diákok és a kutatók továbbfejlesszék magukat innovatív technológiákban. A bővítéssel nagyon jól járnak az érintett intézmények: folyamatosan hozzáférnek frissítésekhez, máskülönben fizetős tanulmányokhoz, plusz az EOS kifejezetten nekik is talál ki elfoglaltságokat.

Az újítások 3 modult tartalmaznak: kezdő, diplomás, tudós.

A programba gyakorlóleckék, webes szemináriumok és más oktatási opciók tartoznak, plusz ott vannak melléjük az EOS rendszerei, mint az M290 vagy a Sintratec két kezdőszintű gépe. A részvételi jogosultsághoz hivatalos oktatási intézménynek kell lenni, az oktatás legalább 50 százalékában EOS rendszert kell használni, és ez a használat nem lehet kereskedelmi-üzleti célú.

Az új technológiákkal foglalkozó IDTechEx Research piackutató és konzultációs cég a 3D fémnyomtatás következő tíz esztendejéről (technológiákról, alkalmazásokról, piacról) készített tanulmányt (3D Printing Metals 2018-2028: Technology and Market Analysis). Gyors növekedésre, a kereslet és kínálat találkozására és 2028-ra 12 milliárd dollárossá bővülő 3D fémnyomtató-piacra számítanak.

A 3D fémnyomtatást ugyan már az 1990-es években alkalmazták, nagymértékű növekedésről azonban csak 2013 óta beszélhetünk. A fejlődésnek komoly lökést adott, hogy 2016-ban több szabadalom lejárt, 2017-et pedig sokan egyenesen a 3D fémnyomtatás, a 3DP ipari áttörése évének tartják.

Jövőképekben természetesen a jelent is mindig figyelembe veszik, a szcenáriók általában az egészen közeli múltból indulnak ki. A mát a közvetlen fémes lézer szinterezés (DMLS) uralja, 2016-ban ez a módszer jelentette a piaci bevételek 86 százalékát, míg a maradék a többi három megoldás (elektronsugaras ráolvasztás – EBM, irányított energia lerakódás – DED, binder jetting) között oszlott meg.

A legújabb technológiákat (folyadékos fémolvasztás, metál és polimer nyomtatószálas préselés, nanorészecskés, mikrofolyadékos megoldások stb.) eddig még nem nagyon alkalmazták, viszont közép- és hosszútávon mindegyiknek komoly jövőt prognosztizálnak. Elsősorban azért, mert az árak és specializáció terén kifejezetten versenyképesek, és így idővel a már elfogadott módszerek komoly riválisai lehetnek. A Markforged Metal X fémnyomtatója például műanyag hordozóanyaggal kötött fémpor nyomtatásával dolgozik, ezzel kiküszöbölték a biztonsági kockázatokat, amelyeket más fémnyomtatási technológiák felvetnek, miközben egy jóval megfizethetőbb lehetőséget is teremtettek.

A mostani elsőszámú gyártók (EOS, Concept Laser, Arcam AB stb.) mellett a legígéretesebb startupnak a Desktop Metalt tartják, a cég 2015 óta a többi kezdő 3D fémnyomtató vállalat összesített támogatásának közel a felét szedte össze, ami igen komoly teljesítmény.

Várhatóan folytatódik a fémnyomtató-eladások elmúlt években tapasztalt exponenciális növekedése, és ezzel párhuzamosan az árak is folyamatosan esnek. A tanulmány szerzői a 2018 és 2028 közötti időszakra 23 százalékos összetett éves növekedési rátát (CAGR) prognosztizálnak. Hosszabb távon a nyomtatóanyagok eladása még gyorsabban fog növekedni, mint a printereké.

 Az okok elég egyértelműek. Egyrészt a fogyasztók olcsóbb gépeket keresnek, másrészt a fémprinterekkel rendelkezők számának növekedésével, egyre nagyobb lesz a nyomtatóanyagok iránti igény, amelyek valószínűleg sokáig valamilyen fémporok, fémporalapú matériák lesznek.

A két tendencia törvényszerűen összekapcsolódik.

A virtuális valóság az egyik legdinamikusabban fejlődő új technológia, médium. A tavalyra prognosztizált nagy áttörés, mainstreammé válás egyelőre ugyan várat magára, az alkalmazási területek száma azonban folyamatosan bővül, és mivel eleve 3D megoldásról van szó, VR és 3D nyomtatás például a 3D modellezés miatt szoros kapcsolatban áll egymással, jövőjük több szálon fonódik egybe. A VR-rel újabb lehetőségek nyíltak nyomtatható 3D modellek tervezésére. És persze a VR mellett ott van az elterjedtebb AR, a kiterjesztett valóság, és a különféle médiumok kombinációja, a kevert valóság, azaz MR is.

Márciusban mutatták be a virtuális valóságot és a CAD-tervezést közös nevezőre hozó, és a HTC Vive headsetről történő nyomtatás lehetőségét megteremtő MakeVR alkalmazást. A két fejlesztő a Sixense és a Vive Studios mérnökeiktől kapott visszajelzéseket figyelembe véve, elkészült az újabb változat is, a több újdonsággal bővült, például .stl fájlok importálására is alkalmas, 40 dollárért megvásárolható MakeVR Pro.

Más CAD tervezőeszközökhöz hasonlóan, a MakeVR Proval is mértani alakzatokkal, például kockákkal, gömbökkel alkothatunk tárgyakat, különösebb rajztudás nélkül összetett és nyomtatható alakzatokat.

A legfontosabb újításnak két mérőeszköz, négyzethálók és vonalzók számítanak, amelyekkel élethű méretekben, méretarányosan hozhatunk létre, kapcsolhatunk egybe, szedhetünk szét objektumokat. Előre meg is nézhetjük, hogyan néz ki az adott tárgy, ha más helyre mozgatjuk el. A tárgyak mozgása szintén követhető.

Már a márciusi alkalmazással közvetlen kapcsolatot létesíthettünk a 3DP szolgáltató Shapeways-zel, exportálhattuk .stl és .obj fájljainkat. Most újabb lehetőségek állnak rendelkezésünkre: a Vive-ra importálhatjuk az .stl állományokat, azaz terveinket virtuálisvalóság-sisakról nyomtathatjuk ki.

A szintén új tükrözés funkcióval pedig teljesen aszimmetrikus tervrajzokat készíthetünk.

„A VR által biztosított élethűséget és teret kihasználva a userek egyre pontosabban alakíthatnak ki, módosíthatnak, mozgathatnak tárgyakat, nagyjából úgy, ahogy az ácsok és gépszerelők dolgoznak saját fizikai műhelyükben” – nyilatkozta Joel Breton, a Vive Studios vezérigazgatója.

AR/VR és 3D terén a Disney szintén komolyat újított. Vidámparkjaikban hamarosan munkába áll, a kevert valóság (mixed reality) élményét mobileszköz és headset nélkül nyújtó Mágikus Pad. Úgy képzeljük el, hogy a pad a különféle szín- és mélységérzékelőkkel felszerelt helyiség közepén található, és ezekkel az eszközökkel a szoba és az ott tartózkodó személyek digitálisan újraalkothatók. A szenzorok jóvoltából virtuális karaktereket is bevezethetünk, majd interakcióba léphetünk velük. A kevertvalóság-környezetet a szobával szembeni hatalmas kijelzőn vizualizálhatjuk.

A technológia azért is izgalmas, mert több-felhasználós AR/MR interakciók kivitelezhetők vele, és az érintéstechnológiáknak köszönhetően még valódibb az élmény.

Ismert tény, hogy a medicina a 3D nyomtatás egyik leggyorsabban fejlődő hasznosulási területe. Printelt művégtagoktól különféle súlyos műtétek előkészítéséig vagy az orvostudomány oktatásáig egyre több az alkalmazás. A technológia könnyebbé teszi a gyógyítást, korábban elképzelhetetlen és kivitelezhetetlen megoldásokat fogadtatott el. Mindezek mellett komoly szerepet játszik a medicina személyre szabásában, hogy általánosságok helyett egyedi esetekre, minden betegre külön esetként tekintsen az orvos. Az ipar 4.0 térhódításával ezek a trendek a közeljövőben még markánsabbá válnak. A FreeDee többek között 3D CAD-modellek készítésével, 3D testszkenneléssel, fogászati és orvosi 3D nyomtatással járul hozzá a 3DP hazai orvosi és fogászati elterjedéséhez.

A San Diegói Kalifornia Egyetem és egy helyi gyermekkórház 9 és 16 év közötti gyerekek legjellegzetesebb csípő-rendellenességét igyekezett 3D nyomtatással kezelni, és megállapították, hogy a 3DP segítségével a műtétek ideje 25 százalékkal csökken. A combcsonti epifízis deformációjához vezető egyik esetét vizsgálták, amely sebészi beavatkozás nélkül nem kezelhető. A csípő egészséges működése csak a combcsont deformált részének eltávolításával állítható vissza. (Az epifízis a csöves csontok vastagodó, ízületképzésben résztvevő végdarabja. A növekedési szakaszban porclemez választja el a csont középső részétől.)

A gyermek- és lábgyógyászati szakorvosokkal együtt dolgozó mérnökök 3D nyomtatóval hoztak létre műtéttervező modelleket. Összehasonlították a műtétek idejét: öt esetben a nyomtatott modelleket használták, másik öt esetben nem.  A projektről tanulmányt is készítettek. A tanulmány elsőszámú szerzője és a gyermekkorház orvosa, Vidyadhar Upasani szerint kulcsjelentőségű a modellek használata.

A tanulmányban azt is kiszámolták, hogy a 3D modellekkel megspórolt idő pénzre átszámítva 2700 dollár megtakarítást jelent. Alacsonyabb árfekvésű printerrel a modellek 2200, egy-egy modell pedig kb. 10 dollárba került. A feladat kivitelezése egyébként kifejezetten nehéz, mert a műtendő rész közvetlenül nem látható, és ezért kell hozzá nyomtatott modell, amelyen a beavatkozás előre tanulmányozható. Az új megközelítés előtt tervezéshez és műtételhez is röntgensugarakat használtak, ami egyrészt időigényes, másrészt sugárzásnak teszi ki a betegeket.

A nyomtatáshoz a beteg medencéjéről készült CT szkeneket használták bemenő adatként. A csontok és a növekedés megjelenítéséhez számítógépes modellt hoztak létre. A kórházban meg vannak győződve, hogy 3D nyomtatás nélkül ma már nehéz műtétet előkészíteni.

A kutatók elmondták, hogy további projekteket terveznek, amelyekben más betegségek kezelésére dolgoznak majd ki 3D modelleket.

A fejlődő, harmadik világbeli országok egyik legfőbb problémája az energiahiány. Fenntartható energiából, alternatív megoldásokból különösen rosszul állnak, pedig komoly lehetőséget jelenthetnének számukra a közeljövőt előrevetítő technológiák. Szerencsére egyre több helyen próbálkoznak velük, és ezekben a kezdeményezésekben mind gyakrabban alkalmazzák a 3D nyomtatást.

Tanzániában a lakosság 75 százaléka, több mint 30 millió személy nem rendelkezik energiaforrással. A 2014-ben alapított helyi Simusolar startup rajtuk próbál segíteni: napenergiát vidéki tanzániaiaknak eljuttató megoldásokat dolgoznak ki és alkalmaznak. A Viktória-tónál éjszaka dolgozó horgászoknak például a gyakran használt petróleumlámpát tökéletesen helyettesítő, napenergiával működő LED-világítókat fejlesztettek.

A Simusolar nemrég jelentette be, hogy „szintet lépett”, és ezentúl 3D nyomtatással is foglalkozik. Az egyik legismertebb 3DP vállalattal, a Sculpteoval kötöttek partneri szerződést, amelynek keretében a francia cég speciális alkatrészeket printel a Simusolar napalapú technológiáihoz. (A tanzániai cég dolgozói komoly napenergiai tapasztalatokkal rendelkeznek.)

„Ügyfeleink bevételeiket napenergiával működtetetett szerszámokkal növelni óhajtó kisgazdák, halászok és vidéki lakosok. Sokuk többféle munkát kénytelen végezni, mert egy nem elég. A pénzügyi szolgáltatások és a hozzáférhető energia hiánya komoly akadályt jelentenek” – magyarázzák a Simusolar képviselői.

Vízszivattyúk, otthoni világítás, kisvállalkozások felszerelése és legújabban az éjszakai halászathoz használt fényforrások tartoznak a cég napenergia-alapú megoldásai közé. A halászat azért is nagyon fontos, mert a tanzániai Tóvidéken a Viktória-tó halállománya a leggazdagabb fehérjékben. Bizakodnak, hogy 3D nyomtatással az eddigieknél is komolyabb eredményeket érnek el.

Elmagyarázták, hogy elektromos szigetelőanyagból kellett elkészíteniük az áramkör egyik kicsi, egyedi és bonyolult alkatrészét. Fröccsöntésben gondolkoztak, de mivel csak ezer darab kellett, a magas költségek elriasztották őket. Ekkor jöttek rá, hogy a 3D nyomtatás a megoldás.

Első körben alvállalkozójukhoz, a Tackling Designhoz fordultak, de a félprofi FDM printerrel gyenge eredményt értek el. Miután megismerték a Sculpteo SLS rendszerét, rájöttek, hogy végeredményben olcsóbban készítenek sokkal nagyobb felbontású, összességében robusztusabb nyomatokat.  Azóta legtöbb projektjükhöz ezt a megoldást használják, és most már az eredménnyel is elégedettek. Ráadásul 3D nyomtatással gyorsabb és olcsóbb is a kisszériás termékgyártás.

Fényes jövőt jósolnak a Sculpteoval való együttműködésnek.

Gyakran felmerülő kérdés, hogy mennyire biztonságos a gépkezelő szempontjából a 3D nyomtatás, mit bocsátanak ki magukból a felhasznált anyagok, a nyomtatószálak?

A rövid válasz: az egyes oldatok és félvezetők fejlesztésével és kereskedelmi forgalmazásával foglalkozó 2015-ben alapított varsói SajTom Light Future Ltd. alapos kutatással, ABS, PLA, PET és nejlon nyomtatószálakat vizsgálva, bizonyította, hogy a 3DP a műanyag megolvadása ellenére sem káros a felhasználóra. A kutatásban a 3DKreator nyomtatógyártó és a Milánói Egyetem is részt vett.

Fosszilis tüzelőanyag-kivonatokból készült műanyagok olvasztásakor csak akkor keletkezik károsgáz-kibocsátás, ha az olvasztás 460-600 Celsius-fokon történik. Összehasonlításként: tipikus desktop gépeknél 240-250 fok a maximum, azaz sokkal alacsonyabb, és ezen a hőmérsékleten sem szénmonoxid, sem hidrogén-cianid, ismertebb régies nevén kéksav-párlat nem keletkezik.

Az összes mintát 240-250 fokra melegítették fel, majd 10 percen keresztül vizsgálták a kibocsátott gőzöket. A fentebbi ábra mutatja, hogy a nyomtatószálak milyen illékony szerves vegyületeket (VOC) tartalmaznak.

A 400x390x520 milliméteres nyomtatótálca és a szellőzés szempontjából kb. 50 százalékos térfogatáram mellett az ABS egy óra alatt 280 milliomod szerves szennyezőanyagot bocsátott ki, ami „nem jelent veszélyt a felhasználóra.”

A PLA-nél, 32 százaléknál nem meglepő módon még kevesebb volt a szennyezőanyag-kibocsátás, a benne lévő legismertebb szennyező VOC, a metil-metalrilát az Egészségügyi Világszervezet (WHO) osztályozása szerint „alacsony” veszélyességi szint.

A tanulmány szerzői szűrők használatát, a SajTom fényelnyelő fotokatalitikus termékeit, azaz saját anyagaikból készült szűrőket javasolnak. A tipikus rendszerek szűrőivel ellentétben ezek a levegőben semlegesítik a káros gázokat. 2016 óta alkalmazzák őket desktop gépeknél, és a jövőben széleskörű használatuk várható.

A szerzők további teszteket és más változókat (nyomtatószál vastagság, gépbeállítások, helyiségméret stb.), valamint természetesen környezetbarátabb anyagokat javasolnak. Ez a terület több nagy projektnél is prioritás, az EU is támogat egyet, amely az autógyártásban és a légjármű-iparban kíván zöldebb anyagokat hasznosítani.

Nyomtatószálakra visszatérve: a konklúzió, hogy aggodalomra nincs ok, megfelelő szellőzés mellett pedig még annyira sincs.

Robotika és 3D nyomtatás több szállal fonódik össze: egyrészt hobbi-, kutató- és ipari szinten printelnek robotokat, másrészt robotok nyomtatóként is funkcionálnak. Például az önmásoló RepRap koncepciója szintén a robotikából és a mesterségesintelligencia-kutatásból ered, de az alapötlet egészen Neumann Jánosig vezethető vissza.

A munka és a társadalom fokozatos automatizálásával a printerek is egyre önállóbban tevékenykednek, robotizált változataik többek között az építőiparban is felbukkannak. Nyomtatott házakról és más épületekről gyakran hallunk, építész robotokról viszont egyelőre ritkán, és róluk is inkább csak laboratóriumi szinten.

A madridi III. Károly Egyetem által koordinált európai uniós BADGER (magyarul borz) projekt neve kimondhatatlanul hosszú szófüzért rövidít: roBot for Autonomous unDerGround trenchless opERations, mapping and navigation (kb. robot autonóm földalatti takaró műveletekhez, térképezéshez és navigációhoz). A kutatók a borzhoz hasonlóan a földben fúró, mélyre ásó, víz- és gázvezetékekhez, telekom kábelekhez kisebb alagutakat, járatokat nyomtató robotot, robotrendszert fejlesztenek.

A februárban indult, hároméves és 3,7 millió euró költségvetésű projektet hét cég és kutatóintézet konzorciuma bonyolítja le, és nyolcadik helyet ért el az EU Horizon 2020 kutatási és innovációs keretprogramján, amelyen egyébként más 3DP kezdeményezéseket (személyre szabható szemüveg, újrahasznosított nyomtatószálak) szintén díjaztak.

A borz négy modult fog tartalmazni.

A fején lévő talajfúró a vasúti alagutakhoz használt szerszám méretarányosan kicsinyített mása. Az integrált forgó és egyenes technológiák vadonatúj ultrahangos fúróeszközzel egészülnek ki. Sziklákat porlaszt vele, és vigyáz arra is, hogy a járaton ne maradjon akadály.

A közepén található két leszorító, nyomó alkalmatosság rendeltetése, hogy a fúrót egyensúlyban tartsa munkavégzés közben. A negyedik modul, a 3D printer falakat nyomtat. A nyomtatáshoz műgyantát és más anyagokat használ.

A robot mozgását a biológia ihlette: féregszerűen összehúzódó, perisztaltikus technikával halad előre, míg az útirány betartásában radarantennákra, lézerekre és navigációs rendszerekre hagyatkozik. A fúróval szintén radar segítségével kommunikál.

A tervek szerint az autonóm rendszer 2019 végére nemcsak elkészül, hanem forgalmazható állapotban is lesz.

A 3D nyomtatás terjedésével és a sokasodó nyomtatószálakkal (filaments) párhuzamosan egyre fontosabbá válnak a printeléshez használt anyagok, változatos tulajdonságaik, tudni, hogy melyik mire és miért jobb, mint a másik stb.

A kaliforniai 3D printergyártó Airwolf 3D egyik saját fejlesztésű gépén nemrég tesztelte, melyik FDM/FFF nyomtatószál a legerősebb. A teszt során printelt kampókat egy kötélen lévő emelővillára rakták, majd edzőtermi pluszsúlyokat is tettek rájuk. A villát eredetileg kb. 70 kilós traktorabroncsok felszedésére használták.

A két legelterjedtebb nyomtatószál-típus, a PLA és az ABS mellett a Nylon 910-et és egy polikarbonát-alapút is „levizsgáztattak.”

A Wolfbite Nano ragasztóoldattal megerősített első kampót PLA-ből printelték, a nyomtatóágyat 60 Celsius-fokra melegítették fel. Meglepően erősnek bizonyult – túlvészelte a ráakasztott kb. 130 kilót –, amit a tesztelők azért hangsúlyoztak, mert az egyik legalapvetőbb és legolcsóbb filament. Ennek ellenére figyelmeztetik a felhasználót, hogy teherhordásra alkalmas vagy mérnöki rendeltetésű tárgyak printeléséhez inkább mást használjanak. A PLA egyik nagy előnye az ok: mivel biológiailag lebomló (tehát környezetbarát) anyag, a nyomat nem őrzi meg sokáig az eredeti formáját.

A második tesztalany ABS-hez a speciálisan „rá” fejlesztett AXIOM gépet használtak, 120 fokra felmelegített nyomtatóággyal. A kampót ezúttal is Wolfbite Nanoval dolgozták meg. Kiderült, hogy sokkal gyengébb, mint a PLA: ugyanattól a 130 kilótól azonnal eltört. Húzószilárdsága a PLA-nél lényegesen alacsonyabbnak bizonyult.

A hobbinyomtatók által ritkábban, inkább szerkezeti részekhez használt Nylon 910 döbbenetesen erős, sokáig bírta, végül kb. 220 kiló kellett ahhoz, hogy összetörjön. Megjegyzendő, hogy az Airwolf 3D nem elfogulatlan ezzel a matériával – ereje és előre jól megjósolható teljesítménye, valamint más tulajdonságai miatt gyakran dolgoznak vele.

A polikarbonát nyomtatószál zárta a sort. Az Airwolf 3D első desktop printere (2014) ezzel az anyaggal dolgozott. Mivel a magas hőmérséklet nagyon fontos, a nyomtatófejet 290 fokra állították be, a nyomtatóágyat pedig 145 fokra melegítették fel (ezek a hőmérsékletek a legtöbb FDM/FFF desktop géppel elérhetetlenek). A kampó ezúttal is rendkívül erős lett, és az Airwolf elsősorban polikarbonátot javasol masszív nyomatokhoz.

Ez a szál nyerte a versenyt. Persze nyomtatószálaknál az óhajtott nyomattól függően az erő, szilárdság mellett más szempontok, például a rugalmasság, hajlíthatóság stb. szintén fontos szempontok.

A Disney Research az elmúlt években annyira komoly eredményeket ért el a 3D nyomtatásban, hogy a szórakoztatóipar legendás óriásának neve szép lassan összekapcsolódott a technológiával. 2015 őszén puha bőrt printeltek biztonságos játékrobotokhoz, nyomtatható csatlakozót terveztek, segédanyag nélküli műgyantás printelésre dolgoztak ki módszert, a szkennelést állítólag – ideig-óráig biztosan – megakadályozó eljárást ötlöttek ki, a múlt heti SIGGRAPH-on pedig printelhető rugalmas mechanizmusokat tervező eszközt mutattak be.

A számítógépes grafika világhírű seregszemléjén mást is prezentáltak: a zürichi Svájci Szövetségi Technológiai Intézet, az MIT és a Toronto Egyetem közreműködésével kidolgozott új módszert, amellyel aktuátor szerepet betöltő rugalmas kábelekkel irányított mechanizmusok tervezhetők. Lényege, hogy ezekkel a mechanizmusokkal szó szerint megmozgathatjuk animált karakterek 3D modelljét. A módszer művészeknek és hobbitervezőknek egyaránt hasznos lehet, mert életet lehelnek a karakterekbe, kifejezőbbé teszik őket.

A kábelcsatlakozó szerelvényekkel összetett testtartások és mozgások integrálhatók nyomtatható fizikai karakterekbe, robotkarokba és más eszközökbe is. Ezek a mechanizmusok kiválóan helyettesíthetik a nem minden lábméretre alkalmas motorokat.

„A fogyasztói szintű 3D nyomtatással és a boltokban beszerezhető, megfizethető elektronikus alkatrészekkel művészek létrehozhatják animált karakterek jól működő fizikai változatát. Megközelítésünkkel lényegesen egyszerűbb megtervezni ezeket a mechanizmusokat” – magyarázza Moritz Bacher, az egyik fejlesztő.

A módszert a „Harcos” nevű babaszerű 2D modellen tesztelték, és kiderült, hogy több óhajtott harci póz kivitelezhető így. Egyszerű robotkezet és egy markolót is kidolgoztak vele.

A kábeleket párban kell használniuk, máskülönben csak egyetlen irányba fejtenének ki erőt, és nem működnének igazi aktuátorként. Rugókat is tettek beléjük, hogy a kábel csökkenő nyomása esetén az ellentétes irányba mozgassák a szerelvényeket.

A beszámolók alapján a technika sokkal fejlettebb, mint tűnik elsőre. A felhasználó merev kapcsokból és forgókból álló nyomtatható keretet vagy szerelvényt tervezhet, és specifikálnia kell hozzá a testtartásokat. Ezt követően speciális szoftver a testtartásokat kivitelező kábelhálózatot generál. Többezer kábellel kezdi, majd optimalizáló folyamattal fokozatosan csökkenti a számukat. A 2D Harcos csak hármat használ, többféle testtartást kivitelez velük. 1600-zal kezdte, előbb nyolcra, majd háromra optimalizálták.

A Harcos mellett a markolót szintén bemutatták, pehelykönnyű tárgyakat emelt fel.