FREEDEE BLOG

Az Egyesült Államok harmincmillió dollárral támogatja anyagok, köztük a szélturbinák működési hatékonyságát növelő nagyon könnyű kompozitok olcsóbb gyártását – jelentette be február tizedikén az ország Energetikai Minisztériuma.

Az USA-ban jelenleg a szélenergia a legfontosabb megújuló energiaforrás, és kritikus tényező a fosszilis üzemanyagoktól való függés csökkentésében. Az áreséshez elengedhetetlenek a következőgenerációs technológiák, a gyártás javítása, finomhangolása. A támogatás pontosan ezeket a célokat hivatott szolgálni.

Jobb anyagokkal és fejlettebb gyártási folyamatokkal olcsóbb lehet a szélenergia, a mainál több területen, nagyobb mértékben alkalmazhatják. Ezek elengedhetetlen feltételek az USA deklarált céljainak megvalósításához: 2035-re a száz százalékos tiszta energiahasználatot, 2050-re pedig a zéró károsanyag-kibocsátást akarják elérni.

„A szél több földrajzi régióban, otthonokban és vállalatoknál megbízható tisztaenergia-forrásnak bizonyult. A felhasználás pénzügyi korlátait lejjebb vivő következőgenerációs anyagokba való befektetés segíti a széleskörű alkalmazást, Biden elnök hazai gyártással és tiszta energiával kapcsolatos céljait” – jelentette ki Jennifer M. Granholm, energetikai miniszter.

A könnyű kompozitanyagok többféleképpen csökkenthetik a károsanyag-kibocsátást: hatékonyabbá teszik a szélenergia előállítását, csökkentik a járművek tömegét. Minél inkább csökken a tömegük, annál kevesebbet fogyasztanak.

A támogatással a szélenergia-technológiákhoz kapcsolódó kompozitok gyárthatóságát és teljesítményét akarják növelni. A nagy széllapátok prototípus- és szerszámkészítésénél, gyártásánál és tesztelésénél használt additív gyártófolyamatokat áramvonalasítanák.

A nem széllapátos szélturbinák polimerekből, fémekből és kerámiákból készülő alkatrészeihez szintén keresik a 3D nyomtatáson alapuló megoldásokat. A támogatásra mindkét kategóriában (széllapátos és nem széllapátos szélturbinák) lehet projektekkel jelentkezni.

Az egyik legnagyobb játékgyártó, a Ubisoft (Assassin’s Creed, Far Cry, Rabbids stb.) népszerű és immáron tizennégy éves Just Dance-ében a gamer mozgásérzékelővel követi a képernyőn látható edzőt, így kerülve legközelebb a valódi mozgáshoz. Az edzők arctalanok és természetesen virtuálisak, viszont egyvalami, a hihetetlen ruhák közösek bennük.

A Ubisoft 3D nyomtatással akarta növelni a felhasználói élményt. 2009-ben Wii-vel kezdték, a mindenféle konzollal játszható mostani, tizennegyedik változatban, az élményt fokozandó, 3DP-vel segítettek futurisztikus ruhadarabok létrehozásában.

A tánctanárok pontos mozgásához a fejlesztőknek valódi táncosokat kellett zöld képernyő előtt felvenniük, a mozgásokat a játékban animálják, azaz a táncosoknak ugyanolyan extravagáns ruhákat kellett viselniük, mint az általuk megszemélyesített karaktereknek.

A gyártó kitalálta, hogy a 3D nyomtatás az ideális technika a Just Dance 2023 főgonosza, Night Swan (Éjszakai Hattyú) ruhája kivitelezéséhez. Úgy kellett megtenniük, hogy markánsan kiemeljék, mennyire negatív alakról, rossz arcról van is szó.

Hosszú, lebegő köpenyszerűségét, testdresszét háromszáz egymástól független, mozgatható toll borítja. A tervet additív gyártással és lézervágással váltották valóra.

Nem most alkalmazták először a 3D nyomtatást. A 2021-es változatban printelt kézprotézissel és mellkas-lemezzel igyekeztek elérni a retrofuturista élményt. Magát a technológiát, a 3DP eljárást viszont egyik esetben sem pontosították, viszont egyértelműen polimerrel dolgoztak, és mivel a keményebb anyagok sebeket okozhatnak a táncosnak, valószínűleg valamilyen fotopolimerizációs technikát, például SLA-t alkalmazhattak.

Az eredménnyel kifejezetten elégedettek.

A Lockheed Martin pilótafülkét nyomtatott az F-35 Teljes Misszió Szimulátorhoz (FMS). Több évig dolgoztak rajta, az első két darabot 2022 végén szállították le az amerikai tengerészgyalogság észak-karolinai légi bázisára.

A két hónapig tartó nyomtatás bonyolult folyamatnak bizonyult, és megtanulták belőle azt is, hogy hogyan kerüljék el a hibákat, áramvonalasítsák a gyártást, növeljék a hatékonyságot.

A nyomtatott pilótafülke a nagyvállalat digitális átalakulás stratégiájának egyik kulcseleme. Amikor elkezdték, a gyárthatóságra összpontosítva, alaposan át kellett nézniük és tervezniük a hihetetlenül komplex berendezést. Úgy kellett megcsinálniuk, hogy a termék életciklusában egyértelművé váljanak az előnyök: minőség, költségek, ütemezés.

A megvalósításhoz digitálisiker-technológiát használtak, azzal vizualizálták a gyártást, hogy hol helyezhető el a pilótafülke. A rendelési időpontok teljesítése miatt nagyon alaposan meg kellett tervezniük.

3D nyomtatással 75 százalékkal csökkenthető a hagyományos részek beszerzésére fordított idő, és a hagyományos fémalkatrészek száma is 70 százalékkal csökken, azaz gyorsabb lett, és jelentősen egyszerűsödött a szimulátor gyártása. A printelt szimulátor sokkal hamarabb eljut a katonákhoz, ami hadiállapot esetén különösen előnyös.

Nem sokkal az FMS után a nagyvállalat megkapta at engedélyt a GPS III műholdba integrált kommunikációs reléhez kapcsolódó körsugárzó antennája használatára. Az antenna szintén 3D nyomtatással készült.

A „minden-irányú” antenna teszi lehetővé a műhold kommunikációját a földi rendszerekkel. A telemetriai, nyomkövetési és irányítási rendszer része, jeleket ad és vesz. Formára olyan, mint az elődje, csak míg az kézzel összeforrasztott több darabból, emez egyetlenegyből áll. Geometriáját, egyes elemeit csak 3D nyomtatással lehetett kivitelezni. A folyamat könnyen megismételhető, így hamarabb elkészülhetnek az újabbak. Összességében 60 százalékot spóroltak a kiadásokon.

A GPS III űrjárművet előreláthatólag 2026-ban lövik fel.

A HP a 3D nyomtatóiparban polimeralapú gyártótechnológiáiról a legismertebb, és a számok magukért beszélnek: a Multi Jet Fusion (MJF) 2014-es bevezetése óta, az egészségügytől a légjármű-szektorig, több mint 170 millió nyomat készült a rendszerrel.

Az utóbbi években a Toyota és a SOLIZE autó cserealkatrészeket printelve, jelentősen csökkenti a kiadásokat és a gyártási időt. Kuriózumként, a vállalat rendszereit már olyan cég is használja, mint a kozmetika legendás nagyágyúja, a L’Oréal.

A HP azonban nem elégedett meg a polimeralapú 3D nyomtatásban betöltött szerepével, hanem régóta érdeklődik a fémnyomtatás iránt is. Jó ideje kapcsolatban áll gyártóóriásokkal, a szintén változatos szektorokban alkalmazható, binder jetting technológiájú Metal Jet S100 rendszere azonban csak tavaly mutatkozott be. (A géppel egyszerre mutattak be két rá fejlesztett anyagot is.)

A printerrel lehetőség nyílik végtermékek nagymennyiségű és költséghatékony gyártására. A költséghatékonyság nem kis mértékben az ipari szabvány MIM (Metal Injection Molding) anyagokkal való kompatibilitásával magyarázható. Összességében ezzel szüntethető meg a fémnyomtatás ipari közegben történő skálázhatóságának, méretezhetőségének a problémája, és válhat valóra a tömegtermelés.

A partnerek elégedettek, például a mezőgazdasági gépek piacát vezető John Deere környezetbarát, a termelékenységet növelő, hosszabb életciklusú traktorokat gyárt az S100-zal.

A HP legújabb partnere az energetikában és ipari automatizációban világelső Schneider Electric szakemberei csak jókat nyilatkoznak a fémnyomtató-rendszerről. Kiemelik, hogy a technológia ideális jobb minőségű és teljesítményű energia-szűrő berendezések gyártására.

Sportfelszerelések gyártásában egyre több szerep jut a csúcstechnológiáknak, köztük természetesen a 3D nyomtatásnak is. A gyártócégek folyamatosan keresik az innovatív megoldásokat, hogy miként lehetne növelni például a versenykerékpárok teljesítményét. Nem véletlen, hogy a bicikligyártásban már kifejezetten népszerű a 3DP.

A Pinarello BOLIDE F HR 3D-jén, a világ leggyorsabb biciklijén vannak printelt részek. A Mythos és az IXO fémnyomtatással készített új kormányszára, az Elix 2022 elején jelent meg a piacon.

A holland Kú Cycle kiváló teljesítményre képes, kerékpárosokhoz tökéletesen passzoló bringát tervezett. A műanyag-megoldásairól ismert QDP és a sportcuccok printelésében óriási tapasztalattal rendelkező Carbon közreműködésével készítették el a triatlonosoknak szánt, személyre szabható Kú TF1 modellt.

A Carbon printelt már baseball-kesztyűt, jéghoki sisakbélést, legismertebb darabja az Adidas Futurecraft 4D cipője. Nem véletlenül esett rájuk a QDP választása, hogy a kaliforniai cég gyártsa le a Kú TF1-et. Már csak azért sem, mert technológiájuk gyorsabb, és az előállítási költségek alacsonyabbak, mintha hagyományos eljárásokat alkalmaznának. Ráadásul a QDP a Carbon Design Engine szoftverével tartós rácsszerkezeteket tudott kidolgozni.

Az eredeti tervhez végig ragaszkodtak – a kerékpárnak személyre szabottnak kell lennie, növelje a sportoló kényelemszintjét és természetesen a teljesítményét is.

Ennek megfelelően a kézfogantyúra és a könyöklőre összpontosítottak. Ezeket merevre kellett kidolgozniuk, hogy a jármű feletti kontrollt és a kényelmet is garantálják. Több teszt után a Carbon a követelményeknek nemcsak megfelelő, hanem a verejtékkel szemben is ellenálló EPU 41 anyagát választották. Utóbbi versenybiciklik kialakításánál nagyon fontos szempont.

A sebességváltó viszont EPX 82-ből készült. Fejlesztés közben a QDP folyamatos kapcsolatban állt az ügyfelekkel, visszajelzéseik alapján próbálták a lehető legakkurátusabbra kidolgozni a bringát. A prototípus hónapok helyett egy hónap alatt készült el, a gyártási költségekről viszont nincs adat, de nyilvánvaló, hogy a 3D nyomtatás csökkentette a kiadásokat.

A kerékpárt több versenyző kipróbálta, visszajelzéseik pozitívak. A következő egy-másfél évben a Kú Cycle ötszáz és ezer közötti TF1 gyártását tervezi.

2022-re az epidémia utáni konszolidáció éveként tekintünk a 3D nyomtatás történetében. Ennek jegyében több cég egybeolvadt, fontos felvásárlások történetek.

A trend egyik legmarkánsabb mozzanata a fényképezőgépeiről ismert japán multinacionális, a Nikon szeptemberi bejelentése volt a lübecki SLM Solutions felvásárlási szándékáról. A lézeres porágy-fúzió egyik úttörőjének számító és a fémnyomtatásban sokévnyi tapasztalattal rendelkező német vállalat ma már 61,10 százalékban a Nikon tulajdona, az akvizíció hivatalossá vált, az SLM és leánycégei a japán óriás leánycégeivé váltak.

A következő hónapokban elképzelhető, hogy valamilyen „nagy dobással” hallatnak majd magukról. A német gyártó mindenesetre teljes mértékben támaszkodhat a Nikon szerteágazó szakismereteire.

A japán vállalat egyébként nem annyira új szereplő a 3D nyomtatás világában, mint sokan gondolják. Először 3D szkennerekre és meteorológiai alkalmazásokra összpontosítottak, aztán fokozatosan egyre közelebb kerültek a technológiához. Az első valóban fontos, döntő lépésnek a fémnyomtatás-szolgáltató Morf3D 2021-es felvásárlása számított.

Az SLM akvizíciója ezt a trendet erősíti, a Nikon vélhetően a 3DP-ben is a meghatározó szereplők közé emelkedik. Az üzlettel mindkét fél maximálisan elégedett.

„Az optikai-elektronikus csúcstechnológiák és a precíziós eszközök fejlesztésében szerzett bőséges tapasztalatával, a Nikon ideális partner az SLM számára. Közösen, az innováció-központú környezet állandó szintemelésével, tovább erősítjük az integrált fémnyomtatásban betöltött vezető szerepünket. Az összes nagyobb iparág ismeri technológiánkat, tudják, mennyire fontos, és a Nikonnal még tovább bővítjük ügyfélkörünket” – jelentette ki Sam O’Leary, az SLM vezérigazgatója.

„Sokra értékeljük az SLM lehetőségeit a fémalapú additív gyártásban, közösen pedig a világ számos pontján, változatos iparágakban, felgyorsított tempóban kínálhatunk holisztikus megoldásokat. Digitális gyártásunk javulására és növekedésére számítunk, és biztosak vagyunk, hogy vezető szerepet fogunk játszani a globális tömegtermelés forradalmában” – jelentette ki Toshikazu Umatate, a Nikon vezérigazgatója.

Az 1981-ben alapított, kivételes technikai ismereteiről és a csúcsminőségű gyártásról ismert francia Société Parisse precíziós gépészetre szakosodott, beleértve speciális gépezetek készítését, összeszerelését is. A vállalat jó híre miatt a Forma 1-től és a motorversenyzéstől, profi kerékpározástól kezdve a gyógyszer- és a légjármű-iparig, változatos szektorokban érdekelt, például az Ariane rakétához is készítettek alkatrészeket.

Hagyományos gépparkjuk mellett úgy döntöttek, hogy ipari 3D nyomtatókkal bővítik eszköztárukat. Egyrészt a francia és nemzetközi ügyfelek számának folyamatos növekedése, másrészt az indokolta a 3DP használatát, hogy additív gyártással könnyebb darabok állíthatók elő – és egyre nagyobb igény mutatkozik irántuk –, mint a klasszikus eljárásokkal, ráadásul sok ilyen csak 3DP-vel készíthető.

Elképzeléseiknek megfelelően, a szintén francia INTAMSYS Funmat Pro 610HT printerét vásárolták meg. Az FFF-gép nyílt rendszer, csúcsminőségű anyagok is printelhetők vele. A nyomtatás akár a szuperpolimereknek ideális 300 fok körül is történhet, míg az extruderek az 500 fokot is elérhetik, a 610x508x508 milliméteres építési terület pedig elég nagy méretes darabok, vagy több kisebb szimultán nyomtatására.

A csúcsminőségű polimerek, a szuperpolimerek nyomtathatósága volt az egyik legfontosabb érv a Funmat Pro 610HT mellett.

Az ezek közé tartozó PEEK (poliéter-éter keton) és az Ultem annyira erősek és merevek, a hőnek olyan jól ellenállnak, hogy fémeket is helyettesíthetnek. Mivel vegyi anyagokkal és a korrózióval szemben egyaránt jól ellenállnak, a belőlük készült darabok extrém környezetekben is használhatók. Mindezek mellett könnyűek, egyszóval ideális matériák a Société Parisse elképzeléseihez.

Jó minőségű műanyagokkal korábban is dolgoztak, a printer viszont lehetővé tette, hogy kiaknázzák az additív gyártás adta lehetőségeket. Első körben a CNC gépekkel költségesebb és időigényesebb prototípuskészítésre, ma viszont már csere-alkatrészek, végtermékek gyártására is használják a technológiát, fémdarabokat polimeralapúakkal helyettesítenek vele.

Jozeph Forakis világhírű tervező a napokban mutatta be legújabb projektjét, a 88 méter hosszú, napenergia-elektromosság/hidrogénvezérlésű, hibrid szuperjachtját, a Pegazust. A vízi jármű 3D nyomtatással készül, ötlete az Égei-tengeri Koufonissi szigetén fogant. Észrevétlenül kell beolvadnia környezetébe, a természetbe, és úgy szelnie a vizeket, mintha láthatatlan lenne.

Hosszas kutatások után mai csúcs- és még fejlesztési fázisban lévő technológiák mellett döntöttek, hogy minden szinten egyedit alkossanak: fenntarthatóság, szerkezeti integritás, működés. A hajótestet és a szuperszerkezetet integráló hálós keret kivitelezéséhez robotikus, nagyformátumú 3D nyomtatást (LFAM) használnak.

Csak így tudják valóra váltani a megálmodott erős, egyben nagyon könnyű szerkezetet. Hagyományos gyártómódszerekkel összehasonlítva, az LFAM kevesebb energia-, anyag- és térhasználattal jár, gyorsabb a munka, minimális a hulladék.

Az íjszerű, alacsony fekvésű, merev ívű, ezüstös, fémes hajótest tökéletesen beleolvad a vízbe, a színe és a mozgása is ahhoz hasonló. A víz szintjén lévő alapra a felhőket és az égboltot visszatükröző, a pillanat szépségét megragadó többszintű üvegszárny épül.

A futurisztikus belső tér központi darabja a szintén élő és lélegző természeti képződmény, a medencéből kiemelkedő többszintes Életfa. A nagyvárosi vertikális mezőgazdaságból ismert hidropóniás kert (Zen-kert) biztosítja a friss élelmiszereket és a levegő tisztítását. A jacht legfelső szintje csak a tulajdonosé, különleges lakosztállyal, méretes privát terasszal.

Pegazus széndioxid-kibocsátása nulla, az energiát maga állítja elő, a napenergia segítségével a tengervizet hidrogénné alakítják át. A hidrogént hosszabb ideig tárolhatják a fedélzeti ütemanyag-cellákban, rövidebb ideig pedig Lítium-ion elemekben.

Az energiahatékonyság miatt a láthatatlanság nemcsak a szuperjacht esztétikai jellemzője, hanem a környezeti hatását is plasztikusan szemlélteti.

A 2020-ban alapított ausztrál Additive Surgical, első cégként az országban, gyártott 3D nyomtatással titán alapú gerincimplantátumokat. Nemrég több egészségügyi eszközt printelve, bővítették a kínálatot: PLIF, DLIF, TLIF, amelyek ágyéki és más testrészek erősítését szolgálják.

Az új eszközök mindenféle nemzetközi szabványoknak megfelelnek, a csontnövekedési technológiát és a 3D nyomtatást összekombinálva dolgozták ki őket.

Egy ilyen, teljes egészében printelt szerkezettel az implantátum, beleértve a tágulási mechanizmust is, mikroporozítása hat-tíz mikron, amellyel kedvező környezetet biztosít a csontnövekedéshez. (A mikroporozitás a nagyon kicsi pórusok mellett a felületi érdességhez kapcsolódó porozitásra is vonatkozik.)

A véglemezeket érintő makroporozitás (a hálószerkezet 500-700 mikronos pórusmérete) egyedi kombinációja, a közvetlen lézeres fémolvasztás (DMLM) technológia rugalmassága szintén ideális feltételeket teremt az implantátumon és rajta keresztül történő csontképződéshez.

Az Additive Surgical gerincimplantátum eszközei jelenleg nemcsak Ausztrália, hanem az egész világ legátfogóbb, közvetlen lézeres fémnyomtatással készült gerincimplantátum-kínálata. Kiváló minőségű első és másodikgenerációs beültetések és rendszerek szerezhetők be tőlük.

A vállalat elmondása alapján orvosi eszközeik több mint nyolcvan százalékát importálják.

A multinacionális vállalatok piaci részesedése Ausztráliában nagyon magas, a nyereség zöme a nemzetközi részvényeseknél köt ki. Változást hozhat, hogy az Additive Surgical elkötelezett a helyi gyártás, az ausztrál szabadalmaztatás, az ottani innováció és a technológiai kereskedelmi hasznosítása mellett. A cég szoros munkakapcsolatot ápol ausztrál sebészekkel, klinikákkal, kórházakkal, kutatóintézetekkel, egyetemekkel.

Az új eszközök gyártása néhány hónap alatt befejeződik, azt követően pedig rögtön jön is a kereskedelmi forgalmazás.

Az Ultimaker és a MakerBot az egyik legelterjedtebb, legkönnyebben használható nyomtatótechnológia a szálhúzásos (FDM) 3D nyomtatás illusztris, piacvezető képviselői közé tartoznak. Desktop gépeik népszerűe, mindkét cég termékeit a FreeDee forgalmazza Magyarországon.

A két vállalat tavalyi egyesülésével létrejött UltiMaker (figyelem a kis és nagybetűkre) első gépe máris megjelent. Az új FDM printer, az S7 sokak szerint – első ránézésre – olyan, mintha az Ultimaker díjnyertes és kategóriájában egyik legtöbbet használt S5 felturbózott változata, nagytestvére lenne, ráadásul még a logo sem változott: Ultimaker és nem UltiMaker – valószínűleg azért, mert a fejlesztést az egyesülés előtt kezdhették el.

A vállalat, az UltiMaker elmondása alapján az S7-et a nyomtatás felgyorsítására tervezték. A felhasználható anyagok palettája bámulatos: a gép több mint kétszázzal, köztük szabvány műanyagokkal (PLA, ABS stb.), elasztomerekkel (TPE, TPZ) és technikailag bonyolultabb szálakkal (PETG, POM stb.) is kompatibilis.

Az UltiMaker S7 nyomtatási területe 330x240x300 milliméter (mint az S5-é), mérete 495x585x780 milliméter, tömege 29,1 kiló. néhány technikai jellemzője: kettős extrudálás, automatikus kalibrálás, a rendszer előre érzékeli, ha elfogy a filament.

A cél mindennel az volt, hogy a felhasználó úgy, de mégis jobban érezze magát, mintha S5-tel dolgozna. Az S7 a nagy előd összes jó tulajdonságát megőrizte, sőt, azokat egy kicsit még jobbá tették – árulták el a fejlesztők.

A gép maximális sebessége másodpercenkénti 24 köbmilliméter, a rugalmas nyomtatótálca hőmérséklete elérheti a 140 Celsius-fokot, a nyomatokat könnyű kivenni. A gépet a gyártófolyamat során kibocsátott ultrafinom részecskék 95 százalékát megszűrő légkezelővel szerelték fel.

Az előkészítés Cura, a gép kezelése Connect szoftverrel történik. A munkafolyamatot 1080p-s kamera figyeli valósidőben. A printer az UltiMaker Material Station megoldásainak (filament automatikus adagolása, a nedvesség jobb kontrollálása stb.) integrálását célzó Pro Bundle csomaggal bővíthető.