FREEDEE BLOG

A 3D nyomtatás az építőiparban több szempontból hasznos: a technológiával készült épületek tűzállóbbak, gyakran használnak hozzájuk megújuló, helyi anyagokat, csökkennek a költségek, hamarabb felépülnek, mintha hagyományos eljárásokat alkalmaznának.

A Kairói Amerikai Egyetemen (AUC) additívgyártás-alapú építőrendszeren dolgoznak, a helyi anyagokat, a robotizált gyártást részesítik előnyben, mert a zéró széndioxid-kibocsátás a cél.

Észak-Afrikában elsőként, agyagtéglát fejlesztettek. A kontinensen és a Közép-Keleten az AUC additívgyártás-laborja (AMCL) mellett csak két másik labor kísérletezik agyagtéglával. Az egyetem Robotikus Gyártás Laboratóriumával (RFL) közösen dolgozták ki a fém- és agyagalapú gyártómegoldást.

A robotkarokkal megtámogatott technikával olcsóbban és energiatakarékosabban állíthatók elő komplex formák, mint a hagyományos építőipari eljárásokkal. A 3D épületnyomtatásnál használt betonkeverékek helyett a tartósabb és a hőséget a sima agyagnál jobban tűrő speciális vörös agyaggal dolgoztak.

Ez az agyag olyan ásványokat tartalmaz, mint a földpát, a kvarc és a kaolin. A keverékből a szintén saját fejlesztésű robotikus 3D nyomtatórendszerrel könnyen extrudálhatók az óhajtott formák.

Az agyaghasználat kritikus jelentőségű a csapat jövőképében és a fenntarthatóságra vonatkozó elképzeléseiben. Egyiptomban rengeteg az agyag, ősidők óta dolgoznak vele, könnyű a beszerzés.

Az AUC szerint a helyi anyagokat használó technológia pozitív hatással lesz az egyiptomi gazdaságra, és ha elterjed, csökkenni fognak az építőipari munkák költségei. Az additív gyártás szerintük egyébként inkább kiegészíti, mint helyettesíti a hagyományos gyártótechnikákat. Nagyobb tervezői szabadságot enged, pozitív hatással lesz a helyi építőiparra.

A 3D nyomtatótechnológiák egészségügyi térhódítása közismert. Az implantátumok voltak az első alkalmazások egyikei, mellrákos vagy azt legyőző betegnek viszont eddig még nem printeltek. Egy úttörő fejlesztéssel most már igen, ráadásul a 3DP nagyon fejlett változatát, a 4DP-t használták hozzá.

A mellrák a második leggyakoribb rák, főként nők betegednek meg. Az Egészségügyi Világszervezet, a WHO alapján évente mintegy 2,3 millió esetet regisztrálnak, és a betegek harminc százalékánál halálos.

A Belfasti Queen’s Egyetemen (QUB) 4D nyomtatással személyre szabott, „okos” mellbeültetéseket készítettek a rák kezeléséhez. Az implantátumokat méretük megváltoztatására, szervezeten belüli jobb alkalmazkodásra programozták, és a ráksejtek visszatérésétől védő kemoterápiás gyógyszereket is kibocsátanak, megkímélve a betegeket a fájdalmas kemoterápiás eljárásoktól. (Észak-Írországban évente kb. 1400 nőt diagnosztizálnak mellrákkal.)

Az új technológiák, mint például a 4D nyomtatás mindig új lehetőségeket kínálnak a betegség kezelésére. A technológia lényege, hogy dinamikus, például alak- és tulajdonságváltó tárgyakat állítanak elő 3D nyomtatással; az idő a negyedik dimenzió.

A változások előrejelezhetők, programozhatók, külső stimuláció, például a Ph, a hőmérséklet, a nedvesség a fény módosulása és a mágnesesség jelenléte indíthatja el a folyamatokat. Az alakváltás a legismertebb: tágulás, zsugorodás, hajlítás, csavarodás stb. Tulajdonságok közül általában a szín, a merevség és a duzzanat mértéke módosul. A változások stimulációkra reagáló, úgynevezett „okos anyagokkal” érhetők el.

A kutatócsoport a változást segítő doxorubicint tartalmazó beültetéseket printeltek. Kis méretük miatt olcsóbbak, egyszerűbb a gyártásuk, ennek köszönhetően kórházakban személyes kezelésekre készíthetők elő, és a gyógyulás esélye is nagyobb.

Az amerikai űrhadsereg (U. S. Space Force, USSF) szerződést kötött a szilícium-völgyi ipari 3D nyomtatás-specialista Orbital Composites-al, hogy geostacionárius és a Hold pályáján belüli (ciszlunáris) alkalmazásokra fejlesztenek kiváló minőségű sugárzásvédett, képalkotó kockaműholdakat (Cubesat).

A közös projekt egyértelműen jelzi, hogy az amerikai hadsereg védelmi, űrkutatási és kommunikációs szempontból is egyre fontosabbnak tartja a legmodernebb műhold-technológiákat. Az űrbeli, különösen a geostacionárius és a ciszlunáris alkalmazásoknál viszont komoly kihívást kell megoldani a kozmikus sugárzás miatt: sugárzásvédett műholdakat kell fejleszteni.

Az USSF az űrtechnológiában elért eredményeiért választotta a kaliforniai céget. Az Orbital Composites „alacsony Föld körüli pályán túli” (beyond LEIO), sugárzás ellen védett kockaműholdjai a terület gyors fejlődését, a Föld körüli pályán túlmutató műholdas lehetőségeket vetít előre.

A NASA-val és az űrsugárzással foglalkozó Cosmic Shielding vállalattal is együttműködő cég sugárzás-árnyékolt megoldásaihoz kereskedelmi forgalomban megvásárolható komponenseket használ drága sugárzásálló alkatrészek helyett. Az említett alkalmazásokban is jól működő műholdakat a jelenlegi látványos, de drága platformok költségének töredékéért le tudják gyártani.

Az Orbital Composites szabadalmaztatott AMCM (Additive Manufacturing Compression Molding, additív gyártási kompressziós fröccsöntés) gyártófolyamatával lehetséges összetett árnyékoló szerkezetek nagymennyiségű előállítása. A szerkezeteket, a környezeti sugárzást és az űrjárművek terhelését figyelembe véve, egyedire dolgozzák ki.

2024 végéig a vállalat be akarja mutatni teljesen védett, űrközegben működő kockaműhold-platformját. A végtermék árnyékoló „pajzsait” egzotikus polimerekből fogják nyomtatni, az alvázhoz AMCM-et, az elektronikához pedig boltokban megvásárolható darabokat használnak.

A mai műhold-fejlesztés az alacsony Föld körüli pályára fókuszál, az azon túlmutató megoldások azonban számos pluszelőnnyel járnak, különösen, ha olcsó a gyártás.

A 2026-ig futó, 22,5 millió fontos brit I-Break projekt az Airbus és tizenöt partner együttműködése. Iparági vezetőket, kisvállalatokat, felsőoktatási intézményeket és kutatóintézeteket egyaránt találunk közöttük. A projekt keretében masszív futóművekhez gyártanak szerkezeti elemeket.

A nagy újítás, hogy ezeket ma kovácsolással készítik, az I-Break viszont innovatív technológiákat, így értelemszerűen additív gyártást is tervez használni. A 3D nyomtatást a WAAM3D WAAM technológiája, a drótíves additív gyártás reprezentálja. A technika kifejezetten nagyméretű fémnyomatok, egyetlen darabban történő gyártására jó. Kevesebb a megkötés, jobb környezetben és munkakörülmények között dolgozhatnak vele.

A tervek szerint más csúcsmegoldásokat is használnak, például porsajtolást és kompozitokat. A légi járművek így hamarabb kerülnek majd piacra, és az újításoknak köszönhetően kb. harminc százalékkal csökken a széndioxid-lábnyom.

A nagy részében az Egyesült Királyság kormánya által finanszírozott projekt a Légtechnológia Intézet (ATI) programján keresztül valósul meg. 218 millió fontot különítettek el úttörő légjármű- és űrkutatási projektekre, új repülőgépekbe és gyártótechnológiákba fektetnek be, amellyel mintegy százezer munkahelyet is támogatnak.

Gary Elliott, az ATI vezérigazgatója elmondta, hogy a programon keresztül a légjármű-ipar fenntarthatóságát új gyártófolyamatok kidolgozásával, anyagok fejlesztésével igyekeznek jelentősen növelni. A WAAM technológiával jobban kezelhetők a mikroszerkezetek, javíthatók mechanikai tulajdonságok, a demonstrációkon pedig megfelelő méretű és komplexitású darabokkal szemléltetnek.

A projekthez különböző munkacsomagok tartoznak, például nem destruktív teszttechnikák, hardver-rendszerek tesztelése ezekkel a technikákkal.

A 3D nyomtatás már teljesen megszokott az egészségügyben, a medicina a technológia egyik legsikeresebb alkalmazási területe. Művégtagoktól kezdve a műtétek előkészítése során használt modellekig, a teljes szöveteket előkészítő bionyomtatott gélektől betegségek azonosításában segédkező eszközökig, rengeteg nyomat példázza, mennyit köszönhet a terület az additív gyártótechnológiáknak.

Az indiai hyderabadi Birla Technológiai és Tudományos Intézet (BITS) kutatói új megközelítést dolgoztak ki a cukorbetegség észrevételére és folyamatos figyelésére. A 3D nyomtatás kulcsszerepet játszott a kivitelezésben.

A printelt hordozható eszközzel elemezhető a verejtékmirigyek glükóz- és laktátkoncentrációja. A laktát a tejsav ionos formája. Izomsejtekben, vörösvértestekben, az agyban és más szövetekben termelődik, kis mennyiségben a vérben is megtalálható.

A koncentráció kimutatása verejték-elemzéssel történik. A kutatásból kiderül, hogy a verejték kulcsfontosságú anyag lesz az elemzésekben, illetve a diabétesz-1-ben és diabétesz-2-ben szenvedők glükóz-szintjének folyamatos figyelésekor.

Az eszközhöz 3D nyomtatás mellett lézertechnológiát és grafénből készült elektródákat használtak. A grafént a fejlesztés részeként, az intézetben dolgozó diákok állították elő.

Mivel az eszköz nem invazív, a glükóz-szint méréséhez nincs szükség vérmintavételre – azzal is működik, de nélküle nem jár fájdalommal. Lényege és legfőbb újdonsága, hogy a verejtékmintából kimutatható a laktátkoncentráció.

Az eszköz elektromos jelzést ad ki verejték bevezetésekor, amelyre fényt eredményező kémiai reakció indul be. A laktátkoncentráció megbecslése a fényintenzitás mérésével vált lehetővé.

A kutatók gépi tanulással megállapították a kezeléshez szükséges laktátkoncentrációt. Okostelefonhoz csatlakozó, az anyagcserében résztvevő, vagy annak során keletkező anyagok, a metabolitok adatait alkalmazáson keresztül megmutató eszközt fejlesztettek. Ennek magunkon viselhető (wearable) változata használható a folyamatos figyelésre.

Az eszköz hat-kilenc hónapon belül kerülhet kereskedelmi forgalomba, 3-400 rúpia (3,63-4,84 dollár) lesz az egységenkénti ár.     

Az egészségügy sok területén használják a 3D nyomtatást. A cukorbetegség kezelése az egyik: a technológia segít megelőzni a még nagyobb bajt, illetve hozzájárul, hogy a betegek fájdalom-mentesebben töltsék mindennapjaikat. 

A brit Staffordshire Egyetem kutatói olcsó talpbetétet nyomtattak, a cukorbetegség miatt lábfekélyre utaló jeleket észlelő, a megelőzésben segédkezni hivatott, beágyazott érzékelőkkel. A talpbetét hangolható szerkezetekkel detektálja a járás közben nyomáspontokat.

Fekélyek korai jeleit azonosítva a veszélyeztetett betegeknél, a betét érdemileg járul hozzá az amputáció elkerüléséhez. Az összekapcsolt hatszögekből álló rugalmas, TPU-alapú (termoplasztikus poliuretán elasztomer) kialakítás megvédi a cukorbeteg lábakat a nyomástól.

Az idő múlásával a mikroszerkezetek miatti károk felhalmozódnak, megkönnyítve a sérülékeny területek feltérképezését. Kétezer tesztciklust követően, a talpbetét jól működött, megőrizte tartósságát.

Az athéni Nemzeti Kapodistrian Egyetemen cukorbetegek vércukorszintjének pusztán verejték alapján, szabvány okostelefonnal történő monitorozását biztosító eszközt printeltek. Flashforge Creator Pro nyomtatót és az áramot vezető izzószálat alkalmazva, elektrokémiai gyűrűt („e-gyűrűt”) készítettek három műanyag elektródával.

Mihelyst az eszközt mini áramkörre kapcsolják, az érzékelők biomarkerek segítségével pontosan követhető a glükóz-szintet. A technológia sokkal kevésbé invazív, fájdalommentes tesztelésre nyújt lehetőséget, mint például az elterjedt hagyományos megoldás, amikor glükométer tűket használnak a vércukorszint meghatározására.

A megközelítéssel a kutatók eljutottak a verejtékalapú biomarkerekig. Azért volt lehetséges, mert a hagyományosan enzimalapú érzékelők ezen a téren erősen korlátozottak.A Samsung J5 okostelefonhoz csatlakoztatott aranyozott szenzorok „mesterséges izzadás” tesztek után is pontos értékeket mutattak.      

Az 1994-ben, Christian von Koenigsegg által alapított Koenigsegg csúcsteljesítményű sportautókat gyárt. A Volvo és a Saab után a harmadik leghíresebb svéd autógyártó.

A vállalat eddig is használta a 3D nyomtatást, az utóbbi hónapokban viszont szintet lépett, mert a kaliforniai 3DPrinterOS-szel való együttműködéssel optimalizálta 3DP munkafolyamatait, skálázhatóvá váltak a technológia adta lehetőségek. A cég printerparkja könnyebben kezelhető, a gyártás áramvonalasítható.

A 3DPrinterOS a világ legnagyobb és leggyorsabban növekvő virtuális 3DP gyárát építi folyamatosan. Felhő-infrastruktúrájukon, egy egyszerű interfészen keresztül kis-, közép- és nagyvállalatok, felsőoktatási intézmények könnyen elérhetnek elemzéseket, felhasználókat, fájlokat, gépgyártókat. Olyan cégek és egyetemek tartoznak ügyfeleik közé, mint a Ford és a Cisco – vagy most már a Koenigsegg is, illetve a Duke, a Yale, a Purdue vagy a Caltech.

Szoftverét a legjobb printerfarm-szoftvernek tartják, egyfajta 3D nyomtatási operációs rendszerként funkcionál.

A Koenigsegg azért választotta a 3DPrinterOS-t, hogy jobban áttekintse, kezelje változatos gépekből álló parkját. Az elmúlt két és fél évben tizenhétre nőtt a számuk. Tizenegy FDM/FF és több műgyanta-alapú rendszer.

A svéd vállalat szakemberei elmondták, hogy a 3DPrinterOS egyik nagy előnye a sokoldalúsága. A mérnökök ezért képesek zökkenőmentesen váltani különböző nyomtatótípusok között. A rugalmasságnak köszönhetően a Koenigsegg tervezőcsapata minden egyes speciális feladathoz kiválaszthatja a legjobb megoldást, és így a végeredmény is érthetően jobb lesz. Szerintük a 3DPrinterOS forradalmasította 3D nyomtatótevékenységüket.

Harmonikusabb a gépek együttműködése, jelentősen csökkent a korábbi manuális kezelésükkel eltöltött idő. Valósidejű monitoringgal jobban követhetők a munkafolyamatok, hamarabb megoldhatók a problémák, nagyobb az innováció, egyszerűbb a prototípuskészítés, rövidebb a fejlesztési ciklus, összességében hatékonyabb a gyártás. 

Kezdőknek nagyon fontos, hogy első nyomtatásaikhoz ne bonyolult, nehezen kezelhető szoftvereket használjanak, amelyeknek már a használati utasítását sem értik.

A 3D printer kezelésére fejlesztett, nyílt forrású és minden operációs rendszeren (Windows, Mac, Linux, Android, iOS) működő AstroPrint szoftverplatformot főként kezdőknek találták ki, de természetesen mások, főként kis- és középvállalatok is használhatják. Eleve úgy tervezték, hogy a nyomtatás közbeni bonyodalmakat elkerüljük, persze ez nem mindig sikerül.

Mivel teljesen felhőszámítás-alapú, a printelést bárhonnan, bármilyen eszközről levezényelhetjük, lényeg, hogy legyen internetkapcsolatunk. A mobilváltozatok a Google Play-ben és az Apple Store-ban szerezhetők be.

Terveinket főként a Thingiverse, a MyMiniFactory és CAD szoftverek jóvoltából közvetlenül a platformra importálhatjuk. A CAD szoftverekben érintett 3D Slash-sel az AstroPrint mögötti cég 2015-ben stratégiai partnerségre lépett, az együttműködés eredményeként a platform nagyon felhasználóbarát, például az stl-fájlok használatát is ez a partnerség könnyítette meg.

Az első változat 2015-ben jelent meg, a mostani három verzióban szerezhető be; a céget 2021-ben felvásárolta a BCN3D.

Az első teljesen ingyenes, a felhasználó egy gigabájtnyi 3D modellt tárolhat a felhőkönyvtárban, a böngészőből közvetlenül online vághat ki fájlokat, mobil appról indíthatja a nyomtatást, távolról figyelheti a folyamatot, szabványelemzéseket kaphat. A csomag két printerben maximalizálja az ingyen használható gépek számát. Ez a verzió különösen ajánlott kezdőknek, a technológiával ismerkedőknek.

A második verzió tapasztaltabbaknak való, a havi előfizetés 9,90 dollár. Print várakozáslistát állíthatunk össze, probléma esetén elsőbbségi e-mailtámogatást kapunk.

Az üzleti és professzionális csomag korlátlan hozzáférést biztosít bárhonnan, bármennyi printernek. Az adatok és az elemzések átfogóbbak, szakszerűek, és ha baj van, telefonon kapunk segítséget.

Az izraeli Nir Neria ipari tervezőnek és „anyag-fordítónak” vallja magát. Az anyagok, a technikák és a kézművesség közötti kapcsolatokat tanulmányozva, törekszik az innovációra és új területek felfedezésére. Munkáiban a 3D nyomtatás és a fenntartható bioanyagok kulcsszerepet játszanak.

Form Fabrica vázagyűjteményén pontosan ezek a törekvések köszönnek vissza. A klasszikus porcelánvázák koncepcióját átgondolva, vizsgálta különféle anyagok és tervek, a végső design közötti kapcsolatot.

A folyamat magában foglalja a bonyolult formák kivitelezését biztosító csúszós öntés néven ismert kerámiaformázási eljárást. Hagyományosan gipszformát kellett használni hozzá, amelyet folyékony porcelánnal töltöttek meg keményedés előtt.

Nir Neria jellegzetesen 21. századi folyamattá, kreativitás, környezettudatosság és csúcstechnológia kombinációjává alakította a hagyományos eljárást. 3D nyomtatással új és egyedi, újrahasznosítható öntőformát készített hozzá.

A formát, összetevői alakját CAD szoftverrel tervezte, és dolgozta ki, hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Ezután jött a nyomtatás, a formát általa előkészített szövethez illesztette, varrta, és készen állt a porcelán öntvényhez.

A folyékony porcelánt a formába öntötte, majd miután a szövet belső falán réteg képződött, kiszivattyúzta. A kívánt szilárdság elérése után a forma szétszedhető, a porcelándarab mehet a kemencébe.

A szövet öntő-/formázóanyagként történő használatával alakilag és textúrában is vizuálisan meglepő formák alakíthatók ki. A szövetet, a ruhákat meghatározó jegyek, mint a varrások és a ráncok azonnal szemet szúrnak, ezzel is növelve az élményt. Az öntés előtt a szövet belső részére felvitt további pigmentekkel növelhető a színhatás, márványos vagy akár koptatott farmernadrágok látványa érhető el.

Az öntőforma újrahasznosítható, a segédszerkezet nyomtatott részei magas szintű „személyre szabást” garantálnak. A modulári tervezés előnye, hogy néhány kezdeti darabot használva, egy csomó egyedire formált és pozícionált darab alakítható ki.

A világon több mint 41 ezer, az Egyesült Államokban mintegy ezer állatfajt fenyeget a kihalás. A legveszélyeztetettebbek egyike az édesvízi a kagylók. A Floridai Természettörténeti Múzeum és a Smithonian Intézet Természettörténeti Nemzeti Múzeuma összefogott, hogy 3D technológiákat használva mentsék meg az állatokat.

Az USA ugyan fontos hely az édesvízi kagylók biodiverzitása szempontjából, minden harmadik faj védett is, de az utóbbi időben legalább harminc feltételezhetően kihalt.

A patakok és a folyók egészséges működéséhez szűrőképességük, a környezetükben lévő algák, a felesleges tápanyagok és a nehéz fémek eltávolítása, a medrek stabilizálása miatt fontosak ezek az állatok. Kihalásuk katasztrofális következményekkel járna.

A 3D technológiák alkalmazása kétirányú lesz. Az első oktatási jellegű, a Nemzeti Természetvédelmi Gyakorlóközpont nyomatokat készít a kagylókról, hogy be lehessen azonosítani őket. A printeket természetvédelmi szakemberek és érdeklődő állampolgárok is megkapják. Kritikus jelentőségű lépés, mert a populáció csökkenésével egyre nehezebb referenciaként használható mintákat találni.

A másik alkalmazás fotogrammetria segítségével történő digitálismodell-alkotás. A modellek átfogó digitális 3D könyvtárba kerülnek, tréningekre és más célokra is használhatók lesznek. Többen megismerik az édesvízi kagylókat, és igyekeznek majd tenni valamit a megmentésükért.

A különféle fényképeket egyetlen példány 3D képébe összefűző fotogrammetriát használták már örökségvédelmi projektekben, például a Szkenneld le a világot kezdeményezésben, és a 2022-es Húsvét-szigeti (Rapa Nui) tűzvészben megrongálódott Moai szobrok rekonstruálásához is, már amelyiket meg lehetett menteni.

Most az édesvízi kagylókkal próbálkoznak valami hasonlóra.