FREEDEE BLOG

Az indiai Kelvin6k vállalat komoly változásokat indíthat el az építőiparban. Gépük, a robotizált Made in India 3D nyomtató ára ugyanis a nagy nyugati versenytársak árának a töredéke. Eddigi csúcsteljesítményük a szubkontinens első helyszínen printelt épülete, egy közel harminc négyzetméteres, tíz nap alatt, saját szabadalmaztatott technológiával kivitelezett irodahelység.

Magát a gépet, lényegében egy nyomtatórobotot szintén rekordidő, négy hónap alatt fejlesztették. A célnak megfelelően alakították ki, technológiailag fejlett szerkezet; robusztus, de egyszerű.

Az árral elsősorban a helyi piacot célozták meg, ahol az additív gyártóipari gyakorlat öregebb nyugati 3D printerek használata. Most viszont, a helyi piac mellett, a világpiacon is megjelenik egy versenyképes – és nagyon olcsó – indiai épületnyomtató. Ráadásul a Kelvin6k nem az egyetlen különleges megoldást kínáló indiai 3DP vállalat, a területen egyre több helyi startup tűnik fel, virágzik az ökoszisztémájuk.

A printer máris felkeltette a nemzetközi érdeklődést, olyan országokból, mint például az Egyesült Arab Emírségek (Dubai), az Egyesült Államok és Kanada számíthatnak vásárlókra. A helyszíni kivitelezhetőség szintén komoly reklám a cégnek.

A vállalat céljai nagyon ambiciózusak. Két-három éven belül a globális 3D épületnyomtatás vezetőjévé szeretnének válni. Az alacsony árfekvésű és jó minőségű technológiában látják a megoldást.

Az alapozás, a vakolás, a festés, azaz a munkafolyamatok automatizálására szintén komoly hangsúlyt fektetnek. Automatizálással felgyorsul az építkezés, amellyel nagy segítséget nyújthatnak az indiai társadalomnak, enyhíthetnek az évek óta húzódó, egyre súlyosabb lakhatási válságon.

A Kelvin6k a 3D nyomtatás, azon belül is a betonnyomtatás oktatásával, a technológiával kapcsolatos felvilágosító tevékenységgel szintén foglalkozik. Igyekeznek minél szélesebb rétegekkel megértetni, hogy a hosszú hónapokig eltartó házépítés additív gyártótechnológiával hetekre, sőt, akár napokra csökkenthető.

Az amerikai tengerészgyalogság 2,5 millió dolláros szerződést kötött a 3D nyomtatószoftver-fejlesztő 3YOURMIND-dal és a Phillips Federal Division-nel, az amerikai szövetségi kormány vezető gyártópartnerével.

A szerződés egy éve érvényben lévő partnerség folytatása, amellyel a 3YOURMIND nyomatazonosító szoftverét teljesen integrálják a tengerészgyalogság additív gyártótevékenységébe, a rendszerparancsnokság digitális gyártásának adattárolójába (DMDV). Az eredeti megoldás értelmében a két vállalat szoftveres és hardveres technikai ismereteire támaszkodva, elosztott gyártáshoz dolgoz ki optimalizált digitális termelési munkamenetet.

A DMDV a tengerészgyalogság digitális adattára alkatrészek 3D nyomtatással történő gyártásához, nyomatok tervezéséhez. A szervezeten belüli additív gyártás kritikus eleme, a szoftver integrálásával pedig jelentősen növelhető alkatrészek helyszíni, például csatatéri használata. Az innováció mellett hétköznapibb alkalmazásokkal, meghibásodott komponensek lecserélésével is foglakoznak – hangsúlyozza a haditengerészet.

Az együttműködéssel az USA Védelmi Minisztériuma javítja az ellátási láncot, elosztott gyártóhálózatokat dolgoz ki, valamint 3DP megoldásokkal korszerűsíti hagyományosabb felszereléseit.

Az első évben a szoftverrel több mint tízezer nyomatot hitelesítettek, illetve bebizonyosodott, hogy a DMDV által használt más szoftverrendszerekkel is összekapcsolható. A komponensek nyomtathatóságát elbíráló speciális algoritmust fejlesztettek hozzá. Elsőbbségi és nyomtathatósági szempontok alapján többtízezer komponenst vizsgáltak, amelyekből legalább ötvenről derült ki, hogy a szoftverhasználattal darabonként ezer nap átfutási idő spórolható meg.

A szerződés második évében ezekre az eredményekre kívánnak építeni, a szoftverrendszert harmadik féltől származó szabadalmaztatott megoldásokkal bővítik tovább. Beépített 2D rajzelemzési képességét továbberősítik, hogy gyorsan és tömegesen elemezhessen műszaki adatcsomagokat additív gyártási felhasználói esetekhez.

3D tárgyak csomagolása sok iparágban, köztük a szállításban és a gyártásban az egyik leggyakoribb, számítástudományi szempontból viszont több problémát felvető feladat. Olyannyira az, hogy még megközelítő pontosságú megoldások kidolgozása is komoly kihívást jelent.

A látszatra egyszerű csomagolás a tetszőleges mértani szerkezetű 3D tárgyak közötti „interakciók” és a hatalmas kombinatorikus keresési tér miatt komplex informatikai feladat. Az elmélet mellett gyakorlati szempontokra szintén kell ügyelni, mert a csomagolást elsősorban úgy kell megoldani, hogy valóvilág-alkalmazásokban is működjön, hogy az egymás melletti objektumok ne álljanak össze, reteszelés-mentesek legyenek.

A Massachusetts Institute of Technology (MIT) és az ipari 3D nyomtatással foglalkozó, szintén massachusettsi Inkbit szakemberei additívgyártás-felhasználók csomagolási technikáját forradalmasító, a sorozatgyártástól a szállításig alkalmazható számítási módszert dolgoztak ki.

Az új módszerrel a tárgyak legsűrűbb becsomagolásával, a különféle méretű, formájú részek egymásba záródásának elkerülésével, valamint a méretezhetőséggel maximalizálható a teljesítmény. Az eljárás neve spektrális csomagolás.

Olyan, mintha 3D-ben játszanánk a klasszikus Tetrist. Képzeljük el, hogy a dobozt és a játékokat LEGO-szerű apró blokkokká, voxelekké tördeljük. Az algoritmus ellenőrzi, hogy a játékok egymás átfedése nélkül illeszkednek-e, igyekszik hatékonyan kihasználni a teret. Matematikai ikont használva, hihetetlen gyorsan elvégzi a számításokat. A tárgyak ötletesen, rövid idő alatt kerülnek dobozba.

Az algoritmus hatékonyságát bemutatón szemléltették. Negyven másodperc alatt 670 tárggyal boldogult, és a hagyományos eljárásoknál sokkal jobb teljesítményt, 36 százalékos csomagolási sűrűséget ért el.

Nagyon komoly potenciál rejlik benne, elsőszámú alkalmazási területe a 3D nyomtatás, valamint a szállítás lehet, de raktározó cégeknek szintén nagy segítséget jelenthet. Sűrűbb csomagolással csökken a nyomatok előállítási költsége.

Amerikai kutatók kerámiából nyomtattak a magas hőmérséklettel szemben a hagyományos fémeknél ellenállóbb turbina-alkatrészt. Ezt az alkatrész összetett belső hűtőrendszere biztosítja, amellyel hatékonyabbá teszi az üzemanyag-felhasználást.

A fejlesztést vezető Penn Állami Egyetem szakemberei elmondták, hogy repülőgép-motorok 3000 Fahrenheit-foknál (1648,88 Celsius-foknál) magasabb hőmérsékletet is elérnek, és minél melegebbek, annál „üzemanyag-hatékonyabbak.” Turbinák hatékonyságát viszont korlátozzák a fémalkatrészek, mert bizonyos hőmérséklet felett deformálódhatnak.

Sok laborban tanulmányozzák kerámiák gázturbinákhoz való használatát, gyártási nehézségek miatt viszont kevesen álltak elő kezelhető formájú alkatrészekkel. Jelen projekt azért különleges, mert a résztvevők által kidolgozott folyamattal könnyen és olcsón készíthetők komplex formájú részek.

A tervrajzot optimalizálták, és új technológiát találtak ki hőállóbb szárnyszelvények printelésére. Polimeren alapuló kerámiákat használtak hozzá.

A munkában a Coloradói Bányásziskola és a Wyoming Egyetem is részt vett, kerámiaszálakat ágyaztak nyomtatott kerámiákba.

A 3D nyomtatás és a polimeralapú kerámiák együttes alkalmazásával pont a szükséges formákat hozták létre ahhoz, hogy ellenálljanak a magas hőmérsékletnek, és jól is teljesítsenek gázturbinákban.

Az alkatrészeket a Penn Állami Egyetem egyik speciális létesítményében tesztelték, és elégedettek az eredményekkel.

Kiderült, hogy az optimalizált tervrajzzal, megfelelő kialakítással, a nyomtatott kerámiás szárnyszelvény legalább olyan jól teljesít, mint a fémkomponensek. Bizakodnak, hogy elkezdődik a fémalkatrészekhez hasonlóan teljesítő, a magas hőmérsékletet viszont jobban tűrő darabok gyártása gázturbinákban történő hasznosításra.

Újabb és újabb épületek jelzik a technológia térhódítását, például iskolát, szentélyt és hidakat is nyomtattak már, vagy előrehaladott állapotban járnak velük, és közben folyamatosan dőlnek meg a rekordok. Az 3DP építőipari mainstreammé ugyan még nem vált, nem is lehet előrelátni, mikor lesz az, a sokasodó és szinte az egész világot lefedő projektek viszont mindenképpen bizakodásra adnak okot.

A floridai Printed Farms és a nagyméretű épületnyomtatásban világelső, dániai székhelyű COBOD a napokban jelentette be, hogy elkészültek a földkerekség legnagyobb, 940 négyzetméter alapterületű épületével. A Wellington nevű településen (természetesen nem azonos Új-Zéland fővárosával) álló szerkezet több mint kétszer akkora, mint az eddigi csúcstartó. Cseppet sem meglepő, hogy a COBOD BOD2 rendszerével kivitelezték, mint ahogy az sem, hogy a munka során a helyi specifikumokat is figyelembe vették: az épület elvileg vihar-biztos, és a hőségnek is ellenáll.

A Printed Farms fontos szereplője Florida épületnyomtatásának. A szövetségi állam fővárosában, Tallahassee-ben, 2021-ben ők jegyezték az első nyomtatott házat, a dán céget pedig nem kell bemutatni. Annyi elég róluk, hogy a világ legmagasabb, 9,9 méter magas épülete szintén az ő munkájuk, Szaúd-Arábiában áll, és az USA első kétemeletes nyomtatott épületét is a BOD-2-vel készítették el, Texasban. 

A legmagasabb mellett most már a legnagyobb is COBOD gép munkája. Tényleg kevesen tettek annyit az épületnyomtatás népszerűsítéséért, mint ők.

A floridai épület luxus lóistálló, a csúcsot 47 méteres hosszúsága miatt döntötte meg. Szélessége 25, magassága négy méter, ami nem túl sok, a teljes alapterület mellett viszont szinte minden más printelt épület, ház eltörpül. Természetesen olyan „monumentális” printer is kellett hozzá, mint a BOD2.

Az extrém időjárási viszonyokra nagyon odafigyeltek, hogy a pajtát és lakóit, se hurrikán, se más trópusi vihar ne rongálja, pusztítsa. Florida az Egyesült Államok hurrikánoktól leginkább veszélyeztetett állama, 1851 óta 125, köztük negyven súlyos söpört végig a napsütötte tájon. Építkezés közben speciális megoldással orvosolták a problémát. A hőség ellen pedig úgy nyomtatták a falakat, hogy a természetes szellőzést biztosító üreget és légrést képezzenek.

Az éghajlati szélsőségek elleni védekezésben fontos tényező a 3D nyomtatás a hagyományos technológiáknál nagyobb tervezői szabadsága.

A New Yorki Inventery által fejlesztett Morphi remek megoldás a 3D modellezéssel ismerkedőknek. Mac-kel és Windowszal egyaránt kompatibilis, on- és offline is használható, mobilváltozata viszont még csak az alfaváltozatnál tart.

A gyors és hatékony szoftverrel változatos célokra készíthetők modellek: 3D nyomtatáshoz, kiterjesztett és virtuális valósághoz (AR, VR), animációhoz, játékokhoz. Az intuitív és egyszerű interfésszel könnyű a tervezés.

Az átfogó könyvtárhoz formák adhatók, szerkeszthetők, meglévő modelleket stl és obj formátumban importálhatunk. Az egyik legérdekesebb lehetőség 2D rajzok, például kontrasztos jpg, png vagy svg formátumú vonalrajzok egyetlen kattintással 3D modellekké alakítása. Egyszerű alakzatokat szintén használhatunk formákhoz, vonalakhoz, amelyeket forgathatunk, szimmetrikusan rendezhetünk el.

Modellünket speciálisan 3D nyomtatáshoz is alakíthatjuk. A tervek könnyen kidolgozhatók és alakíthatók a legtöbb printerrel kompatibilis stl-formátummá. Az adott printer specifikumainak, lehetőségeinek függvényében, a terv tovább módosítható, formálható.

Előre meghatározott animációs megoldásokkal vagy a paraméterek beállításával, a rajzok animálhatók. A kész fájlok a mostanában halódó metaverzumba is exportálhatók, másokkal megosztható videók, gif-ek és egyéb képek készíthetők belőlük.

Azaz, a Morphi lehetőségei nem korlátozódnak a 3D nyomtatásra, alkotókedvünket – a szoftveren keresztül – többféleképpen kiélhetjük. A szoftverhez kapcsolódó Maker Community felületen más alkotókkal kommunikálhatunk, ismerkedhetünk meg a munkáikkal, akárcsak ők a mi tevékenységünkkel. A megosztások az applikációval vagy közösségi hálózatokon keresztül történnek.

A Morphi ingyenes, egyes modellekért és „haladó” eszközökért viszont fizetni kell. Ha a szoftvert oktatási céllal akarjuk használni, akkor a Morphi Edu húsz letöltése öt dollárba kerül. Az AR-nézegető, 3D nyomtatófájlok vízjel nélküli mozgatása, vagy az iPad-változat szintén fizetős.

A nagyon közeli jövőben szokatlan formájú, nyomtatott gyógyszertablettákkal kezelhetjük betegségeinket. Fejlesztésük célja persze nem esztétikai újítás, hanem a szervezeten belüli kontrollált gyógyszer-kibocsátás és -használat. Az újítást az egyaránt gyorsan fejlődő számítási technológiák és 3D nyomtatás kombinációja teszi lehetővé. Az új kapszulák, tárgyak folyadékokban előre meghatározott ütemben oldódnak, gyártásukat a két technológia együttes használata biztosítja.

A saarbrückeni Max Planck Informatikai Intézet és a Davisi Kaliforniai Egyetem kutatói közösen dolgoztak ki speciális technikát, amelynek lényege, hogy kizárólag a tárgy formája határozza meg a kibocsátás időzítését. A fejlesztés komoly hatással lehet a 3D nyomtatással egyébként is egyre intenzívebben foglalkozó gyógyszeriparra.

Gyógyszerkészítmények kritikus aspektusa a gyógyszer-szint szabályozása a beteg szervezetében. Intravénás infúziónál az infúzió sebessége és az oldaton belüli gyógyszerarány szorzatából számolják ki a vérárambeli gyógyszer-koncentrációt. Az állandó szintet kezdeti nagyobb, majd kisebb, fenntartó dózisok beadásával érik el.

Szájon keresztüli adagolásnál a rend biztosítása sokkal komolyabb kihívás.

Lehetséges megoldás bonyolult, több komponensből álló szerkezetek használata, különböző pontokon elérhető gyógyszer-koncentrációkkal. Gyártás szempontjából ez az opció viszont kifejezetten bonyolult.

Itt jön képbe alternatívaként a változatos, komplex formákat garantáló 3D nyomtatás. Lényegében szabadon kialakítható bármilyen formájú gyógyszer, a hordozóanyagban egyenletes biokémiai eloszlással. Így a gyógyszer-kibocsátás kizárólag a mértani formától függ, amellyel leegyszerűsödik a gyógyszeradagolás.

A német és az amerikai kutatók projektje erre kínál megoldást. A nyomtatott gyógyszereket úgy programozzák, hogy meghatározott időn belül feloldódjanak, szervezetben történő kibocsátásuk kontrollált keretek között történik. Mivel miután a beteg bevette a tablettát, kívülről már nem lehet beavatkozni, a kibocsátás a gyógyszer formájától függ.

Adott geometriai formák esetében ez programozható, és a kutatók pontosan ezt valósították meg.

Puha robotok aktuátorait általában szintetikus polimerekből, műanyagokból és gumiból készítik. Az anyagok a gépeknek hosszú működést és stabil szerkezetet biztosítanak, viszont ha használat közben megsérülnek vagy megsemmisülnek, káros hatással lehetnek a környezetre.

A pittsburghi Carnegie Mellon Egyetemen (CMU) minimalizálni akarják a kockázatot, és a cél érdekében új robotépítési módszereken dolgoznak. Ezek egyikéhez moszatokat és 3D nyomtatást használnak az aktuátorokhoz. Mivel a természetes anyag biológiailag lebomlik, nem okoz szennyeződést.

Az új aktuátorokat tengeri alkalmazásokhoz fejlesztik, az alapanyag, a biotinta közönséges barnamoszatból készül. A kutatók azonosították a vízhatlan szerkezetek nyomtatásához szükséges paramétereket, és speciális bionyomtatás módszerrel (FRESH) dolgoztak.

A módszert ipari méretűvé kívánják bővíteni, puharobotika-alkalmazásokra optimalizálni. A technikával szokatlan tulajdonságokkal rendelkező robotikus szerkezetek, például kisméretű és nagyon puha, nyújtható, összehúzódó, csavarható, többek között markolásra alkalmas aktuátorok készíthetők.

A kalciumalapú moszattintából gélek állíthatók elő. Az anyagtulajdonságok úgy módosíthatók, hogy az aktuátorok alakjukat, szilárdságukat képesek megváltoztatni.

A technológiával a legfejlettebb puha robotikai igényeket és a környezeti elvárásokat hozzák közös nevezőre. A biológiailag lebomló aktuátorok ígéretes megoldásnak tűnnek, de a munka nem ért ezzel véget, a fejlesztők folyamatosan igyekeznek tökéletesíteni rajtuk.

A szerkezetek amellett, hogy az óceánban például hét nap alatt teljesen lebomlanak, robotikai funkcióiknak is tökéletesen eleget tesznek. Tengeri organizmusok kockázat nélkül el is fogyaszthatják őket, így még ha megrongálódnak, akkor sem jelentenek veszélyt környezetükre.

Június tizenötödikén mutatták be a Disney és a Pixar új filmjét, az Elemit.

A bemutatókra a karaktereket a Nexa3D nyomtatótechnológiájával, a speciáliseffektus-szakértő Gentle Giant Studios keltette eredeti nagyságban életre. Az együttműködés szép példa a fejlett 3D nyomtatás és a szórakoztatóipar gyümölcsöző és a jövőre nézve kifejezetten ígéretes együttműködésére.

A több mint három évtizedes szakmai tapasztalattal rendelkező Gentle Giant Studios adatgyűjtéssel, termékfejlesztéssel és digitális szolgáltatásokkal igyekszik kielégíteni globális ügyfélkörét. Sokan fogadták kitörő örömmel a hírt, hogy a filmkarakterekről életnagyságú nyomatok készülnek, amelyekkel világszerte lehet majd fotózkodni.

A Nexa3D vezetőségét izgalomba hozta, hogy a kreatív és kihívást jelentő projektben együtt dolgozhatnak a Gentle Giant-tel. Elmondták, hogy művészek és tervezők folyamatosan keresik teremtményeik életre keltésének hatékony módját, az eredetivel majdnem teljesen egyező végeredménnyel.

Fejlett technológiákat, például 3D nyomtatást használva, a művészek elképzelései és a valóság közötti távolság egyre szűkül, és tényleg szenzációs munkák születnek – nyilatkozta a Nexa3D marketingrészlegét vezető Nina Swienton.

A legnagyobb problémát a szűk időkeret jelentette, a bemutatókra készen kellett lenni a nyomatokkal, tehát csak gyors és pontos gépben gondolkoztak. Ekkor jött képbe a Nexa3D nagyon gyors (kategóriájában leggyorsabb) és kiváló teljesítményre képes printere.

A Gentle Giant különböző terveit két nap alatt tesztelték le, több iterációt végigfuttattak rajtuk, majd a Disney rábólintott a végleges változatokra. Azokat nyomtatták ki, és szállították időben a filmgyártóhoz. A nyomatokhoz a Nexa3D tartós és áttetsző műgyantáját használták, amellyel az óhajtott tüzes és vizes képi effektusokat is sikerült megvalósítaniuk.

Az amerikai Firestorm Labs a katonai komplexum igényeit kielégítve, nyílt architektúrájú, moduláris ember nélküli légi rendszereket (MUAS) épít. A folyamatosan változó működési környezet igényeinek igyekeznek eleget tenni, ahol a hagyományos „pilótás” megoldás már nem elsődleges szempont. Az övék több technológiát integráló, röpke kilenc óra alatt nyomtatható, megfizethető rendszer.

A brit Greenjets újgenerációs elektromos meghajtó rendszereket épít gyors légi járművekhez. Technológiájuk gyors, biztonságos és hatékony, a 2 KW fogyasztástól az 1 MW-ig terjedő skálába tartozó drónokat, légi taxikat és elektromos légi járműveket fedi le.

A két vállalat egyesíti erőit, és a kategóriájában világelső, teljes mértékben additív gyártással készülő drón repülővázon és motormegoldáson dolgoznak.

A Firestorm szabadalmaztatott összekapcsolható és összecserélhető légjármű-gépváz komponensekből álló technológiája lehetővé teszi, hogy a felhasználó sokféle küldetésnek megfelelően, ugyanarról a platformról módosítsa az MUAS-t. A komponenseket mesterségesintelligencia-/gépitanulás-alapú fedélzeti számítógép kapcsolja össze.

A Greenjets IPM meghajtó architektúrája az egyik legfejlettebb légcsatornás ventillátortechnológia. Ügyfeleinek nyugodtabb, hosszabb és gyorsabban megvalósított repüléseket garantál. Saját fejlesztésű 3DP-alapú gyártótechnikájuk rövid időn belüli módosításokra ad lehetőséget. A módosítások a légi jármű fajtájától, a küldetéstől és az elvárásoktól függnek, azok szerint variálódnak.

A két cég technológiáit a Firestorm MUAS platformjába integrálják, amellyel lehetővé teszik újgenerációs drónok megfizethető áron történő, az adott küldetés jellegét figyelembe vevő tömeges gyártását.

A drón egész vázát és a motort 3D nyomtatással állítják elő, biztosítva, hogy a gép szállítani tudjon terheket, és a küldetés még a legnehezebb feltételek mellett is sikeres legyen.

Mivel hétről hétre nő az olcsó rendszerek gyors gyártása iránti igény, hagyományos gyártómódszerekkel már lehetetlen ebben a tempóban megfelelő minőségű és mennyiségű drónt előállítani. Komoly skálázási problémák merülnek fel, amelyekre