FREEDEE BLOG

Az anyagtudománnyal foglalkozó harvardi Jennifer Lewis mechanikus és optikai tulajdonságaik, valamint elektromos vezetőképességük miatt hasznos anyagokból nyomtat összetett formákat. Szeretné, ha a printelt tárgyak érzékelnék környezetüket, reagálnának rá.

„Forma és funkció integrálása a következő nagy durranás, aminek meg kell történnie a 3D nyomtatásban” – prognosztizál a kutató, aki tavaly már bemutatta, hogyan nyomtathatók a parányi lítium-ion elemekhez nélkülözhetetlen mikroszkopikus elektródák és egyéb alkatrészek. Egy másik projektjében műanyag tapaszra printelt érzékelőket. A tapaszokat sportolók hordhatják majd, a szenzorok agyrázkódást és más sérüléseket detektálhatnak. Legutóbb véredény-hálózattal „átszőtt” biológiai szöveteket nyomtatott. Kutatótársaival különféle sejttípusokból és a véredény-hálózatot megalapozó más anyagokból állított elő speciális „nyomtatótintákat.” Távolabbi célja gyógyszertesztekhez használható mesterséges szervek előállítása, sőt, a szervek idővel átültetésre is alkalmasak lehetnek. Előbb azonban megoldást kell találniuk egy fontos problémára: hogyan lehet érrendszert úgy létrehozni, hogy a sejtek életben maradnak?

Lewis csoportja összebarkácsolt és mikroszkóppal szerelt fel egy 3D nyomtatót. A géppel akár 1 mikrométeres szerkezetek is printelhetők. Összehasonlításként: egy emberi vörösvérsejt átmérője 10 mikrométer.

Egy másik, nagyobb nyomtatójuk több kivezető nyílással rendelkező fúvókái jóvoltából szimultán nyomtathat különféle „tintákat.” Méter nagyságú mintákat gyárthat, míg az óhajtott mikroszerkezet percek alatt elkészül.

Lewis munkáinak egyedisége abban rejlik, hogy a „tinták” tulajdonságai lehetővé teszik ugyanabban a gyártási folyamatban történő printelésüket. Mindegyik más anyag, de mindegyik nyomtatható szobahőmérsékleten. Különféle anyagtípusok különféle kihívások elé állítják a kutatókat. Például a sejteket nagyon óvatosan kell kezelni, mert a fúvókába préselve könnyen megsemmisülhetnek. Megfelelő nyomás mellett viszont megőrzik a formájukat. Lewis a fogkrémhez hasonlítja őket: ha nem nyomjuk meg eléggé a tubust, akkor nem jön ki, ha túlságosan megnyomjuk, szanaszét spriccelhet. Sejteket természetesen sokkal nagyobb elővigyázatossággal kell kezelni.

Néhány hete Johnny Heitinga, a Fulham és a holland válogatott centerhalfja eltörte az orrát edzés közben. Normális esetben három hét pihenővel jár egy ilyen sérülés, és a hátvéd kihagyta volna a szezon hátralévő részét. Heitinga azonban mielőbb játszani akart, és a 3D nyomtatásnak köszönhetően pár nap múlva már pályán is lehetett.

Személyre szabott, a törött orrot speciálisan védő maszkot készítettek neki. Egy keddi napon műtötték meg, és pénteken már csapattársaival együtt edzett.

A maszkot a londoni Cavendish Imaging nyomtatócég szakemberei tervezték. Ezekhez a munkákhoz – a játékos arcának 3D-s modelljéhez – vagy optikai szkennert vagy volumentomográfiás (kúpalakban szétterülő sugárnyalábbal történő) képalkotást alkalmaznak, amelyekhez más szkennerekkel és kamerákkal létrehozott képeket is felhasználnak. Nem kell fizikai nyomatot készíteni az arcról, ami igen kellemetlen folyamat. Következő lépés a 3D modell rétegről rétegre, nejlonporból, szelektív lézeres szinterezéssel történő kinyomtatása.

Labdarúgók általában az arcrész, orr, száj stb. további sérülésének elkerülése miatt hordanak nyomtatott maszkot. A maszk stabil, futás és fejelés közben sem mozdul el. Heitinga már két meccset játszott le így, és kényelmesnek találta, nem zavarta a játékban. Elmondta, hogy nyilvánvalóan nem ugyanaz, mint maszk nélkül, de nem rontott a teljesítményén.

A holland bekk előtt más sportolók (focisták, rögbisek stb.) is felkeresték a londoni nyomtatócéget – például a Chelsea két labdarúgója, Fernando Torres és Demba Ba, valamint Lukasz Fabianski, az Arsenal kapusa is játszott már 3D printelt arcvédő maszkban.

A svéd-maláj 3D nyomtatógyártó VAGLER International megnyitotta – a malajziai és a szingapúri piacot megcélzó – első (online) boltját. A megrendelt termékeket hat-hét héten belül szállítják ki. Egyelőre csak Malajziában és Szingapúrban árusítanak, de hamarosan Európában és az Egyesült Államokban is fognak.

A délkelet-ázsiai ország első printergyártóját 2011-ben alapították, a svédországi tulajdonos VAGLER AB több mint negyven éve érintett a műanyagiparban.

Három egymáshoz nagyon hasonló gépet árulnak: V-811, V-821 és V-822. A csomaghoz tartozik a Sapphire szoftver is. A felbontás 50 mikron (0.05 milliméter), 30-130 milliméter a másodpercenkénti nyomtatási sebesség. A „kezdőknek” ajánlott desktop V-811 ára 1500 euró, a kicsit más V-821 kb. 1750, a két nyomtatófejjel felszerelt, nagyobb V-822 2 ezer euróba kerül.

A VAGLER nemcsak printereket, hanem saját 3D szkennereket és nyomtatószálat is készít. Havonta 500 gépet tudnak legyártani, de még idén el akarják érni a havi ezret.

Az autógyártás azon sokasodó iparágak egyike, ahol mind gyakrabban élnek a 3D nyomtatás adta új lehetőségekkel. Legutóbb a Stratasys által nemrég felvásárolt Solid Concepts printelt uretán prototípust és alkatrészeket az Equus Automotive BASS770 luxus sportautójához.

Futószalag melletti tömegtermelés helyett az Equus ezúttal „mívesen” megalkotott, szénszálas alumíniumvázas, kézzel készített bőrbelsős járművet kínál majd a vásárlóknak. A V8 motort pedig úgy tervezték, hogy az autóból kihozhassa a maximális teljesítményt.

A munkákhoz (prototípus, több külső és belső alkatrész megépítése) három 3D nyomtatótechnológiát használtak: sztereolitográfiát (SLA), ráolvasztást (FDM) és szelektív lézeres szinterezést (SLS).

A dél-koreai kormány bejelentette, hogy még ebben az évben 2,3 millió dollárnak megfelelő 2,4 milliárd wonnal segíti jövőre nyíló 3D nyomtatás-központok alapítását. Céljuk, hogy a távol-keleti ország a dinamikusan fejlődő szakterület egyik vezető hatalmává váljon. A döntés nem meglepő, hiszen más IT-ágazatokat, például a robotikát és a telekommunikációt is támogatják.

A 3D nyomtatás jelenlegi világpiacát amerikai cégek uralják. 2012-es adatok alapján az iparág a világpiac 2,3 százalékának megfelelő évi 29 millió dollárt generál Dél-Koreában. A kormány bízik benne, hogy hathatós támogatásával 2020-ra elérik a 15 százalékot.

A program keretében helyet és – főként importált – gépeket biztosítanak (ingyen adnak bérbe) kis- és középvállalkozásoknak. A vállalakozások dolgozói 3D nyomtatással kapcsolatos oktatásban részesülnek, amely során elsősorban a printerek kezelését kell majd elsajátítaniuk. A kormány szerint a technológia csökkenteni fogja a kisebb vállalkozások kutatásfejlesztésre, prototípuskészítésre stb. fordított kiadásait.

A központokkal és a hardverrel párhuzamosan, nyomtatókhoz kapcsolódó szoftverek fejlesztését is támogatják. Az Oktatási Minisztérium terveiben szerepel, hogy a 3D nyomtatás része lesz a középiskolák informatika, programozás tananyagának. Az Ipari Minisztérium olyan okostelefon alkalmazásboltokat szándékszik létrehozni, ahol nyomtatható digitális tartalmakat is árulnak. Így akarják széles körben felhívni a figyelmet a technológiában rejlő lehetőségekre.

Újabb példa a 3D printing növekvő szerepére a hangszergyártásban: két lengyel barkácsoló – maker –, Rob Klaczynski és a gitáros Martin Kubacki elkészítették a világ első nyomtatott piköpjét, a gitárok egyik kihagyhatatlan kellékét. (Itt olvashatunk arról, hogy mi is az a piköp, és mire jó.)

A fájlok és a használati utasítás a Thingiverse-ről letölthetők. A piköpöt Ibanez RG270 gitárhoz tervezték.

A 3D nyomtatás olyan területeket is átalakíthat, mint például a gyógyszergyártás. Könnyen lehet, hogy hamarabb, mint gondolnánk. Calvin Yu-Chian Chen, tajvani kutató a molekuláris szinten működő gyógyszernyomtató és a vegyületek, keverékek egyetlen lépésben történő printelési lehetőségeiről elmélkedett az áprilisi ScienceDirect-ben megjelent írásában. Szerinte húsz éven belül kivitelezhető lesz a technológia, a printer működő prototípusát pedig öt éven belülre ígéri. (A DrugPrinter szóösszetétel első tagja gyógyszerekre és nem drogokra vonatkozik.)

DrugPrinter

A nyomtató négy részből állna. A tároló három további alrészre oszlana, az elemek elkülönítése az atomok tulajdonságai alapján történne: fémek, átmenetifémek és a nem fémes anyagok. A második rész az atomok továbbítását biztosító vezeték lenne. A harmadik részben lézerrel, speciális fúvókákkal vagy plazmával lehetne kivitelezni az atomok pontos pozicionálását. Mozgatásukat és kontrollálásukat a három másik módszernél sokkal drágább optikai csipeszek is elvégezhetnék. A negyedik rész a tényleges gyártást, keverékek és vegyületeket, nanoméretű anyagokat előállító pici reaktorokból állna. Vegyi összetételüket, szerkezetüket számítógép dolgozná ki.

A nagymennyiségű adat kezeléséhez Chen és kutatótársai létrehozták a világ első felhőszámítás-alapú „intelligens” gyógyszer-monitorozó rendszerét, az iScreent és egy webszervert, amelyen keresztül a felhasználók feltölthetik az óhajtott vegyületkompozíciókat és rögtön rá is kereshetnek a kémiai reakciókra. A rendszer a számítási felhőn (cloud computing) keresztül gyűjti össze az adatokat.

Nanotechnológia újradefiniálva

Az ötlet nagyon érdekes, de a tanulmány több ponton is homályos, a szerző nem részletezi, hogy a sokféle molekula valójában hogyan is kapcsolható össze egymással. Egyáltalán nem biztos, hogy a leírtak valóban kivitelezhetők.

Chen kutatásaihoz kapcsolódnak a Glasgowi Egyetemen tanító Lee Cronin professzor munkái, aki 2012-ben jelentette be, hogy elkészült egy anyagokat, vegyületeket molekuláris szinten „összeszerelő” 3D nyomtató (chemputer) prototípusával. A gép alapvető kémiai reakciók kivitelezésére és az így keletkezett matériák nyomtatására programozható.

Cronin elképzelése szerint a felhasználó digitális receptjeivel „bemegy” egy online gyógyszertárba, ahol megvásárolja a tervet és az előre gyártott biztonságos csomagolásban kapható (és kipostázható) nyomtatóanyagot (az adott vegyületeket). A gyógyszert speciális szoftver segítségével, otthoni 3D molekuláris nyomtatón printeli ki.

„Ha beválik, azzá definiálja újra a nanotechnológiát, aminek lennie kellene” – nyilatkozta Cronin.

A számítástudomány és a kapcsolódó szakterületek oktatási lehetőségeivel, tanulmányokkal kapcsolatos tanácsokat adó Bestcomputerscienceschools.net „3D nyomtatás: egy lépéssel közelebb a Star Trek jövőhöz?” címmel tette közzé az alábbi infografikát.

A televíziózás történetének egyik legismertebb sci-fi sorozatának, az 1966-ban indult Star Treknek már az első epizódjaiban is használtak élelmiszert és tárgyakat nyomtató gépet, replikátort, azaz 3D nyomtatást. A tudományos fantasztikumból azóta tudományos tény lett, eljött a 3D printerek és szkennerek kora, ráadásul a MakerBot népszerű gépcsaládját is Replicatornak hívják. Egyelőre még nem tartunk a Star Trek világánál, de – mint ahogy az infografika is bizonyítja – a 3D technológiák gyors fejlődésével közelebb kerültünk hozzá.

Kifejezetten praktikus bútorkiegészítőt mutatott be az olasz-japán alkotópáros által 2006-ban alapított rotterdami Minale-Maeda Stúdió az április 8. és 13. közötti Milánói Bútorvásáron. Az otthon is kinyomtatható „Alappillérek” nevű műanyag-szerkezettel asztalok, állványok stb. különálló részei kapcsolhatók össze.

Mivel remekül működik a bútorok szabvány fadarabjaival, elvileg elég a főbb részeket megvásárolni, amelyeket – az „alappillérek” kinyomtatását követően – otthon, saját elképzeléseink szerint, a „csináld magad” jegyében szerelhetünk össze.

A kiegészítőt azzal a céllal tervezték, hogy a vásárlók aktívan vehessenek részt bútoraik kialakításában. Még aktívabban és sokkal kreatívabban, mintha például Ikea-termékeket vesznek.

A 2009-ben alapított Freelancer a földkerekség egyik legfontosabb és leggyorsabban növekvő outsourcing piactere. Sydney-i központi irodája mellett a cégnek Vancouverben, Londonban, Buenos Airesben, Manilában és Jakartában is van irodaépülete.

A Freelancer a napokban tette közzé negyedéves elemzését a kiszervezett munkákról. Az elemzésből kiderül, hogy nő a technológiai, köztük a 3D nyomtatással kapcsolatos állások iránti kereslet. A szerzők 27 ezer állást vizsgálva állapították meg, hogy egyrészt egyre népszerűbb az összes 3D-s tevékenység, másrészt a 3D-s munkák közül a 3D nyomtatás, a koncept design és az építészeti állások a legkeresettebbek.

A 3D renderelés 43,9, a 3D animáció 35,7, a 3D modellezés 34,5 százalékos növekedést mutat 2013. utolsó negyedévéhez képest. A Freelancer az Oculus Rift VR headset Facebook általi felvásárlásának tudja be a növekedés mértékét. A 3D nyomtatás iránti megélénkült kereslet pedig a technológia gyors fejlődésével és az áreséssel magyarázható. Ma már egyre több kisvállalkozás és magánszemély engedheti meg magának, hogy 3D printert vásároljon.