FREEDEE BLOG

A japán Solize Corporation a HP Jet Fusion 3D nyomtatótechnológiájával gyárt automata sebességváltókhoz olajhűtő csöveket. A sorozatban gyártott darabokat a Toyota opcionális alkatrészként szereli Lexus LC500 autójába.

Ez az első eset a szigetországban, hogy helyi járműgyártó printelt terméket eredeti opcionális alkatrészként használ. A Solize-t a Toyota engedélyezett beszállítójaként regisztrálták, ami szintén premier: a járműgyártónak eddig még nem volt alkatrészeket 3D nyomtatással előállító beszállítója.

Az LC500 a Toyota Lexus autóvonalának „zászlóshajója.” Az elegáns stílus és a remek vezetés kombinációjára úgy optimalizálták, hogy a jármű reagáljon a sofőr akaratára.

Az opcionális sebességváltó olajhűtő hatékonyan végzi feladatát, vezetés közben csökkenti az olaj egyébként növekvő hőmérsékletét. A gördülékeny váltás növeli a vezető kényelemérzetét – a nyomtatott csövet pont ezért gyártották.

A két vállalat közösen dolgozott a Toyota első tömeges gyártás tanúsítvánnyal rendelkező nyomtatott alkatrészén. A Solize többször tesztelte a nyomtatási feltételeket, ellenőrizte az anyagot, hogy a termék a fenntarthatóság kritériumainak is megfeleljen.

A munkával párhuzamosan a cég környezet-karbantartási, folyamatirányítási és humánerőforrás-tréning központot épített. A költséghatékonyság érdekében a tervezést és a nyomtatást is sikeresen optimalizálták, biztosítva a nyomatok hosszútávú stabil működését.

Öntőformák nélkül oldották meg a gyártást, amellyel szintén sokat megspóroltak. Karbantartásuk – több más iparág mellett – a járműgyártásban is komoly költségnövelő tényező (raktározás, javítás, logisztika stb.).

A 3D nyomtatással az ipari hulladék mennyisége is csökken, a rugalmas tervezés és gyártórendszer pedig jobban megfelel a fogyasztói igényeknek. A Solize összehasonlító elemzést végzett a fröccsöntéses és a 3DP-vel történő gyártás közbeni üvegházhatású gázok kibocsátásáról. Számításaikból kiderült, hogy additív technológiával harminchét százalékkal kevesebb széndioxid termelődik.

Sokszor türelem kell a 3D nyomtatáshoz. A nagy és bonyolult nyomatok órákig készülnek, az iparban pedig még tovább tart a folyamat. Ezért hasznos az automatizáció, de szakemberek egyébként is folyamatosan keresik a printerek felgyorsítási lehetőségeit.

A Tokió Egyetem kutatói teljesen másként, japánoktól nem meglepő módon hagyomány és modernitás, origami és 3D nyomtatás közös nevezőre hozásával közelítették meg a problémát.

Origamit nyomtattak. Nem ez volt az első eset a technológiatörténelemben, viszont újfent felhívták a figyelmet az origami-készítés kreativitására és a benne rejlő lehetőségekre.

A munkafolyamatot 4D nyomtatásnak tartják, mert a negyedik dimenzióval, az idővel drasztikusan csökken a printelés hossza. A végtermék szinte azonnal az óhajtott formává hajtogatja magát.

A kutatók lapos lapokat készítenek origami-mintákkal. A minták olyan összetettek lehetnek, hogy „haladó” origami-művészeknek is több órába telne a kidolgozásuk. Azonban a speciális eljárásnak köszönhetően, a lapokra forró vizet öntve, néhány másodperc alatt komplex alakzatokká állnak össze.

A munkához saját fejlesztésű algoritmust használnak, vele terveznek, a 2D lap pedig a papírhoz hasonlóan, alakul origami-alakzatokká. A mintákat az anyagfúváshoz hasonló eljárással nyomtatják műanyag lapra. Ők tintasugaras UV nyomtatásnak hívják, mert a printelt anyagok reagálnak UV-fényre.

A nyomat több anyagrétegből áll: az első az alap, a tintaréteg, legfelül pedig a vízhatlan védőborítás.

Az egyedi kialakítás miatt a hajtogatást segítő rések alakulnak ki. A nyomat a reaktív műanyaggal kapcsolatba lépő víz hatására rendeződik előre megtervezett formává. Például macskák, gömbök, de akár sapkák is pillanatok leforgása alatt kialakulnak belőle.

A projektnek nincs vége, a kutatók szerint bővíteni kell az ilyen alkalmazásokhoz használható anyagok számát. De ennél is fontosabb, hogy technikájukkal kevesebb hulladék termelődik.

Az origami-nyomtatást többek között a divatban és az egészségügyben alkalmazhatják.

A speciális vegyszerek gyártásában fontos globális szereplő német Evonik stratégiai partnerséget kötött a vegyszerekre és ásványokra szakosodott connecticuti LEHVOSS Csoporttal, azaz két anyagfejlesztő és -gyártó állapodott meg a közös munkáról. 

Az együttműködés kulcsa két közös kezdeményezés.

Az Evonik PA613 polimerére, poliamid 613 nyomtatóanyagokra épül az egyik. A LEHVOSS ez alapján készíti el saját LUVOSINT márkanév alatt futó nyomtatóanyagát. Másrészt, az Evonik INFINAM PA 6005 P polimerpora szeptember elsejétől az amerikai-német vállalat termék portfoliójába került.

A partnerségtől mindkét fél azt is reméli, hogy a gépjármű-iparban új alkalmazási lehetőségek nyílnak meg számukra.

Az INFINAM PA 6005 P magasabb hőmérsékletű 3DP technológiákhoz, például szelektív lézeres szinterezéshez nagyon alkalmas. Más nehezen megmunkálható anyagokkal összehasonlítva, kevésbé szívja fel a vizet, így jobban feldolgozható, és a kész nyomat mérete sem okoz kellemetlen meglepetést.

A LEHVOSS szelektív lézeres szinterezéshez szénrosttal megerősített port fejleszt az Evonik PA613 alap-polimeréből, ez lesz a LUVOSINT PA613 9711 CF.

A két vezetőség elégedetten nyilatkozott.

Az Evonik elmondta, hogy három évtizedes tevékenységük során most dolgoznak először együtt egy másik anyaggyártóval. Partnerük szakértői csapatától új alkalmazásokat megalapozó, speciális anyagváltozatokat várnak.

A LEHVOSS az Evonik alap-polimerének minőségét dicsérte, amellyel könnyebb lesz kielégíteni ügyfeleik speciális igényeit. Termékeiket többféle 3D nyomtatótechnológiához használhatják.

Elképesztő mennyiségű, évente 350 millió tonna műanyaghulladék termelődik. A vizekbe kerülő kockázatos anyagok külön aggodalomra adnak okot. Jó ideje egyértelmű, hogy cselekedni kell.

A megoldás része lehet a San Diegoi Kalifornia Egyetem friss fejlesztése: organikus élő anyagot nyomtattak. A szennyezés elleni anyag az alginátként ismert tengerimoszat-polimerből és génmanipulált cianobaktériumokból (kékmoszatokból) áll. A kiválasztott szennyeződéseket a moszat szerkezetét lebontó enzimek termelésével távolítja el, a káros anyagokat jóindulatú, ártalmatlan molekulákká alakítja át.

A moszat-alginát és a baktériumok keverékét 3D nyomtatóból extrudálják a víz felületén lebegő, különféle környezetekbe helyezhető szerkezetekké.

Egy polimer és egy biológiai anyag összepárosítása azért innovatív, mert úgy működik, és stimulálásra úgy reagál, ahogy az átlag szintetikus polimerek képtelenek. Az élő anyag „minden egyben” természete meglehetősen hatékony felépítést és felhasználást jelent, kifejezetten ígéretes a jövőbeli termékek lehetősége.

A tesztelés végére a kutatók rácsalakú szerkezet printelése mellett döntöttek. Előnye, hogy a lehető legtöbb tápanyagot nyújtja a baktériumnak, miközben maximalizálja az általa fertőtlenítendő felületet.

Szennyező anyagok lebontásához az élő anyagban lévő baktériumok lakkáz enzimet választanak ki. Korábbi tanulmányok bemutatták, hogy ez az enzim olyan szennyező anyagokat semlegesít, mint a polikarbonát műanyagokban, például a vízpalackokban megtalálható BPA (biszfenol-A).

Az enzim antibiotikumok, más gyógyszerek és hulladékok ellen szintén eredményes lebontó munkát végez.

A legutóbbi teszten a farmerek színezésére használt indigókármint, egy kék festéket is lebontott. Az anyag vizekben okozhat szennyeződést. A kutatók bizakodnak, hogy a további tesztekben élő anyaguk még több szennyező matériát hatástalanít.

Ugyanakkor arra is ügyelnek, hogy szennyezőanyagokat ne cseréljenek le baktériumok elvileg veszélyes terjedésére. A baktériumot ezért önmegsemmisítő eszközzel szerelték fel, és ha például a – teában vagy csokoládéban megtalálható – teofilin molekulával kerül kapcsolatba, belülről megsemmisül.

Négy űrhajós tért vissza a Nemzetközi Űrállomásról (ISS) a SpaceX Dragon Endeavour űrszondán. Az ISS-en töltött hat hónap alatt többtucatnyi tudományos kutatást végeztek, technológiai bemutatóprojektekben vettek részt. Az élettudományoktól a fizikáig, fejlett anyagokig, az űrben történő gyártásig, számos területen folytattak innovatív tevékenységet.

Ezek egyike a missziókritikus űrmegoldásokat fejlesztő Redwire biogyártás technológiájának (BFF) tesztelése volt. Sikerrel jártak, mert élő, emberi meniszkuszt (gyűrűporcot) nyomtattak. A szövetmintát visszahozták a Földre, és további elemzéseket végeznek rajta.

A frissített BFF tavaly novemberben érkezett az ISS-re, telepítése márciusban fejeződött be. A rendszer rendeltetése szövetek, később szervek bionyomtatása a világűrben, amelyekkel egyszer majd földi betegeken tudnak segíteni.

A meniszkuszok a comb- és lábszárcsont találkozásánál, a térdízületen belül elhelyezkedő, két, félhold alakú, rostos porcból álló képződmény. A térd belső oldalán található az egyik, a külsőn a másik.

A meniszkusz-projekt a Redwire és egy amerikai biomedikális központ közös kezdeményezése. Elsődleges céljuk ígéretes biotechnológiák katonai hasznosítása. Az amerikai hadseregben szolgálóknál ugyanis a meniszkusz-sérülés a leggyakoribb egészségügyi problémák egyike.

Nyomtatott szövetek nemcsak betegekbe ültethetők be, hanem új gyógymódokhoz vezető gyógyszerek fejlesztésében szintén fontos szerepet játszhatnak. A BFF-fel kezdetleges „szervecskék”, organoidok már most printelhetők, amelyekkel gyógyszerek tesztelhetők. Ha az organoidok használata elterjed, egyre ritkábban lesz szükség laboratóriumi állatokra.

A technológiával a nyomtatott szövetek mechanikai és vegyi stimulálása, sőt, idővel elvileg erek képződése is megvalósítható lesz. A szövetek a szervhiány kezelésében szintén segíthetnek.

A Redwire vezetősége elmondta, hogy az lenne az ideális, ha a folyamatot fel tudnák gyorsítani, és/vagy tömeges szervelőállításhoz vezető felfedezésre jutnának.

A kaliforniai Sakuu Corporation, az additív gyártás és az akkumulátorgyártás egyik élharcosa, a kereskedelmi léptékű következőgenerációs akkumulátorok és más komplex eszközök előállításához használt Kavian platform fejlesztője, az elmúlt hónapokban újabb mérföldkőhöz érkezett.

A nagyteljesítményű Li-Metal Cypress akkumulátorcellák május óta kereskedelmi forgalomba került mintáit ügyfeleinek is világszerte eljuttatta: többek között dróngyártóknak, védelmi vállalatoknak, az elektromos szerszámipar képviselőinek.

A Sakuu megoldotta a Li-Metal vegyi kihívásait, a termék az akkumulátor-szektorban egyedülálló biztonságot és teljesítményt képvisel.

A lítium-fém vegyi összetétel nagyobb energiájú és teljesítményű alkalmazásokat tesz lehetővé, nagyméretű elektromos járműveknek megfelelő hosszú élettartammal, magas energiasűrűséggel.

A Sakuu, az akkumulátorcella-technológia mellett a Kavian additívgyártás-platformot is fejleszti tovább. A cég újításai az akkumulátorfejlesztés, a tervezés és a gyártás új korszakát vetítik előre.

Arwed Niestroj, a vállalat egyik vezetője egy, júniusi elektromosautó-konferencián, Detroitban arról beszélt, hogy platformjukon polimereket, kerámiákat és fémeket is képesek nyomtatni. Különféle száraz folyamatokat használnak hozzájuk, akár egyetlen eszközben, egyetlen rétegen is.

Elmondása alapján az additív gyártást alkalmazó többi cég nem képes erre, és ezért tudnak akkumulátorokat és más aktív eszközöket is printelni.

Innovatív gyártótechnológiák fejlesztésével és OEM-ek számára történő licencelésével foglalkoznak, hogy nagyobb teljesítményű akkumulátorokat alacsonyabb költségen lehessen tömegesen termelni – emelte ki Robert Bagheri alapító-vezérigazgató.    

Az amerikai Chromatic 3D Materials printerek építése mellett poliuretántól szilikonig, epoxigyantáig, hőre keményedő, tartós következőgenerációs nyomtatóanyagokat fejleszt. Munkájuk elismeréseként, az Osztrák Szövetségi Vasút (ÖBB) százharminc tömőgyűrűt, valamint a cég RX-AM rendszerével nyomtatott csőmembránokat, tömítőszelencéket és szelepfedeleket vásárolt tőlük.

A Chromatic jóvoltából, az ÖBB immáron több vonatot üzemeltet ipari szilárdságú poliuretán fújtatókkal, tömítésekkel és egyéb nyomtatott alkatrészekkel.

Júniusban az osztrák vasút a szállítási szektorban ismerős problémával szembesült: nehézséget okozott az elavult alkatrészek pótlása, beszerzése. Ekkor keresték meg az amerikai vállalatot több egyedi alkatrész prototípusaival kapcsolatban.

Pár héttel később meg is történt a vásárlás.

Az alkatrészeket eleve úgy tervezték, hogy növeljék az ÖBB gépparkjának teljesítményét, élettartamát, sőt, a rezgések csökkentésével, a kényelmet is. Arra szintén ügyeltek, hogy por és nedvesség ne szivárogjon be a kocsikba.

Az alkalmazások megkövetelték, hogy az alkatrészek mozgó járműben szorosan tömítsenek vízzel és levegővel szemben. A tartósság és a rugalmasság miatt mindegyiket, köztük az 1,5 cm vastag, sűrű és tömör falú hőre keményedő tömítéseket poliuretánból printelték.

A Chromaticra speciális anyagai miatt esett az ÖBB választása. Nem véletlenül, mert a printelt poliuretánok szilárdsága és nyomástűrése megegyezik a fröccsöntött alkatrészekével. Az anyagok szigorú teszteken mentek át.

Az ÖBB és a sikeres vasúti alkalmazások után, a cég bizakodik, hogy termékeiket és technológiájukat más igényes szállítási, repülési, védelmi és egyéb ipari alkalmazásokban fogják hasznosítani.

A 3D nyomtatás sok olyan projektben kulcsszereplő, amelyekben a zöld jövő a legfontosabb szempont. Szerencsére egyre több az ilyen kezdeményezés, így a jövőben a mainál is nagyobb mértékben fogják alkalmazni a technológiát.

Újrahasznosított anyagokkal bútoroktól cipőkig, mesterségesen természetes korallzátonyokig, a legváltozatosabb területen találkozunk. Mindegyikben a fenntarthatóság a közös elem.

A legújabb a francia Entreautre ügynökség és Simon Pavy designer közös munkája, egy léghűtő. Szükség lesz rá, mert a 2023-as volt az eddigi legforróbb nyár, és a jövőben még melegebbek várhatók.

Gőzerővel működtek mindenhol a légkondicionálók, csakhogy ezek a gépek sajnos nem környezetbarátok. Egyrészt sok elektromosságot fogyasztanak, másrészt a hűtéshez használt fluor-szénhidrogének bontják az ózonréteget. Közvetett hatásuk, hogy a nyarak még melegebbek lesznek.

Itt jön képbe az Entreautre és Pavy közös projektje. A terrakotta léghűtő a hagyományos légkondicionálók környezetbarát alternatívája.

Egyszerű ötletből indultak ki: porózus terrakotta-tartályt akartak létrehozni, amelyet vízzel töltöttek meg. A hűsítő hatás a víz természetes elpárolgásakor jelentkezik.

Az ihletet a Közép-Kelet ősi megoldásai adták. A vízelpárologtató hatás a kulcs, mert a légmozgás és a nedves terrakottafelület együtt levegőáramlást hoz létre.

Pavy és munkatársai a szellőző levegővel érintkező nedves falfelület méretét is növelték. A kerámianyomtatás különösen fontos volt komplex mennyiségek, például a növekedés teszteléséhez.

Magát a léghűtőt Olivier van Herpt holland művész fejlesztette, és úgy működik, mint a műanyagot nyomtató klasszikus FDM-gépek, csak ezúttal vékony terrakotta nyomtatószálakat extrudált rétegről rétegre.

A tér további optimalizálását, komplex parametrikus darabokat Pavy a Grasshopper szoftverrel tervezte meg. Hagyományos CAD programokkal nem is lehetett volna. A hűtő tetszetős lett, egyelőre tesztelik, hogy ne csak mutatós legyen, hanem teljesítményét, tartósságát és hatékonyságát se lehessen kritizálni.

1,4 billió dollár volt a globális gyógyszeripar 2022-es értéke. A medicinával ellentétben, a szektorban csak néhány éve kezdték el használni a forradalmi potenciállal rendelkező 3D nyomtatást. Jelenleg viszont egyre több gyógyszeripari projekt és vállalat tanulmányozza, alkalmazza a technológiát.

Egyértelmű, hogy miért: a printelt gyógyszerekben olyan lehetőségek vannak, amelyek a hagyományosakban nincsenek. A hagyományos eljárásokkal, tömegesen gyártott termékekkel ellentétben, a nyomtatottakkal személyre szabható a gyógymód, kontrollálható, szabályozható az adagolás, a szervezetbe juttatás, egy tablettába több gyógyszer integrálható.

Ha ennyire egyénre „méretezhető” a gyógyszer, akkor a lakosság egészségügyileg leginkább rászoruló rétegei, a gyerekek és az idősek kezelése is nagymértékben javítható. Gyerekekre például figyelmesebben kell tervezni, és az adagolást is úgy kell megoldani, hogy ne legyen káros hatással növekedésükre, gyorsan fejlődő szervezetükre.

Az amerikai Nemzeti Egészségügyi Intézet (NIH) hárommillió dollárral támogatja a Texasi A&M Egyetemet az egyénre szabott, 3D nyomtatással készülő gyermekgyógyszerek interdiszciplináris kutatásában.

Két aspektusra összpontosítanak: egyrészt magára a gyógyszergyártásra, a gyógyszerek szerkezeti minőségére, integritására, és mindenekelőtt, a jelenlegiekkel szembeni nagyobb hatékonyságra. Másrészt, a páciensre, hogy a 3D nyomtatás hogyan segítheti a pontos adagolást csecsemőkorú és tizenhét év közötti gyerekeknél.

Az egyetem kutatói hangsúlyozzák, hogy az additív gyógyszergyártás viszonylag új, és az additív gyártás más típusaitól, például a fém- vagy a kerámianyomtatástól jelentősen eltérő folyamat. Teljes megértése és a gyógyszeripari alkalmazás egyedi szempontjainak feltárása az előttük álló legkomolyabb kihívás.

Mind a gyerek-, mind az idősgyógyításban a rugalmasság az egyik főszempont. Könnyen belátható, hogy ipari mennyiségben előállított szabványgyógyszerekkel ez nem oldható meg, mert a páciensek egyedi súly-, magasság- és más változásai nem vehetők figyelembe a gyártásnál.

A 3D nyomtatás a rugalmasság kulcsa.

Az izraeli Ackerstein Industries a környezetbarát beton élharcosa most már 3D betonnyomtatással is foglalkozik. Terveik alapján egyedi betonkeverék és egy innovatív 3D printer felhasználásával készülő termékeket találnak ki, gyártanak és értékesítenek.

A holland betonnyomtatás-specialista CyBe a partnerük, együttműködésük részeként az Ackerstein Industries környezettudatos projektekhez, köztéri bútorokhoz és kiegészítő alkalmazásokhoz fog új megoldásokat bevezetni a piacra. A technológia sokoldalúságát akarják bizonyítani és szemléltetni, új tervezői trendeket kívánnak elindítani velük az izraeli piacon.

A betonnyomtatáshoz speciális szoftver, robotkaron lévő, precíziós vezérlésű fecskendőző rendszer és méretre szabott betonmegoldás kell. Ha mindez rendelkezésre áll, gyakorlatilag bármilyen formájú beton önthető öntőformák nélkül, jelentősen csökkentve az ipari hulladék mennyiségét.

A fejlett technológiával és saját betonkeverékkel, a termékek egy napon belül legyárthatók és az ország bármely pontjára kiszállíthatók, még a Tel-Avivtől messzi Eilatba is.

Ehud Danoch, a vállalat vezérigazgatója elmondta, örülnek, hogy az innovatív 3D betonnyomtatás területére léptek. A technológia forradalmasítja építőipari és lakberendezési termékek előállítását, és teljes összhangban van a közel százéves Ackerstein Industries környezetképével: minimális anyagból kívánnak maximális minőséget létrehozni. Nem véletlen, hogy az építőipar és a környezettervezés meghatározó globális szereplői alkalmazzák a technológiát. Használatával Izrael a betonnyomtatás élenjárói közé fog tartozni – prognosztizál Danoch.

Hatékonysága mellett, a 3D nyomtatás sokkal zöldebb, jóval kevesebb energiát és anyagforrást használ, mint a többi építőipari eljárás. Gyorsabb, fenntarthatóbb.

Az épületnyomtatás ugyan már legalább tíz esztendeje elkezdődött, de csak az utóbbi években gyorsult fel.