FREEDEE BLOG

A 3D Metalforge fémnyomtató vállalat május 17-én megnyitotta Szingapúr első teljeskörű (end-to-end) Fém Additív Gyártás Központját (Metal Additive Manufacturing Center, AMC). A tervező, mérnöki, 3D nyomtatás, utómunkálati technológiákkal felszerelt központ megoldások és szolgáltatások széles választékát kínálja a tervek szerint különféle szektoroknak: olaj- és gáziparnak, hajózásnak és tengeri kereskedelemnek, precíziós mérnöki tevékenységeknek, építőiparnak stb. Működtetését főként helyi tervezők és mérnökök alkotta csapat végzi majd. A ceremónián a városállam kereskedelmi és ipari minisztere, S. Iswaran is részt vett.

A 3D Metalforge Délkelet-Ázsia vezető 3DP cégének, a 2012-ben alapított 3D Mattersnek a testvérvállalata. Míg az utóbbi modellekre és prototípusokra összpontosít, addig ők – ahogy a név is elárulja – teljes mértékben fémnyomtatással foglalkoznak.

Az AMC-be 1,8 millió amerikai dollárnak megfelelő 2,5 millió szingapúri dollárt fektettek be, és a következő években további 1,4-2,15 dollárt invesztálnak az egyébként a 2016-ban indult 3D Metalforge létesítménye melletti központba. Az alig egyéves vállalatot egyébként a 3D Matters és a SIMTech (Agency for Science, Technology and Research’s Singapore Institute of Manufacturing Technology) együttműködésének keretében hozták létre.

Üzleti tevékenységét a helyi piac után a környező országokra, elsősorban Indonéziára, valamint Dubaira és Katarra is igyekszik kiterjeszteni. Az ügynökséggel partnerséget is kötöttek, amelynek keretében Szingapúr első lézeralapú 3D fémnyomtató technológiáját, a LAAM-et fogják fejleszteni és bevezetni a kereskedelmi forgalomba. Ezt a törekvést a 3DP helyi befogadását és alkalmazását segítő Nemzeti Additív Gyártás Innovációs Klaszter (NAMIC) is támogatja.

A technológiával nagyformátumú részeket lehet előállítani. A nagy energiájú lézersugárral és speciális porfúvó folyamattal működő megoldás az egyik legnagyobb 3Dp építőplatformon működnek, és maximum 1 kiló/óra teljesítményével nagyon gyors is. A 3D Metalforge szerint a technológia fontos iparági változásokat eredményezhet. Nagyméretű és kiváló minőségű, a nemzetközi ipari szabványnál jobb, tehát valóban remek mechanikai tulajdonságokkal rendelkező fémrészek állíthatók elő költséghatékonyan.  

„Szingapúr stratégiai fekvése, üzletbarát környezete, high tech infrastruktúrája és az additív gyártószektorra irányuló, az ipar 4.0-vá történő gazdasági átalakulást támogató irányultsága indokolja a logikus döntést, hogy itt alapítottuk meg a központot. A megnyitó alátámasztja, hogy a 3D Metalforge, mint helyi cég mennyire elkötelezett teljeskörű szolgáltatásokat nyújtani az ügyfeleknek” – jelentette ki Matthew Waterhouse igazgató.

Évek óta a medicina a 3D nyomtatás egyik legdinamikusabban fejlődő alkalmazási területe. Műkar, műláb, implantátumok, szövetek – a hagyományos nyomtatástól a bioprintingig terjed a lehetőségek köre, és ezek a megoldások mind az emberi életminőséget javítják. Szervek és testrészek élethű modelljeinek printelése szintén elterjedt, orvostanhallgatók gyakorolhatnak rajtuk, sebészek készíthetik elő az operációt velük. Biztosabbá teszik a diákot, biztonságosabbá válik általuk a műtét. (A FreeDee is foglalkozik beültethető orvosi protézisek bérnyomtatásával.)

Mindez azt jelenti, hogy egyre kisebb a meglepetés, alacsonyabb valószínűséggel kapjuk fel a fejünket egy-egy új egészségügyi alkalmazás hallatán.

Az Illinois állambeli Északnyugati Egyetem megoldása viszont még ebben az elképesztő dinamikusan pörgő közegben is szenzációnak számít.

A neves amerikai felsőoktatási intézmény kutatói ugyanis a napokban mutatták be, hogyan lehetséges működő petefészket nyomtatni. Egyben azt is bejelentették, hogy egerekbe ültettek printelt petefészket, és az állatok később egészséges kölyköknek adtak életet.

A petefészkeket hidrogél (annak is egyik speciális, az élelmiszerekből ismert zselatinváltozata) állványokat használva hozták létre. A kutatást és a nyomtatást Ramille Shah Szövettervezés és Additív Gyártás (TEAM) laborjában és egy másik laborban végezték. A TEAM egyébként innovatív nyomtatott hiperelasztikus csontokkal végzett munkáknak adott nemrég otthont.

A kutatási projektben egy nőstény egér eltávolított petefészkét 3D nyomtatással készült bioprotézis petefészekkel helyettesítették. Az egér nemcsak megtermékenyült, hanem utódok nemzésére is képes volt. A kutatók szerint ezzel bebizonyosodott, hogy a bioprotézis petefészkek hosszú távon, tartósan funkcionálnak. 3D bioprintert az éretlen tojásoknak otthont adó alap-állványfélék létrehozására használtak. Így vált lehetővé a hormontermelés növekedése, a termékenység visszaállítása. A kutatásnak egyébként pontosan ezek demonstrálása volt a célja, hogy rák vagy más betegségek miatt meddővé vált nők esetében is megvalósítható.

„Egyes rákos betegeink petefészke nem működik megfelelő szinten és hormonhelyettesítő kezelésre van szükségük, hogy elkezdődjön a pubertás. Az állványzat rendeltetése a petefészek működésének összegzése. Nagyban, egy lány életének összes állomásában, a pubertásban, majd a felnőtté váláson át a természetes klimaxig gondolkozunk” – magyarázza Monica Laronda, a kutatás egyik vezetője.

Működő és a szövet egészségét visszaadó szervszerkezetek biomérnöki tervezéssel való kivitelezése a tetemről történő átültetés helyett sokak szerint a biotervezés és a regeneratív orvostudomány Szent Grálja.

Öles léptekkel kerültünk közelebb hozzá.

3D nyomtatás és robotika útjai kb. egy évtizede kereszteződtek először. Ugyan mindkét szakterület több évtizedes múltra tekint vissza, de korábban alig volt átjárás közöttük. Az utóbbi években egyre gyakoribb, ami nyomtatott robotok mellett robotikai/mesterségesintelligencia-elvek 3D nyomtatásra való alkalmazásában, például az „önmagát replikáló” RepRap printerekben is megjelenik. A közeljövőben és a következő évtizedekben a mainál is sokkal szorosabb összefonódás várható. A közös fejlődés a fogyasztói elektronikától a mezőgazdaságon keresztül az iparig, az élet szinte minden területén éreztetni fogja hatását.

Nyomtatott robotokban semmi új nincs, makerektől csúcslaborokig, printeltek már humanoidokat és drónokat, Lego-szerkezeteket és géppolipokat, és természetesen nyomtatórobotokat is. A San Diegói Kaliforniai Egyetem kutatóinak Michael T. Tolley gépészmérnök által irányított és a Biológiailag Inspirált Robotika és Tervezés Laborban kivitelezendő fejlesztése mégis más: a terület jövőjének tartott puha robotikát (soft robotics) hozza közös nevezőre a 3D nyomtatással, és még egy „kemény” csavart is tesz hozzá.

A puha robotika alapvetése, hogy kemény fémek, merev szerkezetek helyett különösen az emberrel érintkező gépek esetében célszerűbb lágyabb, rugalmasabb anyagokat használni. Ezeket a gépeket világok választják el a megszokott fémkonstrukcióktól, „a” robotoktól.

„A robottestek nagyon különböznek az élő organizmusoktól, túl merevek. Élő organizmusokban a puha testek megváltoznak a környezettel folytatott interakció során, ezt használják ki az óhajtott mozdulat, a mozdulat irányításának leegyszerűsítésére. A polip szélsőséges eset a merev részek nélküli puha testtel kivitelezhető változatos mozdulatokra és viselkedésformákra” – nyilatkozta a terület egyik szaktekintélye, a robotpolipot fejlesztő olasz Cecilia Laschi.

A dél-kaliforniai felsőoktatási intézményben évek óta alkalmaznak 3DP technológiákat: érrendszer, májszövet, az emberi test különféle részei fémjelzik munkájukat. Az utóbbi időben a figyelmük viszont egyre inkább a robottestek felé fordult. Ezt az irányváltást szemlélteti a nehéz, alkalmasint veszélyes terepeken, például homokon vagy kavicsos, köves talajon, és kereső-mentő műveleteknél is működőképes új robot. Ellentétben a szárazföldön csak csúszni-mászni képes többi puha robottal, ez a szerkezet felemeli a lábát, azaz tud járni, amivel jelentősen nő a potenciális alkalmazások száma.

A géphez a Stratasys Objet350 Connex multi-material printerét, illetve puha és kemény nyomtatott anyagokat egyaránt használnak – ez benne a csavar, de a négy láb puha –, és Tolley szerint ezek természet által inspirált kombinációja jelentheti az elődöknél a környezethez jobban alkalmazkodó és az emberrel biztonságosabb interakciókat folytató következőgenerációs robotokat.

„A természetben a komplexitás nagyon olcsó. Az új gyártótechnológiákkal, mint a 3D nyomtatás, ezt próbáljuk átültetni a robotikára” – nyilatkozta Tolley.

Szinte naponta olvasunk, hallunk a 3D nyomtatótechnológiák újabb és újabb alkalmazási területeiről. A korai befogadók, az egészségügy, az autóipar, a divat vagy a művészetek mellett a mezőgazdaságtól kezdve a robotikáig vagy éppen a hajóiparig, más és más szektorok is élnek a lehetőséggel.

Az additív gyártás immáron a közlekedés mindhárom formájában (légi, szárazföldi, vízi) jelen van. Szárazföldin elsősorban a gépjárműveknél, kötöttpályás közlekedés és 3DP kapcsolatáról eddig szűkösen szivárgott ki információ. A fémnyomtatás térhódítása azonban ezt a területet sem hagyja érintetlenül, és úgy tűnik a vasutak jövőjét is alakítja majd a technológia.  

A német MÁV, a Deutsche Bahn (DB) tovább bővíti 3D nyomtatás palettáját, és a közeljövőben újabb vonatrészeket is printel. Fejtámláktól a szellőző rácsokig, eddig már nagyjából ezer tartalék-alkatrészt, szinte mindent nyomtattak. Az elképzelések alapján évvégéig megduplázódnak a számok.

Ez a közelmúlt és a jelen, a DB viszont felettébb ambiciózus tervet jelentett be a napokban: 2018 végéig 15 ezer nyomtatott alkatrészt gyártanak. A korábbiakhoz képest hatalmas növekedés, de a céget ismerők szerint nyilvánvalóan így is lesz, nem vállalják túl magukat.

„Járműveink karbantartásához azonnal használható tartalék-alkatrészek kellenek. Alapelvárás, hogy vonataink menjenek. A 3D nyomtatás segít ebben. Gyorsabb, rugalmasabb és olcsóbb a hagyományos gyártófolyamatoknál. A járművek rövid időn belül ismét rendelkezésre állnak, utasaink megint használhatják őket” – nyilatkozta Uwe Fresenborg, a DB jármű-karbantartó csoportjának vezérigazgatója.

A projektet (amelyen heten dolgoznak teljes munkaidőben, negyvenen pedig besegítenek) vezető Stefanie Brickwede szerint a 3DP segítségével az elavulás problémáját is könnyebben kezelik.

„A legtöbb nyomtatni való rész nagyon öreg, és gyakran semmiféle 3D tervrajzot nem találunk hozzájuk, sőt, már annak örülünk, ha 2D vázlatok kerülnek elő. 2015-től viszont, amikor a DB 3DP kezdeményezése elindult, nőtt az opciók száma. A CAD fájlhoz a meglévő alkatrészekből összeszedjük a lehető legtöbb specifikációt, amely alapján aztán el tudjuk készíteni a 3D nyomatot” – magyarázza Brickwede.

Fogassal kezdték, azóta több tárgyat, például vonatok közti kötődobozokat, zárakat, hűtőventillátor-hajtócsavart, porzsákot, oszcilláló karokat printeltek. De még a technológiától idegen tárgyakat, így porszívó-részeket is állítottak elő additív eljárással.

A karbantartás mellett a DB más alkalmazásokkal is próbálkozik. A jelenleg futó egyik projekt korlátozott mozgású/látású személyeket segítene útkeresésben. A berlini főpályaudvaron most tesztelik a nyomtatott Braille-jeleket.

A fémnyomtatás elterjedése a DB tevékenységét sem hagyta érintetlenül. Míg 2015-ben kizárólag műanyagot használtak, ma már egyre gyakrabban nyúlnak fémporokhoz. Minden egyes darabot szigorú minőségellenőrzésnek vetik alá, és csak azt követően kerülhet rájuk a hitelesítő pecsét.

A DB bejelentése mindenesetre előrevetíti a jövőt, és más vasúttársaságok is felkészülhetnek a 3DP használatára, azaz újabb iparág mehet keresztül forradalmi változásokon.

Glynn Fletcher, az EOS észak-amerikai elnöke szerint a nemrégi RAPID+TCT rendezvényen látottak bizonyítják az additív gyártóipar nagykorúvá érését, és az EOS ezúttal ugyan semmi újdonsággal nem rukkolt ki, viszont megoldásaikkal, támogatásukkal és szolgáltatásaikkal mindent megtesznek azért, hogy a 3D nyomtatótechnológiák felhasználói a lehető legjobb tapasztalatokkal gazdagodjanak.

Az iparág dinamikája megváltozott, túlnőtte a gyors prototípuskészítést, és a tényleges gyártási fázisba lépett, amivel persze új kihívások is járnak – véli Fletcher. A megoldásoknak a gyártás teljes skálájának egyedi szükségleteihez kell igazodniuk, a komplett termékciklusra kell kidolgozni azokat. Ha például a prototípuskészítésnél egy szolgáltatás-technikus egy vagy két nap múlva érkezik, a munkafolyamatra nincs akkora hatással, mintha a gyártásnál fordulna elő ugyanekkora késés. Az erőforrásoknak a helyszínen kell lenniük, hogy a legjobb minőségű szolgáltatásokat nyújtsák. Ezek a szolgáltatások egyre inkább személyre szabottak, amelyekhez az EOS iparágon belüli hírneve, robusztus és kiváló minőségű gépei jelentik a garanciát. A fémnyomtatás elterjedésével egyre többet foglalkoznak biztonsági kérdésekkel is.

A kihívások egyike, hogy míg a hagyományos szubsztraktív gyártóipar infrastruktúrája teljesen adott, az additívé folyamatosan átalakul, fejlődik – épül. A korai befogadók türelmesebbek voltak a technológiával, felkészültek, hogy kellemetlenségek is érhetik őket. Az új felhasználók kevésbé toleránsak, elvárják, hogy rendszereik teljes támogatásban részesüljenek és a szolgáltatásalapú ökoszisztéma készen álljon a befogadásukra. Az EOS ezért tartja az infrastruktúra kulcselemének a minőségbiztosítást. Az infrastruktúra kiépítésével a cég egyben saját technológiáját is tökéletesíti.

Az utóbbi időben az Additive Minds részleg a vállalat sikereinek egyik motorja, olyan partnerekkel működik együtt, mint például az Audi: a tervezésnél, elő- és utófeldolgozásnál is tanácsokat adnak, hogy a kliensek hamar optimalizálják saját megoldásaikat.

Fletcher szerint a 3D nyomtatás fontos része az ipar 4.0 néven ismert jelenségnek. A gőzgép, az elektromosság és a számítógépek tömeges elterjedése/globális kommunikáció után következő ipari forradalom digitális, fizikális és biológiai világokat, virtuálist és valósat teljesen egybemos, lényegében felszámolja az ember és a gép közti határokat. 3D nyomtatás, mesterséges intelligencia, robotika, szintetikus biológia, vertikális mezőgazdaság – néhány hívószó a jelenségcsoport gazdag palettájáról.

Az ipar 4.0 már itt van, de egyelőre nem értjük teljesen, és Fletcher sem tudja még, hova pozícionálja az EOS-t. Cégen belül az Additive Mindsra hárul a feladat, és a kliensek félelmeinek eloszlatása is. Észak-Amerikában kicsit kényes téma, mert rengeteg vállalkozást érint.

Robotika és 3D nyomtatás, 3D nyomtatás és játékok, robotika és játékok (mármint fizikai és nem videó), és persze robotika, 3D nyomtatás és játékok egyre több szállal kapcsolódnak egymáshoz. Játékokat mindig használtak az oktatásban, robotokat és 3D nyomtatótechnológiákat nem túl régóta, a jelen trendjei viszont azt vetítik előre, hogy hamarosan mindkét csúcstechnológia meghatározó szerepet fog játszani mindenféle oktatási intézményben, játékokkal történő összekapcsolásuk pedig elég egyértelmű megoldás. Ezeket az ígéretes tendenciákat jól szemlélteti a FreeDee törekvése is, hogy minden hazai iskolában meghonosítsa a 3D nyomtatást.

Ugyanezt a trendet, csúcstechnológiák minél markánsabb oktatási felhasználását példázza az idahoi Slant Robotics robotikai cég Kickstarter-kampánya is: legújabb játékukat, egy nyomtatott Arduino robotot szeretnék a műszaki pályákat megalapozó STEM (tudomány, technológia, mérnöki diszciplínák, matematika) tanításában meghonosítani. A szórakoztató külsejű – és teljes egészében nyílt forrású – LittleBotot kifejezetten arra találták ki, hogy gyerekek programozni, robotot építeni tanuljanak vele, valamint a bennük szunnyadó mérnöki képességeket is a gépecske segítségével, az örök Homo ludenst felélesztve pallérozzák.

A tanulás általában úgy a leghatékonyabb, ha az ismereteket aktív részvétellel sajátítjuk el. 3D nyomtatásra, robotikára ez külön érvényes, csakhogy sok oktatási intézmény technológiai felszereltsége – főként anyagi okok miatt – nem teszi lehetővé. A Slant Robotics „gyerekbarát” botja változást hozhat, mert a mosolygós gépecske akár potom 5 dollárért beszerezhető a Kickstarteren keresztül.

LittleBot kocka-alakú nyomtatott testből, a tanulás szempontjából előnyös egyszerű elektronikából, ultrahangos szenzorokból, kettős vezérlésű motorokból és kerekekből áll, míg az áramkör Arduinón alapul. Szétszedhető, átalakítható, újból összeszerelhető, részletesen tanulmányozható, személyre szabható, és ami mindennél fontosabb: könnyen megtanulhatók vele az elektronika, a programozás, a 3D tervezés és nyomtatás alapjai.

„Minden feltalálónak van egy gyerekkori története arról, hogy elrontotta a szülők porszívóját vagy a saját játékait, mert ki akarta találni, hogyan működnek. Olyan robotjátékot próbáltunk létrehozni, amely nemcsak szétszedhető és így megismerhető a működése, hanem a gyerekeket felfedezésre is ösztönzi. Így járulhat hozzá az új mérnök és tudósgeneráció megteremtéséhez” – hangsúlyozza a cég a Kickstarteren.

A távirányított és autonóm módban egyaránt működő robot többek között táncolásra, akadályelkerülésre, falkövetésre, takarításra és más robotokkal való bunyózásra is programozható. A távirányítás androidos okostelefonos appal történik, autonóm módban két látásérzékelőjével funkcionál. Különféle „gyerekbarát” programozó- és tervezőplatformokkal, például a 3D design TinkerCAD-del is használható. Utóbbival nyomtatható kiegészítőket, extrarészeket alkothatunk a robothoz.

Az Arduino és az áramkör szintén bővíthető, újabb szervomotorok és szenzorok adhatók hozzá. Bluetoothon keresztül más okos eszközökhöz kapcsolható és appok is írhatók rá.

Bárki, aki használt már 3D nyomtatót, tudja, hogy sok minden történik a nyomtatás elindítása és a kész termék kezünkbe vétele között. Miután a 3D nyomtató végzett a munkával, a modell leválasztásán túl szükség lehet felületkezelésre és a támasztékok eltávolítására. Sztereolitográfiás 3D nyomtatás esetén izopropil alkohol fürdőre és UV utókezelésre is sor kerül. A nyomtatás sikere egy jól megtervezett folyamat eredménye - erre a gondolatra alapozott a Formlabs, amikor bemutatta két legújabb termékét: a Form Wash és a Form Cure masinákat. A Form 2 SLA 3D nyomtatóhoz tervezett eszközök optimalizálják és automatizálják a nyomtatás utáni munkafolyamatot, ezzel tovább tökéletesítve egy amúgy is megbízható gép teljesítményét.

A Form Wash ultrahangos mosó és a Form Cure UV kamra teljessé teszi a Formlabs ajánlatát a sztereolitográfia munkafolyamatában. A két új géppel a Form 2 3D nyomtató felhasználóinak munkája még gördülékenyebb és egyszerűbb lesz konzisztens, magas minőségű eredménnyel.

Automatizált izopropil alkoholos fürdő 

Korábban az SLA nyomatok utókezelésének munkafolyamata azzal kezdődött, hogy a nyomatot el kellett távolítani a nyomtatótálcáról, majd a Form 2-höz csomagolt Finish kit kádjaiban manuálisan kellett róluk lemosni izopropil alkohollal (IPA) a felesleges műgyantát. A legjobb eredményt akkor kaptuk, ha szemünket az órán tartva az adott anyagnak megfelelő ideig fürdettük a modelleket.

A Form Wash automatizálja ezt a feladatot: még a tálcáról sem muszáj levennünk a nyomatot, akár azzal együtt is bele tudjuk helyezni a Form Wash kádjába a nyomtatást, majd egy időzítőt beállítva biztosak lehetünk benne, hogy elkalandozó figyelmünk ellenére a fürdő pont a megfelelő ideig fog tartani. Amíg mással törődünk, a Form Wash folyamatosan keveri a folyadékot a modell körül, amíg le nem telik a beállított idő. Akkor ugyanis automatikusan kiemeli a tárgyat a tartályból, ami ennek köszönhetően beavatkozás nélkül elkezdhet megszáradni.

A Form Wash dobozában van egy tároló a szerszámaink tisztántartására is, valamint egy hidrométer segít nekünk eldönteni, hogy mikor jött el az ideje a betöltött izopropil alkohol kicseréléséhek.

UV utókezelés a Formlabs alapanyagaira optimalizálva

Az UV utókezelés bizonyos alapanyagoknál szükséges, hogy azok elérjék a tulajdonságaik, például keménység, rugalmasság vagy hőállóság, maximumát. A különleges alapanyagokat (legyen műszaki, dentál vagy kiégethető műgyanta) mind úgy tervezte a Formlabs, hogy UV utókezeléssel érjék el a lehető legjobb tulajdonságaikat, azonban a standard anyagok is erősebbé tehetők némi UV-zással.

A Form Cure UV kamrát arra tervezték, hogy a Formlabs műgyanták használói számára a legtökéletesebb megoldást nyújtsa. A 405 nm fény és a hőmérséklet precíz vezérlésével az adott alapanyagtípusnak a tesztek alapján legjobban megfelelő utókezelést biztosítja a gép.

Magyarországon is előrendelhető

A Form Wash és a Form Cure a FreeDee-nél előrendelhető, azonban a szállítást szeptemberben kezdi meg a gyártó. A Form Wash árát 599 Euróban, a Form Cure UV kamra értékét pedig 839 Euróban szabta meg a gyártó.

+1 apró geg: A Formlabs kommunikációjában a gépeken beállított idő azt a dátumot adja ki, amikor 2015-ben a gyártó bemutatta a Form sztereolitográfiás 3D nyomtatók harmadik generációját, a Form 2-t.

A Massachusetts állambeli MarkForged 3DP vállalkozás egészen különleges dologgal foglalkozik: saját atomdiffúziós additív gyártóeljárásával (ADAM) és Metal X printereivel a nagyléptékű fémnyomtatás jövőjén dolgozik. A jövő kulcsa a „3D printfarm.” Csökken vele a fejlesztési idő, prototípuskészítés és gyártás közelebb kerül egymáshoz.

A cég a világ első szénrostos 3D nyomtatójával, a Mark One-nal vált ismertté. A mostani fémnyomtatóknál komplexebb formákat és mértani szerkezeteket printelő Metal X-et az idei CES-en, január elején Las Vegasban mutatták be. A szakmabelieket nem maga a gép, hanem a használati mód lepte meg: nem úgy tervezték, hogy önmagában nyomtasson, hanem több tíz, száz, sőt, akár ezer más géppel együtt, farmban működjön. Egyszerű, de mégis eredeti, ugyanakkor ambiciózus koncepció: a nagyléptékű fémnyomtatáshoz szükséges méret- és/vagy kapacitásnövelés helyett több gépet állítanak munkába. Összehangoltan, egymással szinkronban működnek, a különféle feladatokat maximális hatékonyságra törekvő központi irányítórendszer osztja el közöttük.

A koncepciónak már követője is van: a brooklyni Voodoo Manufacturing.

A szeptembertől beszerezhető gép 99500 dollártól induló ára komoly csökkenés a milliós nagyságrendű és szobaméretű eddigi fémprinterekhez képest. Ráadásul a technológia nemcsak fém-, hanem printelt fémöntőkből készült műanyag-részekről is szól.

A géphez kapcsolódó ADAM lényege, hogy a nyomtatás egy része rétegről rétegre történik, a gép viszont a titántól az alumíniumig különféle anyagokkal dolgozik. A fémport műanyaggal kötik meg, amelyet az utómunkálatok során távolítanak el a nyomatról. A printelt részeket ezt követően fémmé zsugorítják (szinterelik). Az ADAM egyszerre szintereli az egész részt, így a fémkristályok áthatolnak a megkötött rétegeken, még erősebbé téve a nyomatot. Gyártó-, autó-, orvosi és légjármű-ipari felhasználásra alkalmas, teljesen kidolgozott tömör fémtárgy a végeredmény.

Három tényezőben látják a siker kulcsát. Az ADAM technológia a költségeket csökkenti, a farmhoz szenzorokkal építenek platformot, míg a harmadik, a flottát (printereket) menedzselő vállalati szoftver munkafolyamatokat optimalizál, előrejelző analitikai megoldásokkal áll elő, és összekapcsolja, monitorozza a printereket.

A farmon a MarkForged desktop gépei dolgoznak. Egységenként 3499 dollárba kerülnek, de két éven belül 1000 dollár alá akarják levinni az árat.

Ez a multi-printer 3D printfarm a MarkForged szerint a jövő. A cég a gyártóknak mindig elmondja, hogy nem néhány, hanem többezer gépre lesz szükségük.

„Két éven belül megtesszük az igazi digitális gyártást jelentő technológiai ugrást. Ideje, hogy a gépészmérnökség a digitális korba lépjen” – prognosztizál Greg Mark CEO.

Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának kutatásokért felelős részlege, a Fejlett Védelmi Kutatási Projektek Ügynöksége, a valaha ARPA, most DARPA nevet viselő, évi 3,2 milliárd dolláros költségvetéssel dolgozó szervezet általában rövidtávú, 2-4 éves kutatásokra összpontosít. A rövidtáv azonban soha nem akadályozta abban, hogy történelmi jelentőségű fejlesztéseknél bábáskodjon, szponzorálja azokat. Ilyen volt az internet-ős ARPANET, a Berkeley UNIX (BSD) valamint a TCP/IP protokoll, szűkebb katonaszakmai vonalon pedig az F–117 Nighthawk típusú lopakodó vadászbombázó, és a B–2-es lopakodó bombázó.

Az ügynökség nemrég szemelte ki a Xeroxhoz tartozó PARC vállalatot, hogy dolgozza ki a FIELDS (Fabricating with Interoperable Engineering, pLanning, Design, and analysiS) nevű új számítási paradigmát, amelyet aztán tervezéshez és fejlett gyártóeljárásokhoz, például az additív technológiák és a megmunkálás kombinációjához használnának. Anyagszerkezeteket, mértani tervek összetettségét és modern gyártófolyamatokat, például a 3D nyomtatást elemző eszközöket hoznának létre. A PARC szerint a projekt komoly hatással lesz a számítógéppel támogatott tervezésre (CAD) és mérnöki tevékenységekre, valamint komplex mérnöki rendszerekre is.

Mind a hagyományos, mind a modern gyártási folyamatokban diszruptív hatással akarnak lenni a részek, az összeszerelés és a rendszer megtervezésére. Saigopal Nelaturi, a PARC kutatásmenedzsere elmondta, hogy modellező, tervező, szintézis és teljesítményelemző újításokkal kívánják elősegíteni az egyre kötetlenebb, megszorításmentes, soha nem látott mértani és anyag-komplexitással dolgozó gyártást. Lényegében terveket automatikusan generáló rendszert hoznak létre. Ezek a tervek válogatott paramétereken alapulnak, termékek jobb teljesítményét eredményezik, és hamarabb eljutnak a piacra. Mindez a jelenlegi CAD-szoftverek korlátainak meghaladását is jelenti.

A gyártófolyamatok egyike az additív lesz, különös tekintettel a fémnyomtatásra és a megmunkálásra. A FIELDS keretében arra is törekednek, hogy a tervező különféle területek számítási és gyakorlati szakértelmét integrálja. Jelenleg ez komoly problémát okoz a termékek életciklusát kezelő rendszereknek. A PARC digitális gyártás portfoliója pontosan ezekért a ritka mérnöki adottságokért különleges.

A PARC kutatói az Oregoni Állami Egyetemmel (OSU) és a wisconsini automatizáló szoftvercég Intacts Solutions-szal dolgoznak majd együtt a FIELDS projekten.

A 3D Printing Industry a szakterület meghatározó szereplőivel készített, folyamatosan bővülő interjúsorozattal mutatja be a 3D nyomtatás következő 5 évét. A megszólaltatottak között volt Bryan Crutchfield a Materialise North America elnökhelyettese is, és a többiekhez hasonlóan ő is a jövőbe nézett.

Crutchfield szerint a minden iparág fejlődéséhez és az innovációhoz hozzájáruló 3DP egyik fontos aspektusa, hogy megváltoztatja a mérnökök és a tervezők gondolkodásmódját – inkább additív, mint szubsztraktív gyártásban kezdenek el gondolkozni. Mivel viszonylag új gyártási módról van szó, az oktatásban és a képzésben jobban meg kell ismertetni, el kell érni, hogy legalább annyian tisztában legyenek vele, mint a hagyományos megoldásokkal.

Ugyanakkor mindenki előtt ott lebegnek a példák, mert világméretű orvosi, tech és gyártócégek használják már, a Materialise partnerei között szerepel a GE, a Siemens, a HP és a Microsoft. Ha ilyen kaliberű nagyvállalatok élnek a 3DP lehetőségeivel, akkor tapasztalataikat nyilvánvalóan oktató- és képzésprogramokban is hasznosítják. Ezeket a programokat a szakképzett dolgozók növekvő igényeihez igazítják, miközben a folyamatos újítások és új alkalmazások hatására szélesedik a technológiát átvevő területek köre.

A gyártóipar különösen jó helyzetben várja a 3DP következő 5 esztendejét, és nemcsak termékek előállításában, hanem a gyártási folyamat javításában, kiváló minőségű és nagyszériás gyártórendszerek pontos specifikációinak kidolgozásában is sokat segíthet, a 3DP alkalmazásával hűtő- és olvasztó megoldások tehetők tartósabbá, olcsóbbá. Munkagépek, például markolók tömege csökkenthető, lehetővé téve a termelési folyamat automatizálását kisebb és gyorsabb robotokkal.

A 3DP a gyártás mellett a tárolásra és a szállításra, szervizelésre, lényegében az egész ellátási láncra komoly hatással lesz. Részek esetében nagyszériás gyártás helyett a meghibásodott darab helybeni nyomtatással történő helyettesítése nemcsak gyorsabb és olcsóbb opció, hanem kevesebb raktárterületet is igényel, azaz kevésbé kell törődni a fizikai raktárak korlátozott tereivel, a gyártóknak pedig kevesebb darabot kell termelniük, kisebb lesz a veszteségük.

A nyomtató- és nyomtatható anyagok területén nagyon komoly fejlődés várható. Elég abból a tényből kiindulni, hogy manapság szinte naponta feltalálnak valamit. Főként a pihekönnyű, lyukacsos és jó textúrájú matériák lesznek a befutók, könnyebben lehet tervezni velük és jobb teljesítményre is képesek.

Szoftverfronton a tényleges end-to-end megoldásokra való törekvések határozhatják meg a közeljövőt.