FREEDEE BLOG

A digitálisiker-technológiát az 1960-as években, az Apolló űrmissziók kapcsán találták ki. Az űrhajók „élő” – digitális elemekkel kiegészített fizikai – modelljét megvalósító eljáráson dolgoztak, hogy tesztelhessék vele a hibákat.

Az elképzelés azóta valósággá éret, technikailag teljesen más lett, mint ahogy anno elképzelték, az alapötlet viszont nem változott. A digitális ikrek fizikai objektumokat pontosan lemásoló, speciálisan tervezett virtuális modellek, például a metaverzum-törekvésekkel lettek népszerűek, sőt, némi cinizmussal elmondható, hogy a metaverzum legéletképesebb, egyesek szerint egyetlen működő alkalmazásai.

De többek is ennél. Objektumok, rendszerek virtuális megjelenítései, teljes életciklusukat lefedik, valósidejű adatokkal frissülnek, szimulációkkal működnek, a döntéshozásban a szimulációk mellett a gépi tanulás és következtetés segítenek. Túlmutatnak a modellezésen, algoritmusokkal felvértezve, fontos szerepet játszanak például 3D nyomtatással készült tárgyak viselkedésének előrejelzésében is.

Az egészségügytől a lakberendezésig, a gyártásig, rengeteg területen alkalmaznak ma digitális ikreket. Szinte hihetetlen, de már a jelenlegi (2022-es) additívgyártás-piacuk is 6,9 milliárd dolláros, míg a Markets and Markets elemzőcég szerint ez a piac 2027-re 73,5 milliárdossá bővül.

3D nyomtatásban történő használatuk nyilván nem evidens, nem adja magát, viszont rengeteget segít. Az additív gyártással együtt ugyanis a digitális ikreket is az Ipar 4.0 kulcsszereplői között tartják számon. A kettőt viszont csak az utóbbi években kezdték összekombinálni. Sok tanulmányból viszont kiderül, hogy a 3DP tökéletesen passzol az ikrekhez.

Az egyik legfőbb magyarázat teljesen banális. Mivel az additív gyártás alaptermészeténél fogva digitális, az ikrek a repertoárját bővítő, működésén javító eszközök egyike (mint ahogy a mesterséges intelligencia és az automatizáció is azok).

Egy digitális iker 3D modellként kezdi, CAD-dal és generatív tervezőszoftverrel egyaránt elkészíthető. 3D szkennelést szintén használnak hozzá, mert a nyomatok jobban modellezhetők vele.

Az eredeti tervezésen túl, már számos speciálisan a digitális ikrekkel való együttműködésre (például a Siemens, a Simio vagy a Netfabb által) fejlesztett szoftver is létezik. Segítik az integrációt, de például többé nem gyártott tárgyak visszafejtésében (reverse engineering) is felettébb hasznosak.

Az additív gyártás digitális ikrei négy csoportba sorolhatók: folyamat-, felszerelés- létesítmény- és termékikrek. Elnevezésük egyértelműen jelzi, milyen szerepet töltenek be.

A folyamatikrek a tervezésnél, a gyártásnál és a karbantartásnál használt 3D nyomtatófolyamatok digitális replikái. A felszerelésikrek például printereket utánoznak, és a karbantartásukról is hasznos infókat szolgáltatnak. A létesítményikrek az első kettő keveréke, de szélesebb skálán, mert komplett gyárakat is utánozhatnak. A termékikrek a nyomatok megjelenítései, teljesítményük előrejelzéséhez optimalizálhatók, tesztelhetők, elemezhetők és annak megfelelően alakíthatók ki.

A Katari Hírügynökség beszámolója alapján az ország Kommunikációs és Információtechnológiai Minisztériuma (MCIT) TSMU (SMART Qatar) pavilonja bekerült a Guinness Világrekordok Könyvébe. Az elismerést az épület a „világ leghosszabb, 3D nyomtatótechnológiával épített független betonszerkezeteként” érdemelte ki.

A szakminiszter elmondta, hogy a Guinness Világrekord nemcsak az innováció és a megvalósítás jelképe, hanem azt is bizonyítja, hogy az ország mennyire elkötelezett az összes technológiai határ és korlát átlépése mellett. A hozzáállás gyümölcsöző együttműködésekhez, az emberek életét jobbá tevő újításokhoz vezet.

A pavilon egyértelmű bizonyítéka Katar gyors technológiai fejlődésének, ráadásul mindezt úgy érték el, hogy a hagyományos értékek harmóniában állnak a globális kihívásokra választ adó infokommunikációs technikákkal.

A 12,4 méter magas pavilont 170 négyzetméteres területen építették. Tízszintes torony, minden sorban hét téglával. Hetvenöt egyedileg nyomtatott darabból áll, a kivitelezés eleve jelzi a különféle háttérrel rendelkező, érdeklődésű alkotók eredményes együttműködését, és élő példa ambiciózus látomások kézzelfogható valósággá alakítására – hangsúlyozza a miniszter.

Az MCIT aktívan részt vesz a 2023-as Dohai Expóban. Az esemény szervesen kapcsolódik az ország Nemzeti Látomás 2030 elképzeléseihez, emellett pedig az innovációra és a fenntarthatóságra összpontosít. A pavilon egyértelműen jelzi a technológia-alapú megoldások melletti elköteleződést, és a lakók, vállalatok és látogatók érdekeinek megfelelő környezetvédelmi követelmények betartását is szépen szemlélteti.

Katari 3DP hír még, hogy két helyi diák nemrég kapott támogatást a Katari Fejlesztési Banktól nyomtatott zöldségek fejlesztéséhez. Speciálisan, a célnak megfelelően kialakított 3D nyomtatóval, mesterségesen termesztett zöldségsejtekkel és UV-érzékeny 3D nyomtatótintával dolgoztak.

Az ukrajnai Dnyipro-székhelyű és a titán feldolgozásában élenjáró Velta hamarosan – az év végéig – elkezdi a fémből, additív gyártással és a cég úttörő titánpor-technológiájával készülő implantátumok gyártását, terjesztését. Ez egyben azt is jelenti, hogy a világ első teljesen integrált kereskedelmi titánérc-bányászati, porfeldolgozási és fémgyártási műveletéről van szó.

A Velta egyrészt cégeknek is szállít titán-alapanyagot, másrészt házon belül is gyárt termékeket. Jelenleg a világ titán-alapanyagának két százalékát az ukrán vállalat adja.

A mostani újítás hosszú évek intenzív munkájának eredménye, portechnológiájukat sikerült a globális titánpiac szükségleteinek, a keresletnek megfelelően alakítani, skálázni. Az orvosi implantátumok piacra dobásával koncepciójuk beigazolódott, és nagyon várják, hogy megerősítsék vezető titánüzem-pozíciójukat – hangsúlyozza az igazgatóság.

2017-ben, tehát még évekkel az ország orosz inváziója előtt, a Velta kutatásfejlesztési központot alapított, hogy a titánszivacs alternatívájaként a titánporra találjanak ki új gyártási módszert. A titánpor előállításának ez a szabadalmaztatott eljárása sokkal gyorsabb és környezetbarátabb, mint a mostani szivacsok.

A cég azóta félindusztriálissá méretezte a fémes titánpor gyártását a dnyiprói kutatásfejlesztési központban. Két új részleget is alapítottak, hogy vertikális integrációs törekvéseiket erősítsék, illetve megszilárdítsák (vezető) piaci pozícióikat.

Az új részlegek egyike a kész titántermékeket 3D nyomtatótechnikákkal gyártó Velta Additive Technology, a másik, a Velta Medical pedig személyre szabott orvosi titánimplantátumokat gyárt Ukrajnában.

Az otthoni terjeszkedéssel, a nemzetközi színtéren betöltött szereppel, a Velta eldöntötte, hogy világszintű titánporgyártó üzemet létesít az Egyesült Államokban. Jelenleg a helyszínt keresik hozzá. Szeptemberben azt is bejelentették, hogy a globális mérnöki tanácsadó cég, a Hatch hozza létre az amerikai üzemet. Kezdetben évi ezer tonna titánpor gyártását tervezik.

Egyre népszerűbbé vált boltok, üzlethelyiségek, bemutatótermek és más hasonló rendeltetésű helyek dekoratív szerkezeteit additív gyártással készíteni.

A Dior luxusmárka a WASP közreműködésével környezetbarát pop-up store-t printelt, a rotterdami RAP stúdió pedig a népszerű amszterdami P.C. Hoofstraat bevásárlóutcában tervezett és nyomtatott homlokzatot egy luxusbolthoz.

Ezek a projektek nemcsak az optimalizált tervezés és a 3D nyomtatás által létrehozható külsők látványos példái, hanem az innováció egyre nagyobb szerepét is szépen szemléltetik: napjaink fontos kérdései, a fenntarthatóság növelése, a környezetbarát szempontok érvényesítése mind markánsabban fejeződnek ki bennük.

3D nyomtatás nélkül nem lenne lehetőség rá, mint ahogy a világ évek óta legjobb, minden legnek megválasztott repterén, a szingapúri Changin sem csillogna-villogna a Tiffany & Co. ikonikus luxusmárka shopja, printelt homlokzatával – az új homlokzat legalább annyira ikonikus, mint maga a brand.

A reptér Piazza kertjében, a Jewel Changi közelében lévő bolt, egy, nem meglepő módon „fenntartható” szerkezet Moshe Safdie építész, az MVRDV kivitelező, a holland Aectual és az olasz BUROMILAN több mérnökének munkája. Additív gyártással, újrahasznosított anyagokból készült, amelyek jelzik a Tiffany elkötelezettségét a klímaválság elleni küzdelemben.

A korallok által ihletett tervrajz és a színvilág mindenki tekintetét a shopra vonzza.

Az MVRDV végig ügyelt a márka történetének és identitásának érvényesítésére, ezért is használták az annyira emblematikus elemeket, mint a Tiffany Kék. A korallzátony-mintázat az iránytű, a homlokzat organikus jellegének kulcsa. A kék több árnyalatával szembesülünk, a mélyebb tónusok a tengeri környezetet idézik fel.

Az üveg szitanyomott, a színátmenet a printelt design több elemében megismétlődik, a bejáratnál például az elülső világoskéktől a hátulsó sötétkékig tart az átmenet. A sarkoknál megfordul, irányt vált az árnyalat, az átmenet fokozatossága pedig 3D hatást kelt.

Az Aectual külön eljárást fejlesztett ki az ötven milliméter vékony, újrahasznosított műanyagokból, köztük horgászhálókból készült nyomatokhoz. Az anyag- és a technológiaválasztás egyrészt az óceánt idézik, másrészt a védelemhez is hozzájárulnak, mert tökéletesen megfelelnek a reptéri környezetek szigorú tűzbiztonsági szabványainak. A megfeleléshez a BUROMILAN mérnökei tengervízből készített speciális vegyi termékkel járultak hozzá.

A Hongkongi Városi Egyetem (CityU) kutatói szerint a mérnöki hibák több mint nyolcvan százalékát az úgynevezett anyag-kifáradások okozzák. A kifáradás dinamikus mechanikus rendszerek élethosszában, megbízhatóságában kritikus tényező.

A kifáradás a szerkezeti egyik tönkremeneteli módja. Periodikusan ismétlődő terhelés esetén a szerkezeti anyagok szakítószilárdságuknál, esetleg folyáshatásuknál is kisebb feszültségszinten eltörnek. Ez a jelenség a kifáradás, a tönkremenetelt fáradt törésnek nevezik.

A kb. két évszázada felfedezett jelenség figyelembe vétele kritikus szempont pehelykönnyű szerkezetek tervezésekor. Ezeket a szerkezeteket többek között légjárművekhez, szárazföldi járművekhez és energiatermelő rendszerekhez, például atomerőművekhez gyártják. A probléma a 3D nyomtatással készült anyagokat is érinti.

A CityU és a sanghaji Jiao Tong Egyetem közös kutatásának eredményeként, komoly eredményt értek el ezen a területen: kimagasló kifáradás-ellenállást mutató alumíniumötvözetet dolgoztak ki; nagyon fejlett 3D nyomtatótechnológiával kivitelezték.

Az új koncepció, a kifáradás-ellenállás növelése más printelt ötvözetekkel is megvalósítható. Így pedig több iparágban megnyílik majd az út a nagyon könnyű és a terhelést remekül bíró alkatrészek előtt.

Hagyományos fémekkel ellentétben, az új alumíniumötvözet jól bírja a kifáradást. TiB2 nanorészecskékkel „díszített” AlSi10Mg porból készült. Az ellenállás más nyomtatott alumíniumötvözetek, köztük nagyon masszív anyagok ellenállásának több mint a kétszerese, ami igen komoly eredmény.

A Formnext 2023 adta lehetőségeket kihasználva, a Markforged bemutatta új ipari 3D nyomtatóját, a gyártósorra szánt, moduláris rendszeren alapuló, tehát könnyen bővíthető és frissíthető FX10-et, valamint a cég nagyméretű FX20-ával kompatibilis, légjárműipari és más alkalmazásokban az alumíniumot helyettesítő Vega nyomtatóanyagot, egy szénszállal töltött PEKK-et.

Az új printer igény szerint masszív cserealkatrészeket, szerszámokat is nyomtat. Könnyű ipari környezetbe integrálni, érintőképernyős interfészének használata egyszerű, mint ahogy az új automatizációs és minőségbiztosítási funkciók is. A Markforged szerint a működtetőnek kevesebb dolga lesz vele, mint nyomtató-elődjeivel.

Hagyományos módszerekkel összehasonlítva, a géppel a gyártók csökkenthetik az eredeti alkatrészek cseréjének költségeit, a gyártósor pedig úgy marad működésben, hogy nem kell aggódni az ellátói lánc és a cserealkatrész-készlet miatt. A printer a digitális készletekkel rugalmasabbá teszi az ellátási láncot, és így a gyártósor digitalizálást gyorsítja fel. A Markforged ügyfelei a fizikai készletek csökkentésével, a termelési hozamok működési költségek melletti növelésével, komoly összegeket spórolhatnak meg – nyilatkozta Shai Terim vezérigazgató.

A moduláris architektúra egyik nagy előnye a rendszer frissítésekkel történő bővítése, például látásmodullal integrált nyomtatófejjel javítva folyamatok monitorozását és az adatrögzítést. A géphez a Markforged korábbi ipari rendszereinél jóval nagyobb nyomtatási sebességet biztosító, fűtött nyomtatókamra is tartozik.

Az FX10 része a használatot leegyszerűsítő teljes automatizálási csomag is. Ha szerszámra van szükség, vagy leáll egy sor, elég megnyomni a print gombot. Az automatikus kalibrálás, a nyomtatófejre szerelt és a nyomatok méretének pontosságát figyelő optikai szenzorok, a tárolórekeszekkel ellátott anyagfiók szintén fontos újdonságok. A tárolórendszer képes nyomtatás közben automatikusan váltani a tekercsek között.

A Vega a szilárdság, a merevség a felület remek minőségének kombinációját kínálja az ügyfeleknek. A filamentet a légjárműiparra gondolva fejlesztették: ellenáll a nagy melegnek, helyettesítheti az alumíniumot. Bizakodnak, hogy a magas hőmérsékletet jól tűrő, hőre lágyuló műanyagoknál ez a nyomtatószál jelenti majd a minőségi szabványt, illetve jelentősen bővíti az FX20 printerek felhasználói körét.

A Markforged termékeit a FreeDee Printing Solutions forgalmazza Magyarországon.

A közép- és délamerikai cementipar egyik vezető cége, a Progreso megnyitotta Guatemala első nyomtatott épületét. Az ország építészetében mérföldkőnek számító munkát – Guatemala ezzel felkerült a 3D épületnyomtatás világtérképére – az ukrajnai iskolanyomtatásban oroszlánrészt vállalt dán 3DCP Csoporttal partnerségben végezték.

Azon pedig már senki nem lepődik meg, hogy a nyomat a szintén dán COBOD lassan már legendás BOD2 printerén készült, mint oly sok más épület szerte a nagyvilágban. Az első BOD2-t a Progreso telepítette Latin-Amerika egyik leglátványosabb és legautentikusabb országában.

A projekt azt is bebizonyította, hogy földrengésveszélyes talajon is kivitelezhető szerkezetileg a 3D épületnyomtatás. A házikószerű szerkezet falai kilenc méteresek, huszonhat munkaóra alatt készültek el. Összesen hét munkanapig dolgoztak rajtuk.

A falak erősen organikus kidolgozását a 3D nyomtatás tette lehetővé, más technológiával hihetetlenül drága lett volna, vagy kivitelezhetetlennek bizonyul. A régió elsőszámú építőanyagával, a betonblokkokkal viszont remekül elboldogultak a kivitelezők.

A printelt falakat Rancho típusú pálmalevél-tetővel egészítették ki. A tetőtípust generációk hosszú sora óta használják Latin-Amerikában. Olcsó, hőkomfortot ad, az anyag rugalmassága és könnyű súlya miatt jól illeszkedik a földrengés-veszélyes helyszínek látványvilágához.

A Progreso nagyon elégedett, és most ki is élhették kísérletező kedvüket, a tetővel kihasználhatták a szerkezet hűtőkapacitását, és nyilván a dán szakértőkkel való együttműködés is komoly inspirációt jelenthetett. El is döntötték, hogy a területen, például Mexikóban újabb projekteket kiviteleznek együtt a közeljövőben.

Az épület nemcsak Guatemala, hanem egész Latin-Amerika 3D nyomtatásában is fontos eseménynek számít.

A 3D Systems extrudáló technológiája azért egyedi, mert poliéter-éter-ketont (PEEK) használva, könnyen készíthetők vele tartós biokompatibilis implantátumok. Emellett (a kórházban is) lehetőséget biztosít páciens-specifikus geometriák kidolgozására, amely sebészeknek és betegeknek egyaránt óriási előny.

A Bázeli Egyetemi Kórházban például a technológiával sikeresen helyettesítették egy negyvenhat éves férfi koponyájának egyik szakaszát. Az illető 2019-ben stroke-ot kapott, később komplikációk léptek fel. kórházba kerülve, látászavarai voltak, erős fejfájással küszködött, nagyon szédült. Először számítógépes tomográfiás CT) szken készült a koponyájáról, majd a szkent a szoftverbe importálva, utána dolgozták ki a személyre szabott implantátum modelljét.

Az implantot a kórház 3D nyomtatólaboratóriumában, a 3D Systems EXT 220 MED extrudáló platformján, az Evonik VESTAKEEP 14 3DF PEEK anyagából printelték. Mechanikai tulajdonságai miatt, a PEEK ideális ilyen alkalmazásokhoz: nagyon könnyű, a hőnek és az ionizáló sugárzásnak jól ellenáll, plusz hasonló az emberi csonthoz.

A 3D Systems nyomtatótechnológiáját pedig eleve úgy tervezték, hogy a lehető legsterilebb környezetben is használhassák egészségügyi alkalmazásokra. A műtét sikerült, a résztvevő sebészek szerint kulcsfontosságú az orvosi 3D nyomtatás további fejlődése szempontjából, a technológia pedig forradalmasíthatja az egészségügyet.

A Bázeli Egyetemi Kórház szakemberei elmondták: több európai egészségügyi intézménnyel együttműködnek, és a közös munkából a betegek egyre többet profitálnak.

A 3D Systems technológiáját a Salzburgi Egyetemi Kórházban szintén sikeresen alkalmazták. Ötvenöt éves férfinek készítettek vele speciális koponyaimplantátumot. Egyik koponyacsontja túl korán csontosodott el a gyerekkorában, ami a koponya deformálódásához vezetett. A CT képekből az Oqton D2P szoftverével készítettek 3D modelleket, az implantátumot az Evoniknak ugyanabból az anyagából és a 3D Systems EXT 220 MED printerén nyomtatták.

A texasi Essentium, az ipari 3D nyomtatás egyik úttörője összeállt a nemzetközileg elismert, küldetéseket támogató szolgáltatóval, a KVG-vel. Az együttműködés célja Ukrajna 3DP megoldásokkal, tréninggel és gyártóeszközökkel történő ellátása.

Az additív gyártótechnológiával küldetéskritikus darabok gyors és kívánság szerinti, akár a csatatéren történő előállítása is lehetséges. Az Essentium és a KVG közösen, különféle ukrajnai helyszíneken, 96 órával az engedély megadása után, Essentium High-Speed Extrusion (HSE) 3D nyomtatásplatformokat telepített.

A fejlett gépekkel nőnek Ukrajna védelmi képességei, gyorsabb lesz fontos részek és felszerelések, köztük katonai hardvert helyettesítő tárgyak gyártása. Az ukrán hadseregnek helyszíni tréninget is tartottak, hogy biztosítsák a gyors csatatéri gyártást.

Háborús konfliktus idején az együttműködés és az ügyesség kiemelkedően fontos stratégiai előnyt eredményezhet. A két fél partnersége tökéletes példa, mert lehetővé tette az alaptechnológia és a küldetést segítő fenntartható eszközök gyors ukrajnai telepítését – jelentette ki Elisha Abbott, a KVG igazgatója.

Az Essentium vezetősége szintén elégedett, örülnek, hogy kihívásokat rejtő helyszíneken tudják segíteni a hadviselő felet. Az együttműködéssel áthidalják a 3D nyomtatás és a hagyományos gyártás közötti különbségeket, lehetővé téve, hogy Ukrajna valósidőben készítsen életbevágó alkatrészeket, növelje helyszíni hatékonyságát, és erősítse hasviselő kapacitásait – hangsúlyozták.

A nyomtatóeszközöket folyamatos és szigorú teszteknek vetik alá, hogy garantálják: a legnehezebb követelményeknek is megfelelnek. Többek között kiemelt jelentőségű orvosi megoldásokat is kitaláltak már közösen a csatatéren. Az ellátási lánc okozta kihívásokra is együtt adtak összehangolt választ.

Folyamatosan nő a személyre szabott gyógyszerek iránti igény. A genetikai, kor- és nembeli különbségek, a különféle allergiák és betegségek külön-külön és együtt is befolyásolják, hogyan reagálunk gyógyszerekre.

Tömeggyártásukkal és a szabványosított adagolással a kezelés hatékonyságát vesztheti, mellékhatások léphetnek fel, egyes pácienseknél pedig komoly az egészségügyi kockázat.

Nekik, például rákbetegek vagy gyerekek számára kulcsfontosságúak a személyre szabott gyógyszerek. Emellett egyre több bizonyíték áll rendelkezésre, hogy a gyógyszeradagolás optimalizálása során végzett farmakogenetikai tesztelés csökkenti a káros mellékhatásokat.

Ezeknek a gyógyszereknek az előállításához viszont méretezhető és praktikus módszerek kellenének, hogy pont annyi készüljön belőlük, amennyi az adott betegnek kell. A finn egészségtechnológiai CurifyLabs a napokban tette közzé a gyógyszernyomtatáshoz használható első Pharma Inket, amellyel hatékonyan és biztonságosan állíthatók elő személyre szabott gyógyszerek.

A technológia szélesebb körű gyógyszer-elérhetőséget és jobb ellátást biztosít különféle betegeknek, közülük is elsősorban azoknak, akik olyan egészségügyi állapotban vannak, hogy csak a személyre szabott gyógyszerek jelenthetnek megoldást.

A Pharma Ink azt is jelenti, hogy a CurifyLabs egyik első cégként a világon, méretezhető és gyakorlati szolgáltatásként kínálja gyógyszerek 3D nyomtatását. A technológia automatizált, támogatja a személyre szabott orvoslás térhódítását.

Jelenleg a gyógyszerészek manuálisan alakítják ki az adagokat a betegeknek. Méricskélik a különböző összetevőket, egyberakják őket, és a módszerrel ugyan tényleg egyediek a gyógyszerek, a munka viszont idő- és pénzigényes, azaz sokáig tart és drága, ráadásul mivel emberek végzik, a hibázás lehetősége sem zárható ki.

A CurifyLabs Pharma Kit technológiája átfogó megoldást kínál, az adagolás automatizálásával leegyszerűsíti a folyamatot, megkönnyíti a gyógyszerészek munkáját, és nem is hibázik. Saját Pharma printerrel és Pharma tintákkal készülnek a gyógyszerek, a gyógyszerészek pedig hozzáférnek a nyomtatható tinták könyvtárához, és így lehetővé válik az egyéni igényekre alakított gyógyszernyomtatás.