FREEDEE BLOG

Neil Armstrong 1969. július 21-én, az első Holdra szálláskor elhangzott szavai az űrkorszakot, az emberiség legnagyszerűbb tudományos eredményeinek egyikét juttatják eszünkbe.

Amerikai kutatók 45 évvel később elhatározták, hogy 3D nyomtatásban állítanak emléket a történelmi lépéseknek – számol be a Fabbaloo.

Armstrong és társa, Buzz Aldrin „kis” lépéseiről több fénykép készült. A kutatók eltérő kameraszögekből rögzített két NASA-fotó alapján először nyers 3D modellt hoztak létre; a különbségeket kísérleti szoftverrel dolgozták fel. A modellen finomítottak, majd ZCorp 310 gépen kinyomtatták.

Az alábbi képek a munkafolyamatot mutatják be, a NASA-fotóktól a nyomtatott lábnyomokig.

Egy 22 éves holland nő ritka betegségben szenvedett, amelynek következtében koponyája a normális 1,5-ről 5 centiméterre vastagodott. Akkora nyomást gyakorolt az agyra, hogy szinte teljesen megvakult, és arckifejezésekre sem volt már képes. Orvosi beavatkozásra volt szükség, máskülönben újabb agyi funkciók szűntek volna meg.

Egy utrechti kórházban műtötték meg. Korábban nem alkalmazott, forradalmi eljárással: 3D nyomtatott műanyag implantátummal helyettesítették a teljes koponyát.

A műtétet vezető Bon Verweij előtte is dolgozott 3D technológiákkal, nyomtatott koponyacsontokkal, egész koponyával viszont nem. Kollégáival együtt tervezték a modellt, amelyet egy ausztrál cég printelt ki. A 23 órás operáció sikeresnek bizonyult. A nő visszanyerte látását, megint dolgozik, nem látszik rajta, hogy súlyos műtéten esett át.

„Leggyakrabban az egyik, ideálisnak egyáltalán nem nevezhető akrilpolimert használnak csontpótláshoz, helyettesítéshez. A 3D nyomtatás előnye, hogy teljesen a betegre tudjuk méretezni az implantátumot. Az agyfunkciók hamarabb helyreállnak, mintha hagyományos módszerekkel dolgoznánk” – jelentette ki Verweij.

A kórház szerint az eljárás rákos csontok eltávolítására/helyettesítésére, autóbaleset-áldozatok és más súlyos fejsérülések esetében is alkalmazható.

A mai additív gyártási eljárásokkal prototípusokat készítenek, illetve kis mennyiségben állítanak elő termékeket.

A Sheffield Egyetem leányvállalata, a FaraPack Polymers és a Loughborough Egyetem kutatói viszont nagy mennyiségben történő gyártásra alkalmas nyomtatót fejlesztenek. A FACTUM (latinul „csinálni”) nevű gép gyors is: ujjméretű részeket nem egész egy másodperc alatt printel ki.

Az új nyomtató új eljárást is alkalmaz: a Loughborough Egyetemen a jelenlegi technológiák helyettesítésére, azokkal elképzelhetetlen gyártási lehetőségek kiaknázására kikísérletezett „nagysebességű szinterezést” (high speed sintering, HSS). A polimerporból, rétegről rétegre történő printeléshez „színcsepegtető” (inkjet) nyomtatófejet és lézer helyett infravörös fűtőtechnológiát használnak.

A HSS-ről készült elemzések kimutatták, hogy a jelenlegi eljárásoknál olcsóbb is, gyorsabb is. A Loughborough Egyetem a Burton Snowboards-szal közösen végzett kutatásaiból számszerűsítve is kiderült: ha lézeres szinterezés helyett HSS-szel dolgoznak, 75 százalékkal olcsóbban gyártanak mini snowboardokat. Komoly előny még, hogy mivel az olvasztás lassabb, az anyagokat kevesebb sérülés éri, és így jobb lesz a szinterezés. Ráadásul HSS-szel olyan anyagok is megmunkálhatók, amelyek lézerrel nem.

A rendszert vezető autó-, építőipari és sportszergyártó cégeknek mutatták be, a visszajelzések egyértelműen pozitívak.

A Szilícium-völgyi Arevo hétfőn jelentette be, hogy szénszállal és szén nanocsővel megerősített nyomtatóanyagokat, a megerősített anyagokhoz speciális extruderfejen és az azokat optimalizáló firmware-en alapuló technológiát, valamint szoftvert fejlesztett.

Nagyon jó teljesítményre képes polimerekkel (KetaSpire PEEK, AvaSpire PEAK, Radel PPSU és a legerősebb PrimoSpire SRP) komoly kihívás nyomtatni, és a szénszálas megoldások pontosan ebben segítenek: jobban bírják a magas hőmérsékletet, „ellenállnak” vegyi anyagoknak. Egyszerre könnyebbek és erősebbek a forgalomban lévő hasonló kategóriájú polimereknél.

A CoCoRo (Kollektív Kognitív Robotok) negyven miniatűr tengeralattjáró robotból álló, komplex feladatokat együtt kivitelező csapat. Tevékenységük a mesterségesintelligencia-kutatásból jól ismert rajintelligencián (swarm intelligence) alapul, ami az ő esetükben annyit jelent, hogy a sok apró gép csoportos tevékenysége hatékonyabb és olcsóbb, mintha egy nagyon fejlett robot tenné ugyanazt. Az eddigi legnagyobb robotrajként technológiatörténelmet író CoCoRo tökéletesen helyettesítheti a magányos vízalatti autonóm járműveket, az UAV-ket.

Az uniós projekt végső tesztjére szeptemberben kerül sor. Magukat a 25 centméter hosszú robotokat 3D nyomtatással készítették a Pisai Egyetemen. Logikus okokból: a technológia gyorsabb és olcsóbb, mint a hagyományos megoldások.

A gépek érzékelőik segítségével végzik munkájukat, és kommunikálnak egymással. A kommunikáció háromféleképpen történik: hanggal, kék LED-fénnyel és az élővilágból, halaktól ellesett „bioelektromos mezőkön” keresztül.

Az eVolo magazin 2014-es, kilencedik „felhőkarcoló versenyére” több érdekes tervet küldtek be, köztük egy sivatagi homok-épületegyüttesét is. A szingapúri Marina Bay Sands melletti „cyberkertre” emlékeztető „Homok Bábel” napenergiával működő 3D nyomtatóval készülne. Kivitelezéséhez valószínűleg figyelembe vennék a Szaharában printelő Markus Kayser tanácsait is.

Az épületegyüttes több célt szolgálna: tudományos kutatások helyszíne lehetne, csodájára járhatnak a turisták, mi több, lakóépületként is funkcionálna.

„A homok tökéletes építőanyag. Vegyileg szilárd, fizikailag erős, ellenáll az időjárásnak. Hőre lágyuló (termoplasztikus) por, a Szahara bőséges napfénye pedig kimeríthetetlen energiaforrás. Homok és napfény az épületkomplexum alapjai” – írják a tervezők.

A szerkezetek két részből állnak.

A sivatagi közösségnek szánt földfeletti rész különféle struktúrák összessége. A spirális, csontvázszerű legfelső a sivatagra jellemző természeti jelenségeken alapul. Lakhatási, turisztikai és kutatási kritériumoknak egyaránt megfelelne, mindennel rendelkezik, ami kell hozzájuk.

A multifunkcionális csőhálózatként felvázolt, részben földalatti, részben földfeletti másik rész több épületet kötne össze. Stabilitását fagyökérzethez hasonló szerkezete biztosítaná. Úgy alakítanák ki, hogy egyrészt a homokdűnék „helyhez kötésében”, másrészt az épületek közti kommunikációban segítsen.

 A Harvey Nichols' elegáns nyugat-londoni (Knightsbridge) áruházának ötödik emeletén az iMakr csoki MiniMe-k – vagy inkább MiniYou-k – nyomtatására alkalmas 3D stúdiót rendezett be, ahol március 17. és április 22. között igazi különlegességek, Rococo csokoládémárkából készült selfie-k látnak napvilágot.

Az adott személyt 40 SLR kamerával 360 fokban lefényképezik, a fotók alapján elkészítik a 3D modellt, majd egy különleges szilikonformát, végül pedig kiöntik a csokoládét. A szobrocska tíz nappal később a helyszínen vagy az iMakr közeli boltjában átvehető, de ki is szállítják a megadott címre. Nem olcsó: 99 fontért hat, 169-ért 12 rendelhető; a csomagolási és postaköltségek további 10 font.

A szoftvertermékek fejlesztésével, szabadalmaztatásával foglalkozó Gridlogics 44 oldalas beszámolót tett közzé a 3D nyomtatással kapcsolatos 1990 és 2014 közötti szabadalmi fejleményekről.

2000 óta ugrásszerűen megnőtt a szabadalmak száma. A legtöbb kérelmet (ebben a sorrendben) a 3D Systems, a Stratasys, az MIT, a HP és a Hitachi adta be. A 2635-ből 946-ot az Egyesült Államok, 498-at Japán, 452-t Kanada jegyez. A feltaláló James F. Bredt nevéhez fűződő 21 három intézmény, az MIT, a 3D Systems és a Z Corp között oszlik meg.

A Stratasys és a második Materialise az FDM (ráolvasztásos) technológiában vezetik a mezőnyt. Az FDM mellett a sztereolitográfia tölt be meghatározó szerepet a két vállalatnál. A beszámolóból az is kiderül, hogy a Stratasys többet foglalkozik CNC (computer numerical control) gépekkel, mint a 3D Systems és a Materialise.

Az anyagokat illetően, a ma már a Stratasys részét képező Objet a fotopolimerek terén nagyon aktív, míg a 15-ös listán szereplő két felsőoktatási intézmény, az MIT és az (amerikai) Északnyugati Egyetem tevékenysége több anyag között oszlik meg.

A leggyakrabban kutatott alkalmazási terület a szövettervezés, a védelmi és légjármű-ipari szabadalmaknál pedig nem meglepő módon a Boeing a listavezető. A 3D Systems leginkább a szövettervezésre összpontosít, elsősorban alumíniummal és epoxigyantával dolgoznak. Az inkább mechanikai alkalmazásokra fókuszáló Stratasys főként hőre lágyuló (termoplasztikus) anyagokat használ. A Materialize-nál az orvosi alkalmazások játszanak meghatározó szerepet.

Az anyagok zömét sztereolitográfiával nyomtatják, a szelektív lézeres szinterezés leginkább kerámiák és fémek printelésénél hasznosul.

Monika Horčicová, cseh designer 3D nyomtatással, gipszkompozitból formázott csontokból készítette el „Életkerék” című szobrát. A több vallásban élet és halál körforgását, a buddhizmusban szanszárát és nirvánát jelképező kerék mozgásban lévő személyeket jelképező lábakból áll össze.

A művésznő külön-külön printelte ki a lábakat, majd összeszerelte őket. A csontokkal halál helyett a tiszta esztétikumra, örök szépségükre utal.

A varsói állatkert egyik balszerencsés pingvinje társaival dulakodott, és közben jókora darab letörött az alsó csőréből. Azóta alig tud enni-inni, a jelenlegi állapotban csekélyek a túlélési esélyei.

Lengyel tudósok 3D nyomtatással próbálják megmenteni. Omni printerrel egy halott pingvinéről modellezett műcsőrt készítenek neki. A szükséges forma és méret miatt 12 különböző szögből fényképezték, szkennelték a halott állat csőrét.

Először környezetbarát high-tech műanyaggal próbálkoznak, de több változat printelésére is felkészültek. Ha a műanyag nem válik be, nejlont és szilikont fognak használni.

Nem lesz könnyű dolguk: eleve nem egyszerű elérni, hogy egy élő pingvin ne mozogjon, ráadásul az alsó csőr folyamatosan pusztuló megmaradt része még bonyolultabbá teszi a műtétet.