FREEDEE BLOG

A mikrogyártást végző osztrák UpNano és a német üveggyártás-specialista Glassomer közösen fejlesztett kisméretű, nagy felbontású szilíciumdioxid-üveg nyomatok előállítására alkalmas anyagot és technológiát. A munkával a Glassomer üveg-szakértelmét és az UpNano kétfotonos polimerizáció (2PP) eljárását hozták közös nevezőre.

Az anyag nagyon magas, 1700 Celsius-fok körüli olvadáspontja miatt, az olvasztott szilíciumdioxid-üveg megmunkálása komoly kihívás. Additív gyártótechnológiával történő feldolgozása máig erősen korlátozott, csak nagyfelbontású és csúcsminőségű felületek létrehozására alkalmatlan nem kereskedelmi rendszerek foglalkoznak vele.

A két partner munkája hozta el a változást: 2PP-alapú 3D nyomtatással kisméretű (milliméter-centiméter mérettartományú), sima felületű olvasztott szilíciumdioxid-tárgyak készíthetők.

A folyamat három lépésből áll. Az óhajtott szerkezet megtervezése és nyomtatása az első, a szerves kötőanyag eltávolítása és magas hőmérsékleten történő szinterezés a második, a harmadik pedig az újonnan fejlesztett UpQuartz nanokompozit.

A 2PP technológiára alkalmas anyag speciális polimermátrixba bedolgozott, szilíciumdioxid nanorészecskékből áll. A gyantakompozit rétegről rétegre fotopolimeriáción megy keresztül a 3D printerben. A kapott zöld részt szinterezni kell. 

A polimermátrix a zöld rész 600 Celsius-fokon történő szinterezésével távolítható el. Innentől kezdve, a szilíciumdioxid üvegrészecskéket egybe kell olvasztani a sűrű végeredmény érdekében. A szinterezést kb. 1300 Celsius-fokon kell végezni hozzá. A zöld résztől a végső szilíciumdioxid-üveg kompozitig nagyjából harminc százalékos izotóp-zsugorodás tapasztalható, de ezt már a tervezésnél bekalkulálhatják.

Az egészségügyben, kutatásokban, mérnöki munkában és a vegyiparban számíthatunk az új anyag és technológia alkalmazásaira. Az anyag kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkezik, ellenáll a magas és az alacsony hőmérsékletnek, vegyszereknek, és biokompatibilis.

A 3D nyomtatás egyik óriása, a Markforged gyémántszintű partneri státuszba emelte a 3D szoftvereket, hardvert, szolgáltatásokat és képzést kínáló Hawk Ridge Systemst. A két vállalat együttműködése 2017-ben kezdődött, eddig is sikeres volt, most viszont szintet lépett.

A Hawk Ridge Systems, a SOLIDWORKS vezető viszonteladójaként a Markforged megoldásait gyorsan alkalmazó ügyfélkörrel rendelkezik. Az alkalmazások gyorsan meg is térülnek.

Dale Ford, a Hawk Ridge Systems vezérigazgatója elmondta, hogy az együttműködés kezdete óta ügyfeleik beleszerettek a Markforged nyomtatókba, az azokkal készült nyomatok minőségébe és értékébe. A technológia fejlődésével nagyon várják a partnerség tovább bővülését, és hogy közvetlenül a gyárba vigyék a megoldásokat.

A Digital Forge, a Markforged additívgyártás-platformja a gyártók szükségleteire fejlesztett, kiváló minőségű 3DP technikák komplett csomagja. A Hawk Ridge Systemsszel való együttműködés kulcsfontosságú volt e fejlett technológiák szélesebb közönség számára történő elérhetővé tételében. A további technológiai támogatással, képzéssel és szakmai források biztosításával érték el.

A Markforged részéről szintén elégedettek. A partnerség kulcsszerepet játszott küldetésük teljesítésében, hogy az ipari termelést a szükséges szintre emeljék.

„Az ügyfélszolgálat iránti elkötelezettségük és technológiánk mély megértése ideális gyémántszintű partnerré teszi őket. Izgatottan várjuk a közös munka folytatását, hogy a 3D nyomtatás elterjedése közvetlenül a gyárakban folytatódjon, bemutatva a gyártás mostani és jövőbeli lehetőségeit” – nyilatkozta Shai Terim, a Markforged vezérigazgatója.

A megerősített partnerség mindkét vállalat elkötelezettségét is jelzi: azonnali értékeket kívánnak nyújtani a gyártóknak. A Hawk Ridge Systems mostantól a Markforged termékkínálatának legfrissebb darabjaihoz is hozzáfér. Az együttműködéssel csökkennek a működési költségek és az átfutási idő, amíg a termék a gyárba eljut. Így pedig az ügyfelek is hatékonyabbak, termelékenységi mutatóik javulnak.

A Markforged-termékek magyarországi forgalmazója a FreeDee Printing Solutions.

3D nyomtatással, a hagyományos technológiákhoz képest rugalmasabb tervezésnek köszönhetően, egyedi és izgalmas világítórendszerek alakíthatók ki. Változatos anyagok, műanyagok és fémek egyaránt felhasználhatók, lehetővé téve speciális megoldásokat, csökkentve a gyártás közben termelődő hulladék mennyiségét, támogatva a hatékony helyi gyártást.

Belfast történelmi Entries negyedében az Urban Scale Interventions (USI) immerzív világítás- és hanginstallációt rendezett: a negyvenhárom felfüggesztett óceángömböt Ultimaker S5-tel (az Ultimaker-termékeket a FreeDee Solutions forgalmazza Magyarországon), újrahasznosított PETG filamentből nyomtatták. A projekttel barátságos teret akartak kialakítani a városba látogatók számára.

Az Egyesült Államok Energetikai Minisztériuma támogatásával a Világításkutató Központ és az Eaton Corporation a fenntartható gyártás elveit érvényesítve, minimális hulladék mellett, olcsó rendszereket nyomtatott.

A McDonald’s a Philips MyCreation részlegével összeállva, új világításterven dolgozik. A kivitelezéshez 3D nyomtatókat alkalmaznak.

A világ mind a 38 ezer McDonald’s létesítményében látni fogjuk az egyedi, printelt világítótesteket, dombornyomott köralakú függőkkel. Mindegyik újrahasznosított anyagokból és az étteremhez közel készül, tehát minimalizálódik a szállítás közbeni szennyeződés és a hulladékmennyiség.

Eleinte azért nem hittek az ötlet kivitelezhetőségében, mert egyedi terv és boltok polcairól beszerezhetetlen dolgok kellettek hozzá: áttetsző, félgömb-alakú, dombornyomott felületű, eltérő mintázatú függőlámpákhoz. Túl bonyolultnak tartották, ám a Philipsszel együttműködve, a MyCreation két menetben bemutatott printelt mintáival elhárultak az akadályok. Három hónapnak sem kellett eltelnie a fényrendszer-terv jóváhagyásához. 

Az új lámpák a McDonald’s széndioxid-lábnyom csökkentési ígéretéhez is passzolnak: 2030-ig hatvan százalék a cél. A világítás ötvenöt százaléka újrahasznosított vagy bioműanyag, a gyártás pedig lokális – azaz minden egyben van a megvalósuláshoz. Ráadásul kívánság szerinti (on-demand) a gyártás, és így raktározásra sincs szükség.

A medicina a 3D nyomtatás egyik leglátványosabban fejlődő alkalmazási területe. Egy skóciai kutatás eredményei szív- és érbetegeken segíthetnek.

Szintetikus erek kidolgozásával csökkenhet a vénák eltávolításával járó szív koszorúműtétek utáni hegesedés, fájdalom és a fertőzés kockázata. Az Egyesült Királyságban évente mintegy húszezer ilyen műtétet végeznek.

A szintetikus erek más szempontból szintén nagyon hasznosak lehetnek: hozzájárulhatnak, hogy a mesterséges graftok kevésbé hibásodjanak meg. Utóbbiak szervezetbe épülése komoly kihívásokkal jár.

Az Edinburgh Egyetem kutatói kétlépcsős folyamatban, 3D nyomtatóba integrált forgó orsót használva igyekeztek vízalapú gélből csőszerű graftokat létrehozni, amelyeket elektro-szálképzéssel (electrospinning) erősítettek meg. Az eljárás során magas feszültséget alkalmaztak nagyon vékony nanoszálak kihúzására, miközben a mesterséges véredényt biológiailag lebomló poliészter-molekulákkal vonták be.

A teszteken bebizonyosodott, hogy a szintetikus erek ugyanolyan erősek, mint a természetesek.

A különféle alkalmazásokhoz használható 3D graftok egy és negyven milliméter közötti vastagságban készíthetők. Mivel nagyon rugalmasak, könnyen integrálhatók az emberi testbe.

A kutatás következő szakaszában előbb állatokon vizsgálják az új ereket, majd emberi tesztekkel folytatják.

„Hibrid technikánkkal új és izgalmas lehetőségek nyílnak meg a szövettervezésben használható cső-alakú szerkezetek gyártására” – nyilatkozta Faraz Fazal, a kutatást ismertető tanulmány elsőszámú szerzője, majd hozzátette, hogy az eredménnyel az érszövet-technológia egyik régóta fennálló kihívására adtak választ: az emberi véna biomechanikus tulajdonságaihoz hasonlókkal rendelkező vezetéket kellett előállítaniuk.

Munkájukkal hozzájárulnak, hogy a szív- és érrendszeri betegségekben szenvedők a jövőben jobb kezelést kapjanak.

Az ASTM Nemzetközi Additív Gyártás Kiválósági Központ kizárólag a terület végfelhasználói közé tartozó több iparági hivatalosan elindította az AM CoE Additív Gyártás Hitelesítő Bizottságot (ASTM AMCC).

Az ASTM AMCC rendeltetése több szektor főszereplőinek összehozása, együttműködés az additív gyártás ellátási láncait minősítő ellenőrzési kritériumok kidolgozásában. A fejlesztések hivatalosan publikált nemzetközi szabványokon és legjobb ipari gyakorlatokon fognak alapulni.

A bizottság tagjai a légjármű- a védelmi ipart, a közlekedést és az egészségügyet képviselik, több mint egy éve dolgoznak együtt. Nagyon várják, hogy a gépjármű-ipar szereplői is hallassák hangjukat. Az audit feltételeit tartalmazó anyag első változata hamarosan elkészül.

Az AMCC munkájával áttekinthetőbbek lesznek a beszállítók lehetőségei, kiváló platformként funkcionálhat végfelhasználók számára, mert közösen kezelhetik a 3D nyomtatás gyakori minősítési kihívásait.

A szervezet több szektor legjobb minősítési és hitelesítési gyakorlatát bevezetve, dolgozta ki az e területek szükségleteire reagáló kritériumokat. Kidolgozásuk részletes, erőforrás-igényes folyamat, a belőlük származó érték viszont a teljes 3DP-ágazat számára komoly előnyökkel jár – hangsúlyozták többen.

Az AMCC a kritériumok kidolgozása mellett bevezetésükért és frissítésükért, valamint a hitelesítési program menedzseléséért egyaránt felelős. A szabványosított hitelesítéssel a szolgáltatók áramvonalasíthatják iparági törekvéseiket, hozzájárulnak az additív gyártás jelenleginél robusztusabb ellátási láncának kialakulásáért.

Az AMCC továbbra is átfogó ellenőrzőlistákat készít az additív gyártószektornak. Az iparág vezetőit egyesítve, tesznek összehangolt erőfeszítéseket a terület további fejlődéséért, robusztus és megbízható ellátási láncok biztosításáért.

A 2023-ban 2,6 milliárd dolláros nyomtatott fogyasztói termékek piacát a végfelhasználói alkalmazások határozták meg, és a jövőben sem lesz másként: szignifikáns növekedés várható. A VoxelMatters szakportál vertikális piacelemzést végzett az életmód-, design- és luxuscikkek jövőjéről, és megállapították: 2033-ban 28 milliárdnál nagyobb lesz a terület éves piaca. 

Az elemzéshez sok 3DP-vállalat, tanácsadó cég szakembereivel dolgoztak együtt.

A tanulmány szerzői kiemelik a 3D nyomtatással készült fogyasztói termékek növekvő jelentőségét: jobban teljesítenek, hatékonyabbak és egyedibbre alakíthatók ki, mintha hagyományos technológiákkal gyártanák őket.

Az anyagban olyan általánosan elérhető printelt árucikkeket vizsgáltak, mint az életmód-termékek (szemüvegek, lábbelik, sportfelszerelések, fogyasztói elektronikai cuccok), a design-termékek (bútorok és divatdarabok is) és a luxuscikkek, például ékszerek és órák.

A hardver-, anyag- és nyomatkeresletről és bevételről állnak rendelkezésre szegmens-specifikus információk.

A fogyasztási cikkek piacán 2022-ről 2023-ra 24.7 százalékos volt a növekedés: 2,1 milliárd dollárról 2,6-ra bővült a termékszegmens. A szám a fogyasztási cikkekben felhasznált összes eladott polimer és fém 3DP hardvert és anyagot, szolgáltatói bevételeket egyaránt lefedi.

Az elemzésből kiderül, hogy az additívgyártás-szolgáltatások a hardver- és anyaggyártó vállalatok elsőszámú célszegmense, viszont a végfelhasználók által cégen belül készült nyomatok még nagyobb lehetőséget jelentenek.

A prototípusok, szerszámok és kész nyomatok a teljes megtermelt érték 39 százaléka, míg az AM-szolgáltatók által külsőleg gyártott darabok további 29 százalékot jelentenek.

A 2033-as 28,2 milliárd az AM teljes értékláncát lefedő 26,8 százalék éves növekedési rátát jelent. A markáns növekedés azonban csak a fogyasztási cikkek teljes, több billiós piacának kis részét fedi le. Az előrejelzés ráadásul visszafogott.

Négy NASA-asztronauta tért vissza egyéves Mars-misszióról, miközben el sem hagyták a Földet. Az anyabolygón élték át az ottlétet.

Tavaly június huszonötödikén költöztek be a 3D nyomtatással készült marsi lakótérbe a NASA texasi Houston Johnson Űrközpontjában. Az űrügynökség CHAPEA (Crew Health Performance Exploration Analog) projektjében vettek részt.

Ez volt az első alkalom, hogy a NASA szimulált marsi környezetben tesztelt emberi űrmissziókat. A valamivel több mint százötven négyzetméteres Mars Dune Alpha lakókörnyezetet elhagyva, Nathan Jones tisztiorvos és legénységtag elmondta, hogy gyorsan eltelt a 378 nap.

Ottani tartózkodásuk alatt több műveletet szimuláltak: sétáltak a „vörös bolygón”, növényeket termesztettek és takarítottak be, karban tartották a közeget.

Elszigeteltségük mellett szimulált problémákkal, például a Földdel való kommunikációs késésekkel, szakadásokkal és a korlátozott forrásokkal szembesültek. Az asztronauták szerint, a jövőbeli űrküldetés mellett egy másik szintén jövőbeli lehetőségből, a fenntartható földi életből is ízelítőt kaptak az egy év alatt.

Az 1972-es Apollo 17 után a NASA jövőre, az Artemis II küldetés keretében küld először embereket égitestre, igaz, nem a Marsra, hanem a Holdra. A Földön és a Holdon kívül viszont semmilyen égitestet, még a szomszédos Marsot sem érintette humán láb.

A vörös bolygó lesz valamikor a következő célpont, és sosincs korán elkezdeni a felkészülést.

Ötvenöt év telt el az ember Holdra lépése óta, és mérnöki szempontból, az űrmissziók változatlanul hatalmas erőfeszítések. A kutatás számos kihívása csúcstechnológiáknak, köztük jelentős mértékben a 3D nyomtatásnak köszönhetően viszont már a múlté.

A missziók vagy a Nemzetközi Űrállomás elképzelhetetlen a technológia nélkül, 3DP-vel foglalkozó vállalatok vagy az Oqton 3DXpert szoftver például holdküldetések megkerülhetetlen részei.

Az Agile Space Industries űrben történő meghajtás-megoldásokat szolgáltat: toló- és rakéta-hajtóműveket gyártanak. Tervezéstől 3DP-szolgáltatásokon keresztül a szubtraktív gyártásig, tesztelési lehetőségekig szinte mindent kínálnak.

3DP és meghajtó-rendszerek ideális kombó. Dustin Crouse, az Agile Space Industries főmérnöke szerint a technológiával végtelenek lettek a tervezési lehetőségek, a toló-hajtóművek tömege drasztikusan csökkenthető, tervek gyorsan iterálhatók új tervekké.

Az Astrobotic és az ispace űrkutató vállalatok az Agile Space Industries megoldásaira alapozva fejlesztenek rekordidő alatt küldetéskritikus alkatrészeket. Ami korábban évekig tartott, az most hetekig: ennyi idő telik el a tervezéstől a gyártásig, összeszerelésig, tesztelésig.

A 3DXpert nélkül elképzelhetetlen ez a hatékonyság. A szoftver adja meg a teljes folyamatvezérlés és kontroll lehetőségét az Agile Space Industries-nak. A konzisztens gyártás miatt mérnökök nem nyúlnak a paraméterekhez, és korlátozzák a toló-hajtómű gyártás közbeni megváltoztatását. Gyártómérnökök ugyan változatlanul áthelyezhetnek, törölhetnek alkatrészeket, frissíthetik a sorozatszámokat, de számos funkció eleve meghatározott, hogy ne legyenek véletlen változtatások.

A munkát leegyszerűsíti, hogy a szoftver használatával 3D modellek stl-fájllá alakítás nélkül szeletelhetők. A konverzió gyakran okoz fejtörést, így viszont elkerülhetők azok. A szeletelési idő és a hardverkövetelmény csökkenése szintén a 3DXpertnek köszönhető.

Az Egyesült Államok Energetikai Minisztériumához tartozó Oak Ridge Nemzeti Laboratórium (ORNL) nyilvánosan közzétette additív gyártásra vonatkozó új adatkészletét. Segítségével ipari szereplők és kutatók kiértékelhetik nyomataik minőségét, javíthatnak rajtuk.

Az adatkészlet nagysága jelentősen hozzájárulhat a minőségellenőrzéshez. Az ellenőrzéshez kizárólag a nyomtatási folyamat közben gyűjtött információkat használják, elkerülve a költséges és időigényes utómunkálat-elemzéseket.

Az ORNL Gyártásbemutató Üzemében (MDF) bő egy évtizede rutinszerűen gyűjtik az adatokat. A korai kutatófázis és a nyomatok átfogó elemzéseivel hatalmas információmennyiség gyűjt össze az additív gyártásról, printek minőségéről és teljesítményéről.

Az új anyagokkal, gépekkel és vezérlőkkel, az ORNL a 3D nyomtatás határait feszegető tapasztalatra tett szert, egyben a labor egyedülálló lehetőséghez jutott átfogó adatkészletek fejlesztésére, megosztására. Jó hír, hogy a legújabb immár ingyen is elérhető egy online platformon.

A hagyományos gyártóipar több évszázados minőségellenőrzési tapasztalattal rendelkezik, profitál belőle. Az additív gyártás sokkal újabb, jellemzően drága kiértékelési technikákat használ a minőségellenőrzéshez. Ezek destruktív mechanikai teszttel és nem-destruktív röntgenes számítási tomográfiával elemeznek. Csakhogy a technikák korlátozottak, például nehezen alkalmazhatók nagyméretű nyomatokra.

Itt jön képbe az ORNI új adatkészlete: gépitanulás-modellek taníthatók rajta, hogy javuljon minden egyes print minőségellenőrzése. Abszolút megbízható, a felhasználó bármit megtud belőle a nyomatról. Nyomtatás közbeni mérésekkel előrejelezhető a printelt darab minősége, teljesítménye – ez a 230 gigabájtnyi adatkészlet rendeltetése.

Az adatsor öt különböző geometriai alakú tárgykészlet tervezését, nyomtatását és tesztelését fedi le. Mindegyiket lézeres porágy-technikával dolgozó rendszer készítette. A felhasználók a gép állapotát érzékelő adatokhoz, lézeres szkennelési folyamatokhoz, harmincezer porágyas képhez és a print szakítószilárdságát mérő 6300 teszthez férnek hozzá.

Az ORNI negyedik és legátfogóbb 3DP adatkészletét három másik nyilvános előzte meg. Azok más technikákra összpontosítottak.

A mesterségesintelligencia-alapú szimulációs technológiákat fejlesztő, szintén belga FEops akvizíciójával tovább bővül a 3D nyomtatószoftverek és szolgáltatások egyik piacvezetője, a Materialise. A technológia szívműtétek hatékonyságát hivatott növelni.

Az akvizícióval a Materialise számára lehetővé vált, hogy prediktív szimulációs lehetőségekkel javítsa szív- és érrendszeri megbetegedésekre fejlesztett megoldásait, összességében pedig újabb lépést tegyen a személyre szabott kezelés területén. A felvásárlás összege nem nyilvános.

Tömeges személyre szabással a 3D technológiák élen járnak a beteg-centrikus, mindenkinek a saját anatómiája alapján kialakított gyógykezelés megvalósításáért tett erőfeszítésekben. Ezekkel a kezelési módokkal nagyobb a gyógyulási esély, és a páciensek is elégedettebbek.

A prediktív szimuláció és a mesterséges intelligencia kombinációjával az orvos pontosabban előre tudja jelezni, hogy transzkatéteres szerkezeti szíveszközök hogyan lépnek interakcióba a beteg anatómiájával. A Materialise Szerkezeti Szívbeavatkozások Utánzástervező terméke a szegmentálás, anatómiai elemzés és tervezés egyik ipari szabványa, orvosi kép-adatokon alapuló pontos virtuális 3D modellek kidolgozását biztosítja.

Az integrációval a tervező anatómia-alapú 3D tervezést és MI-alapú szimulációt kínál. Az orvos előre láthatja a műszerei és az adott beteg teste közötti interakciókat. A fejlesztéssel szintet lép a szerkezeti szívbetegségek ellátása, jelentősen bővülnek az előkészítés lehetőségei. Javul a beavatkozások pontossága és hatékonysága, jobbak a klinikai eredmények, nő a betegek biztonsága.

A transzkatéteres eljárások hagyományosan a legbonyolultabb, magas kockázatú betegeknek fenntartott esetek. Manapság viszont egyre gyakoribbak. A betegek beavatkozásra való alkalmasságának kiértékelése, a lehetséges kockázatok, nem várt események felmérése azonban változatlanul komoly kihívás.

Továbbfejlesztett vizualizációs és szimulációs technikák nélkülözhetetlenek a kihívás kezeléséhez. A szívbillentyű-problémákhoz hasonlóan, a strukturális szívbetegségek – a betegek számának folyamatos növekedésével – világszerte egyre komolyabb egészségügyi és gazdasági problémát jelentenek. 2030-ra az éves költségek elérhetik a hetvenmilliárd dollárt.

Tömeges személyre szabással jelentősen javulhat a helyzet.