FREEDEE BLOG

Behrokh Khoshnevis, a Dél-Kaliforniai Egyetem Viterbi Mérnöki Iskolájának (Los Angeles) tanára és az innovatív Contour Crafting alapítója 2011-ben időintervallum megjelölés nélkül beszélt az alapoktól a tetőig nyomtatott többszintes házakról.

Elsőként aztán Sanghajban húztak fel nyomtatott házakat 2014 tavaszán, Khoshnevis azonban mindenképpen az épületprintelés úttörői közé tartozik. Nem véletlen, hogy a 3Ders.org tavaly augusztusban a félév 12 legfontosabb 3DP innovációja listáján az általa kidolgozott robotikus gyártótechnológiát, a szelektív elválasztó szinterezést (SSS) választotta hatodiknak, amelyet egyébként a NASA is alkalmazna a Marson. És ez sem véletlen, mert Khoshnevis az űrügynökséggel közösen tervez nyomtatható lakóépületeket a vörös bolygóra és a Holdra, amelyeket a marsi, illetve holdbéli talajból kinyert porszerű anyagokból és nem jégből húznának fel.

De térjünk vissza a Földre, mert Mars ide, Mars oda, a 3D nyomtatás egyik legizgalmasabb alkalmazási területe az anyabolygón is az építészet. A technológia megváltoztatja a diszciplínát, új anyagokat von be a gyártásba, felgyorsít folyamatokat.

A Contour Crafting is ezen az úton jár: az anyagot zsaluzás helyett egymásra rétegező, teljes szerkezeteket és komponenseket egyaránt előállító robotikus rendszere cementből kihozható különféle formákkal kísérletezik. A gyors nyomtatás végtermékei elvileg különböző tervrajzok alapján készített önálló épületek, de lakóparkok is lehetnek; mindegyikben elektromos, vízvezeték- és szellőzőrendszerrel.

Khoshnevis cége komoly befektetőre talált az osztrák Umdasch Csoport építkezésre összpontosító (és a Contour Craftingban mostantól 30 százalékos tulajdonnal rendelkező), innovatív technológiák és üzleti modellek iránt érdeklődő Doka Ventures leányvállalata részéről. A Contour Crafting a vállalat első stratégiai befektetése.

Khoshnevis cége a kaliforniai El Segundoban bérelt egy kb. 3 ezer négyzetméteres telket, ahol mintegy 185 négyzetméteres házat tervez 24 óra leforgása alatt nyomtatni, elkészíteni, a fentebb említett rendszerekkel együtt.

A feltaláló szerint technológiájukkal sokat segíthetnek alacsonyabb jövedelmű társadalmi rétegek otthonteremtésében, de olcsó és gyors építési módszerüket katasztrófa sújtotta területeken is alkalmazhatják. Ezek mellett természetesen máshol is, úgyhogy – nemcsak a világűrben, hanem bolygónkon is – bíztatónak látja a jövőt. A Föld lakosságának és a városiasodás tempójának növekedésével szükség is lesz minden innovatív új megoldásra, mert hagyományos építészeti módszerekkel nem lehet a sokasodó igényeknek eleget tenni.

Jelenleg elsőgenerációs robotikus építészprinterük a tervek szerint 2018 elején kereskedelmi forgalomba kerülő első sorozatán dolgoznak. A közel 370 kilós gép pehelysúlyúnak számít az építészeti eszközök között, és így a szállítás, helyszíni telepítés sem okoz különösebb nehézséget: sima kamionnal, tengeri szállítmányozó konténerben megoldható. Működtetéséhez néhányfős értő személyzet elegendő.

Az aacheni Fraunhofer Lézertechnikai Intézet (Fraunhofer ILT) bejelentette, hogy megnyitja a „világ legnagyobb SLM üzemét” (selective laser melting, szelektív lézeres olvasztás), az Aacheni 3DP Központot, amely most szerezte be a Concept Laser XLine 2000R 3D nyomtatót. A létesítmény megnyitása a Fraunhofer ILT és az RWTH Aacheni Alkalmazott Tudományok Egyetem együttműködésének gyümölcse. A két intézmény korábban új additív fémburkoló-technológiát dolgozott ki közösen. A nyitóünnepségnek a Fraunhofer Intézethez közeli RWTH Aachen kampusza adott otthont, 40 vendég vett részt rajta.

A helyszínben semmi meglepő nincs, hiszen az SLM technológiát – egy kísérleti projektben – az aacheni Fraunhofer ILT kezdte először használni több mint 20 éve, 1995-ben. Az ILT SLM DE 19649865 szabvány lett a projekt eredménye.

Az SLM speciális gyors prototípuskészítő, 3DP technika; a folyamat során nagyon erős és sűrű lézerrel olvasztanak meg és egyesítenek fémporokat. Több SLM eljárást a szelektív lézeres szinterezés (SLS) alkategóriájának tartják. Jelentős különbség a kettő között, hogy az SLS-szel ellentétben, az SLM módszerrel a fémanyag teljes olvasztásával szilárd 3D rész, homogén fémmassza alakítható ki belőle. Az eljárásnál rezet, alumíniumot, rozsdamentes és szerszámacélt, kobalt krómot, titánt és volfrámot használnak.

A 800x400x500 köbmilliméter nyomtatási területű, 9200 kiló Concept Laser XLine 2000R a hároméves SLM-XL kutatási projekt tárgya lesz. A 15 partner különféle ipari szektorokat képvisel, az üzem pedig minél több kis- és középvállalatnak is lehetőséget kíván biztosítani saját – anyagi okok miatt máskülönben kivitelezhetetlen – additív gyártótechnológiai projektjeik megvalósítására. Az Aacheni Központ jóvoltából versenyképességüket növelő, innovatív tevékenységüket erősítő technológiákhoz férhetnek hozzá.

Az üzem létesítésénél több más szektor mellett leginkább a gépkocsi-iparra gondoltak: „nagyméretű működő prototípusok gyártásának felgyorsításával jelentős mértékben csökkenthetők a gyakran rendkívül hosszú és drága fejlesztési folyamatok.”

A gépet „hagyományos eljárásokkal vagy kivitelezhetetlen vagy nagyon nehezen és drágán gyártható nagy mennyiségű, egyedi funkciókra is kialakítható szerszámok 3D nyomtatására” szintén fogják használni. Bíznak benne, hogy hozzájárul a 3DP még nagyobb mértékű ipari használatához, és hogy újabb lehetőségeket villant fel a technológiában rejlő potenciálból.

A világ legnagyobb fémnyomtató gépe címre a Concept Laser XLine 2000R mellett más cégek is igényt tartanak: a philadelphiai 3D Hybrid Solutions a CNC-gyártó Multiax-szel májusban mutatott be egy monumentális szerkezetet, míg a dél-afrikai titánprinter Aeroswift iránt olyan repülőgép-gyártók érdeklődnek, mint az Airbus és a Boeing.

A Szerszámgépgyártó Ipar Európai Szövetsége, a CECIMO 20 oldalas dokumentumban foglalta össze additív gyártási stratégiáját.

Filip Geerts igaugató az előszóban hangsúlyozta, hogy az iparág mindig a kutatásfejlesztés és az innováció élcsapatához tartozott, és támogatta a kialakuló új technológiák elterjedését a kontinensen. Ezek közül ma az additív gyártás az egyik legrelevánsabb. Ha a kontinens továbbra is vezető szerepet akar játszani a fejlett gyártási megoldásokban és meg akarja őrizni globális versenyképességét, akkor sikeresen kell ipari méretűvé tennie az innováció új szintjeit jelentő 3D nyomtatást.

A dokumentum kijelöli azokat a területeket, amelyekre összpontosítva legjobban kihasználhatjuk a 3DP előnyeit: oktatás és képzés, szabványok és minősítések, szellemi jogok és szabadalmak, kutatásfejlesztési politika, hozzáférés a kockázati tőkéhez, infokommunikáció és cyberbiztonság, munkahelyi biztonság, globális kereskedelem. Mindegyik területen, de különösen az oktatásban és képzésben, szellemi tulajdonjogokban, szabványosításban és a pénzügyekben különösen előrébb kell lépni.

A 3DP oktatásról és képzésről, speciális képességekről a stratégia szerzői egyszerűen annyit írnak, hogy hiányoznak, pedig a gyártásalapú iparágak zömében egyre égetőbb szükség lenne rájuk. Az oktatási rendszerek a kontinens legtöbb országában elavultak, az oktatók nehezen (vagy egyáltalán nem) tartják a lépést az additív gyártás tempójával, lemaradnak. Ennélfogva az újonnan jelentkezők nem rendelkeznek a szakterület munkaerőpiacához elengedhetetlen képzettséggel és képességekkel. A siker érdekében a tananyagot és az oktatási stratégiát is meg kell változtatni.

Az oktatási probléma orvoslására azt javasolják, hogy a 3DP cégek vegyenek részt a tananyag kidolgozásában. Az oktatók így jobban informálódnak az additív gyártás legújabb trendjeiről, fejlesztéseiről. Szintén fontos lenne az iskolák, egyetemek anyagi támogatása, hogy könnyebben hozzáférhessenek 3DP rendszerekhez. (A stratégia e pontjai, az oktatás jelentőségének hangsúlyozása a FreeDee 3D tech az iskolákban programjával rokon törekvések.)

A szabványokra és minősítésekre vonatkozó stratégia szintén kulcsfontosságú az additív gyártás alkalmazásához és elterjedéséhez. Jelenleg kb. minden egyes cég a saját szabványai szerint nyomtat alkatrészeket, ami a terület széttöredezettségéhez vezetett. Célszerű lenne egész Európára érvényes megoldásokat kitalálni. Hatékonyabb együttműködés és átfogóbb szabványosítási törekvések kellenének hozzá. Az ipar időt és anyagi forrásokat spórolhatna meg velük.

Szellemi jogokkal és szabadalmakkal a döntéshozóknak kellene minél előbb és behatóbban foglalkozniuk. Sok vállalat pontosan a szellemi jogokkal való visszaélés kockázata miatt ódzkodik a 3DP bevezetésétől. A tanulmány szerzői a jelenlegi szabályozás szigorúbb érvényesítése mellett a szabadalmi folyamatok árának és idejének csökkentését javasolják.

A k+f-hez átfogó kutatási környezet kialakítását tanácsolják. Egy ilyen környezet startupokat, kis- és középvállalatokat egyaránt részvételre inspirálna, amihez persze az adminisztrációs eljárások és a javaslatok elbírálásának idejét is csökkenteni kellene. Minél többen vennének részt ezeken, annál nagyobb mértékben alkalmazná Európa végfelhasználói szektora a 3DP rendszereket.

A Csillagok háborúja a 3D nyomtatás világában is rendkívül népszerű, birodalmi lépegetőktől BB-8-ig, a hőn szeretett robotig a sorozat hőseiről, jellegzetes gépeiről sok házilag készített 3D modell tölthető le online. Mivel játékkarakterek barkácsolása a technológia egyik legfelkapottabb otthoni használata, így semmi meglepő nincs abban, hogy printelhető Disney figurákat igen könnyen találunk az interneten.

Úgy tűnik, hogy hamarosan nem fogunk ennyire könnyen Mickey egérre és társaira bukkanni, sőt – bár nem valószínű –, talán egyáltalán nem találunk róluk printelhető fájlokat…  

A Disney ugyanis filmes karaktereinek, rajzfilmhőseinek engedély nélküli 3D szkennelését és nyomtatását megakadályozó, de legalábbis a digitalizálást megnehezítő anyaggal kapcsolatban adott be szabadalmi kérelmet. A szabadalmi leírás alapján az anyag a szkennereket megzavaró visszatükröző tulajdonsággal rendelkezik, így az élek nehezen azonosíthatók. A működési módról egyelőre nincs pontos információ, a kérelemből viszont arra lehet következtetni, hogy az alakok arcába tett üvegkristályok segítenek benne: „a szkenneléstől védett külső felületek vagy magukba szívják, vagy szokatlan irányokba tükrözik vissza a fényt.”

A Disney tisztában van azzal, hogy nehezen akadályozható meg karaktereinek engedély nélküli másolása, sokszorosítása. 3D nyomtatással készült figurák esetében ez még problémásabb, és ezért döntöttek a szokatlan, de a cég szempontjából érthető lépésről.

A szerzői jogok kérdését évek óta feszegetik a 3D nyomtatás világában, születnek javaslatok és ellenjavaslatok, de az évek múlásával és a technológia még szélesebb körű használatával valószínűsíthető, hogy egyre több szabályozási javaslat lát majd napvilágot, amelyeket egyre ügyesebben játszanak ki, és nehéz lesz mindkét oldal számára megnyugtató megoldást találni. A Disney lépése talán jobban felhívja a nyilvánosság figyelmét a kérdésre, és azt is jelzi, hogy a cég most már valóban komolyan foglalkozik 3D nyomtatott másolatokkal. Elképzelhető, hogy más frontokon is támadást intéznek a másolás ellen.

A szabadalmi kérelemmel kapcsolatban persze sokkal praktikusabb kérdések is felmerülnek. Elsőként az, hogy működik-e egyáltalán az anyag? Merthogy az összes 3D szkennelőtechnológiának ellen kell állnia… És BB-8 stb. nemcsak szkenneléssel másolható, hanem készíthetünk saját modelleket is, vagy más forrásból, például videojátékokból gyűjtjük ki a nyomtatáshoz nélkülözhetetlen 3D adatokat.

Az 1791-ben felfedezett titán remek tulajdonságokkal rendelkező, „standard hőmérsékleten és nyomáson fénylő, ezüstös, kis sűrűségű és nagy szilárdságú átmenetifém. Ellenáll a korróziónak a tengervízzel, klórral, lúgokkal és savakkal szemben, és még a királyvíz sem oldja.” (Wikipédia) Leghasznosabb tulajdonságai a korróziótűrés és a nagy szilárdság-sűrűség aránya.

Vassal, alumíniummal, molibdénnel stb. ötvözve nagy szilárdságú és kis sűrűségű ötvözetek nyerhetők. Ezeket a repülőgépiparban és az űrhajózásban, a hadi-, autóiparban, különböző ipari folyamatokban, protézisek, fogászati eszközök és implantátumok, sportszerek, ékszerek és mobiltelefonok gyártásában stb. használják fel.

Ilyen jó anyagtulajdonságokkal rendelkező és széles körben alkalmazható elem törvényszerűen eljutott a 3D nyomtatókig is. A Materialise például már 2011-ben speciális eljárást dolgozott ki a fémre, azóta szaporodnak a technológiák, és egyre gyakrabban printelnek titánporból különféle tárgyakat. Például kerékpárokhoz is – az európai repülőgyártó és védelmi konzorcium (EADS) kutatórészlegével együttműködő Charge Bikes brit kerékpárgyártó cég azzal vált ismertté, hogy a biciklikhez 3D nyomtatással készült titánrészeket is használnak.

A titántartalékokat illetően a világon negyedik Dél-Afrikában speciális titánprintert fejlesztettek, az SLM-alapú, lézeres titánolvasztással működő 200x60x60 centi Aeroswiften tavaly már állítottak elő repülőgép-alkatrészeket.

Az európai titánnyomtatás egyik élharcosa a norvég Norsk Titanium a napokban jelentette be, hogy az észak-karolinai légijármű-befektető Triangle Holdings LP komoly összeggel támogatja a céget. A stratégiai befektetés részleteit nem közölték. Tavaly más befektetők 125 millió dollárral segítették a Norsk Titanium szabadalmaztatott gyors plazma lerakódás (rapid plasma deposition, LPD) technológiáját alkalmazó plattsburghi (New York állam) üzemük létrehozását. Az üzem 2017 végére épülhet fel, és több mint 500 új munkahelyet teremt.

„A Triangle és a hozzá közeli cégek lehetőségei óriásiak, és a stratégiai terv annyira ambiciózus, hogy a Norsk Titanium ügyfelei korábban nem látott alkalmazási lehetőségeket ismerhetnek meg” – nyilatkozta John Andersen a vállalati vezetőtanács elnöke.     

Ez azért is érdekes és bíztató, mert a Norsk Titanium mindössze néhány hónapja jelentette be az amerikai Szövetségi Repülési Hivatal által jóváhagyandó első nyomtatott szerkezeti titánalkatrészek tervét. Az RPD technológiával a titándrót a vetélytárs megoldásoknál olcsóbban és gyorsabban alakítható át komplex részekké. Az új befektetéssel ráadásul a technológia légjármű-ipari kereskedelmi forgalomba kerülését is felgyorsíthatják. A Triangle Holdings egyébként a hírek szerint eddig több mint 1,2 milliárd dollárral támogatta a szektort.

A június 19. és 25. közötti Párizsi Nemzetközi Légi Bemutató látogatói megtekinthetik a Boeing Dreamliner repülőgép Norsk Titanium által printelt részeit és a cég MERKLE IV RPD gépének másolatát. A részeket ezzel a géppel állították elő.

Az elmúlt években a 3D nyomtatás komoly változásokon ment át, terjedését semmi nem akadályozhatja meg, különösen a fémnyomtatással teret nyert az iparban is. Teljesen átalakíthat iparágakat és más területeket, felgyorsította a gyártási ciklusokat, feladatok hatékonyabban kivitelezhetők vele, és mindezekkel a vállalatok működését is jelentősen megváltoztatja.

A Gartner nemrég készült felméréséből viszont az derül ki, hogy a vállalatvezetőségek nem használják ki a 3DP adta összes lehetőséget.

A felmérésben a 3D nyomtatás mellett más csúcstechnológiákat – dolgok internete (IoT), mesterséges intelligencia, blokklánc – is vizsgáltak. 388 vállalatigazgató és más vezetők válaszai alapján kiderült, hogy szerintük a következő öt évben ezek a technológiák nagyon alacsony mértékben javítanak a termelékenységen. A Gartner úgy véli, hogy még túl korai lehet megbecsülni az érintett technológiákban rejlő maximális potenciált, tisztában sincsenek vele, és kidolgozott menetrend sincs rájuk.

„Úgy tűnik egy nagy-nagy, feltérképezetlen jövő előtt állunk. Komoly kiugrási lehetőségeket tartogat bátor és kreatív üzleti technológiai gondolkodó új generációja számára” – írja az összegzésben Mark Raskino, a Gartner egyik elemzője.

A Gartner általános rendeltetésű technológiákként (general purpose technologies, GPT) kategorizálja a 3DP-t, az MI-t, az IoT-t és a blokkláncot. A felmérést az üzleti működési modell újbóli feltalálásának lehetőségével indokolták, az vezérelte, és erősen ajánlják mind a négy alkalmazását.

Arra a kérdésre, hogy melyik technológiával növelhető leginkább a termelékenység, a CEO-k mindössze két százaléka válaszolt az IoT-vel, míg a másik három összesen 1 százalékot kapott. A vállalati erőforrás-tervezés 10, a felhőszámítások/analitika 7 százalékot ért el. A 3D nyomtatásban a megkérdezettek 26 százaléka lát vállalkozását potenciálisan átalakító technológiát. Ez a szám meglehetősen alacsony (az IoT esetében 49, az MI-nél 37 és blokkláncnál 25 százalékról beszélhetünk.)

Raskino úgy véli, hogy a vállalatról és a piacról való gondolkodás tekintetében sok vezető leragadt a korábbi ipari kornál. Nincs átfogó új elméletük, ráadásul a múlt ma már nehezebben alkalmazható vállalatmenedzselési megoldásaiban gondolkodnak. Legtöbbjük a bevételekben méri a termelékenységet, és csak kevesek (15-25) szerint lenne fontos mérni az új technológiák speciális hatását. Sok vezető hall az új megoldásokról, azt várja, hogy hassanak a cégükre, de fogalmuk sincs, hogyan.

A Gartner tanácsa, hogy apró lépésekkel kezdjük a négy technológia implementálását, a fejlődés így könnyebben és részletesebben mérhető, az előnyök és hátrányok jobban és minden egyes lépésnél azonosíthatók. Raskino szerint azonban a vezetők kreativitása és nyitottsága lesz a termelékenység e technológiákkal történő növelésének két legfontosabb tényezője.

Mivel kontaktlencséktől motortömítésekig és jégkocka tálcákig egyre változatosabb területeken használják a szilikont, így semmi meglepő nincs abban a törekvésben, hogy többen próbálkoznak a sokoldalú anyag 3D nyomtatott változatával. A kaliforniai ALT szilikon-nyomtató eljárást, a Florida Egyetem orvosi műszerek printelésére alkalmas módszert dolgozott ki néhány hete. Az Észak-karolinai Állami Egyetem kutatói szintén a módszertanban újítottak: a szilikon cseppfolyós és szilárd halmazállapotú változataiból készült tésztaszerű „tintájukkal” lyukacsos és rugalmas szerkezetek hozhatók létre. Az újítást a biomedicinában és az egyre trendibb puha robotikában alkalmazhatják. Elmondásuk alapján a technika olyan, mint amikor a homokszemcsékből vízzel építünk homokvárat.

Az infokom technológiák világából, adattároló és LED megoldásairól ismert, 3D nyomtatószálakkal 2014 óta foglalkozó Verbatim, a Mitsubishi Vegyi Holdingok Csoport egyik leányvállalata a napokban állt elő új nyomtató-segédanyagával, a vízben oldódó és nagyon teljesítményű (de kimondhatatlan nevű) butándiolt vinyl alkohol kopolimerrel (BVOH).

Mesterséges intelligencia és 3D nyomtatás: a világhírű pittsburghi Carnegie Mellon Egyetemen (CMU) nem nyomtatóanyagot, hanem a 3D fémnyomtató-porok különféle fajtáit 95 százalékos pontossággal autonóm módban azonosító, a kutatók szerint öt éven belül mainstreammé váló gépilátás-technológiát fejlesztettek.    

Bőrt, fület, implantátumokat stb. nyomtattak már, a 3DP orvosi alkalmazásainak lassan se szeri, se száma. Az inkább kísérleti, mint gyakran alkalmazott 4DP egészségügyi hasznosításáról viszont még nem hallottunk. Legalábbis eddig, mert a hsziani Negyedik Katonai Orvosi Egyetem kínai tudósai 4D nyomtatással újraalkották egy rákos beteg mellét. A 4D nyomtatás ezúttal arra vonatkozik, hogy a 3D printeléssel készült mellbeültetés egy idő utáni lebomlásával lehetővé válik, hogy emberi szövetek helyettesítsék. Azaz ebben az esetben az idő a negyedik dimenzió.

Szintén orvostudományi újdonság, hogy a dél-koreai Pohang Tudomány és Technológia Egyetemen hatékony és olcsó módszert dolgoztak ki emberi bőr nyomtatására. A hibrid sejtnyomtató rendszer „tintasugaras” és extrudáló modulokat egyaránt tartalmaz.

A Pennsylvania Egyetem hallgatóiból álló csapat nyerte az amerikai Nemzeti Űrtársaság (NSS) nonprofit ügynöksége, az Enterprise in Space (partnerek: Kepler Space Institute, Made In Space, Sketchfab, 3D Hubs, Prairie Nanotechnology) által kiírt „Nyomtasd a jövőt” versenyt. A verseny célja az additív gyártás világűrbéli használatának további bővítése, újabb innovatív megoldások kidolgozása volt. A három pennsylvaniai diák a Nemzetközi Űrállomáson (ISS) nyomtatható mikrofolyadék modulokkal rukkolt elő.

Űrkutatás és 3D nyomtatás ha nem is lesznek egymás szinonimái, de a két tudományos-technológiai területet egyre sűrűbben emlegetik együtt. Az ottawai Carleton Egyetem RepRap technológiától ihletett kutatói önmagukat teljes egészben replikáló 3D printerekre dolgoztak ki megoldást. Módszerükkel a világűrben, például a Holdon készíthetnének a humán lakók érkezésére váró épületeket.

Mindeközben az izraeli rendőrség egy honvédelmi technológiai konferencián bemutatta az első (részben) 3D nyomtatással készült rendőrautót. A jármű egyelőre nem működik, de a jelenlévő biztonsági és katonai szakértők egyaránt nagy lelkesedéssel nyilatkoztak róla.

Az Egyesült Államok Oak Ridge Nemzeti Laboratóriuma (ORNL) és a 2016-ban alapított dallasi Momentum Technologies startup közösen dolgozott ki, licenszelt és forgalmaz egy úttörő 3D nyomtatott mágnestechnológiát.

A találmányra tavaly novemberben figyeltek fel, amikor az ORNL kutatói bebizonyították, hogy az additív módszerrel előállított állandó mágnesek teljesítménye felülmúlja a hagyományos eljárással létrehozott mágnesekét.

A kutatás előkészítő fázisában neodínium-vas-bór (NdFeB) alapú hálóformájú izotróp (minden irányban azonos tulajdonsággal bíró anyag) mágneseket készítettek az ORNL és a Cincinnati Incorporated közös fejlesztésű világhírű gépén, az első ipari léptékű, nagyméretű részek, termékek órákon belüli gyártására alkalmas 3D nyomtatón (Big Area Additive Manufacturing, BAAM). Az eredmény felülmúlta a várakozásokat, a mágnesek mágneses, mechanikai és mikroszerkezeti tulajdonságai megközelítették, sőt egyes esetekben felül is múlták a hagyományos módszerrel, általában fröccsöntéssel gyártott mágnesekét.

Az ORNL most még tovább megy, ezt célozza a Momentummal kötött partnerség. A dallasi vállalat fogja ugyanis piacra dobni az első újrahasznosított anyagokból készült nyomtatott mágneseket. Saját technológiájukat, a membrán segítette oldószeres extrakcióval (MSX) dolgozzák meg az ORNL mágneseit, hogy az elektronikus hulladékban (merevlemezekben stb.) található ritka elemeket újrahasznosíthassák vele. A Momentum Technologies-t pontosan ezért alapították.

Hulladékok újrahasznosítása és a környezetvédelem egyébként is egyre fontosabb szempont a 3D nyomtatásban, de eddig főként műanyagpalackokkal, óceánok szemetével, és nem elektronikus dolgokkal próbálkoztak.

Az így gyártott mágnesektől nemcsak azt várják el, hogy elérjék, sőt túlszárnyalják a hagyományosak teljesítményét, hanem azt is, hogy hulladék se keletkezzen az NdFeB darabok előállításakor. Ha beválik, óriási lépést tesznek, mert a fröccsöntéssel és más eljárásokkal készített mágnesek előállítása során a felhasznált anyagok 30-50 százaléka vész kárba. Az új technológiát valószínűleg széles körben elfogadják és alkalmazzák majd, és az eddigi vélemények alapján túl sokáig nem is kell várni rá.

Az újítás más előnyökkel is jár: felgyorsul a gyártás, a technológiával egyre összetettebb formák dolgozhatók ki. A mágnesek változatos alkalmazásokban hasznosíthatók: autóipar, szélturbinák, motorok, generátorok, gyors vasúti szállítás stb. Az ORNL partnerei máris izgatottan várják a technológia közeljövőbeli kereskedelmi hatásait.

Az intelligens rendszerekkel és ipari szolgáltatásokkal foglalkozó, 1990-ben alapított, kb. 1600 személyt alkalmazó francia Gorgé Csoport 2014-ben alapított leányvállalata, a nyomtatásspecialistákból és pénzügyi szakemberekből álló Prodways Entrepreneurs eredeti rendeltetése európai 3D printing cégek és a technológiára átálló más vállalkozások anyagi, stratégiai, technikai és üzemeltetési támogatása volt.

A Gorgé Csoport 2013-ban vált az additív gyártótechnológia egyik fontos európai szereplőjévé: 2013 végén a professzionális 3D nyomtatómegoldásokra specializálódott Prodways-t, áprilisban pedig a fényérzékeny műgyantát fejlesztő német DeltaMed GmbH-t vásárolta fel.

Az azóta a tőzsdére is bevezetett és ott kifejezetten jól teljesítő Prodways Csoport közben már a dél-koreai piacon is jelen van, a Gorgé aktív 3DP részlege az ipari szereplőkre fókuszál, nekik kínál innovatív megoldásokat, printereket és prémiumkategóriás anyagokat. A 3D nyomtatás fogászati alkalmazásában is érintett Proadways az akvizíció óta több különféle printert és anyagot vezetett be a piacra.

Most pedig bejelentették cipőipari 3DP portfoliójuk sikeres kidolgozását. Printereket és anyagokat kínálnak, bízva, hogy hatékonyabb, jobb funkciókat és lehetőségeket kínálnak a gyártóknak. Valószínűleg eredménnyel járnak majd, például a Nike máris használja a francia cég TPU (hőre lágyuló poliuretán) anyagát.

Az anyag remekül nyúlik, így szuper-rugalmas talpak készíthetők belőle anélkül, hogy sok időt töltenének a megmunkálásukhoz szükséges speciális szerszámok előállításával. Amadou ba Ndiaye kanadai tervező nemrég mutatta be teljes egészében TPU-ból létrehozott cipőit, azaz a 3D nyomtatás nemcsak a talprészhez használható.

Harleigh Doremus (Nike Rapid Prototyping) szintén elragadtatottan nyilatkozott a TPU-ról: könnyen megmunkálható, tökéletesen alkalmas kiváló minőségű rugalmas részek folyamatos gyártására, jelentős mértékben hozzájárul az új Nike termékek gyorsabb piacra kerüléséhez.

Több más szektorhoz hasonlóan, a cipőipar is szépen szemlélteti azt a most már nyugodtan visszafordíthatatlannak nevezhető tendenciát, hogy a 3D nyomtatás az eredeti prototípuskészítésből működő végtermékeket előállító technológiává alakult át. Az Adidas és a kaliforniai Carbon 3DP vállalat közös Futurecraft 4D-je az egyik legjobb példa a váltásra. A Prodways szintén ezt az utat járja.

TPU anyagával megváltoztatható a nyomtatott szerkezet sűrűsége, a talp különböző részei alkalmazások vagy felhasználók igényei szerint tehetők keményebbé, puhábbá. A személyre szabott cipő ötletével sok gyártó kacérkodik, de eddig csak a talpbetétekig jutottak el. A talp keménységének és puhaságának több részen történő tetszőleges megváltoztatása egy fontos lépéssel kerülünk közelebb a koncepció megvalósulásához.

A bostoni Formlabs a napokban mutatta be két új 3D nyomtatórendszerét: a cég első szelektív lézeres szinterezéssel (SLS) működő printerét, a Fuse 1-t és a népszerű, többek között fogászati felhasználásra ideális Form 2 SLA gépet használó Form Cell automatizált gyártómegoldást. (A világ legfejlettebb, ipari színvonalú asztali nyomtatóját, a Form 2-t a FreeDee forgalmazza Magyarországon.)

A két rendszer mellett a vállalat a helyi lábbeli-gyártó New Balance-szel most kezdődő együttműködést is bejelentette. A partnerség részleteiről még nem nyilatkoztak, egyelőre csak annyit tudni, hogy remek minőségű nyomtatóanyagok előállításában segítik a New Balance-t, amelyekkel megvalósítható a folyamatos cipőgyártás. Maga a gyártás valamikor 2018-ban indul.

A 9999 dollárnál kezdődő, a legolcsóbb ipari SLS gépnél 20-szor olcsóbb Fuse 1 nem műgyantát, hanem poralapú anyagot és a részecskéket „egybesütő” – szinterező – lézert használ. A hozzáférhető anyagok közül az ipari gyártásban népszerű, nagyon erős és vegyi hatásoknak ellenálló műanyagokkal, például a Nylon PA12-vel és PA 11-el is működik. Ezekkel a matériákkal prototípusokat és végfelhasználói alkatrészeket egyaránt készítenek.

A szinterezéssel kivitelezhető, hogy minden részt segédanyag nélkül nyomtassanak, így a nyomat mértanilag komplexebb és jobb minőségű lesz. Mivel a felhasznált anyag újrahasznosítható, a Formlabs szerint részekre bontva az SLS a legköltséghatékonyabb 3D nyomtatótechnológia.

A printer csomagban, utómunkálati poreltávolító állomással, anyagokkal és más extrákkal 10000-19999 dollárral többe kerül. Az első szállítások 2018 közepén várhatók.

A Formlabs a Form 2 gépekből álló printerfarmot a Form Cell robotkarjával működteti, a cég így próbálja megvalósítani az ipari léptékű gyártást. A rendszer működteti, kiüríti a gépeket, lemossa a részeket, és az utólagos javításokat is elvégzi; ezeket a tevékenységeket külön egységek kivitelezik. Csökkenti a munka és anyagköltségeket, lehetővé teszi a 24 órás gyártást. A cégnél nagyon szigorú teszteknek vetették alá, hogy valóban hatékony és méretezhető gyártási eljárást kínálhassanak partnereiknek, vásárlóiknak. A rendszert egyébként több más vállalat, köztük a Google is teszteli.

A Form Cell szépen szemlélteti az új időket, a jelenlegi trendeket, hogy a 3D nyomtatást, több printert szimultán működtetve sorozatgyártásra alkalmas technológiává kívánják tenni. Mások, például a Stratasys és a Voodoo Manufacturing szintén hasonló megoldásokkal próbálkozik. Ha a megoldások valóra váltják a reményeket, a technológiát még több területen és a jelenleginél jóval nagyobb mértékben fogják használni.