FREEDEE BLOG

Borneó (Kalimantan), az Egyenlítő által átszelt, hatalmas délkelet-ázsiai sziget három országhoz tartozik: északi részén Malajzia két szövetségi állama, Sarawak és Sabah osztozik, a kettő között fekszik a Brunei Szultanátus, a maradék, a legnagyobb terület Indonéziáé. Orangutánjairól, esőerdőiről híres, biológiailag a bolygó egyik legváltozatosabb helye, több mint tizenötezer növényfajnak ad otthont.

Ebben a környezetben senki nem számított a 3D nyomtatás gyors térnyerésére, viszont, ha a technológia nem is terjedt el, az első printelt ház már áll, mégpedig maláj földön, az északnyugati Sarawakon. Ez a rész sokkal urbanizáltabb, mint a középső.

A betonöntéssel foglalkozó Sarawak Consolidated Industries Berhard (SCIB) nemrég mutatta be az épületet. A munkában a speciális printeréről ismert, a világ sok részén (Indiában, a Közép-Keleten, Afrikában, Észal-Amerikában és Európában) már bizonyított dán COBOD volt a partnere.

A kilencven négyzetméteres épületet a cég BOD2 gépével készítették. A nyomat teljes hossza kilenc kilométer volt, rétegről rétegre extrudálták, a készülő rétegeket a már elkészültekre helyezték. Összesen 142 kétcentis réteget printeltek.

A SCIB csapata a ház külső falait bevakolta, ami a magas páratartalom miatt bevett dolog a környéken. Ha a falakon zöld algák nőnek, a vakolat könnyebben mosható és tisztítható. Az algák jelenléte az időjárás miatt elég gyakori.

A COBOD vezetősége elmesélte: soha nem hitték abban, hogy az olyan helyeken, mint Borneo valaha is érdeklődni fognak a nyomtatott épületek iránt, de sikerült bebizonyítaniuk a technológiájukban rejlő végtelen potenciált.

A ház a Malajziai Építőipari Fejlesztési Tanács (CIDB) telephelyén, egyben a Malajziai Építési Akadémia területén található Sarawak brit gyarmati emlékekben gazdag fővárosában, Kuchingban.

A fenntarthatóság a 3D nyomtatás egyik nagy előnye egy olyan világban, ahol a különféle nemzetközi egyezmények, törekvések ellenére az utóbbi tíz évben folyamatosan nőtt a károsanyag-kibocsátás, és következményként a légkör szennyezettsége.

A német AMPOWER 3DP konzultációs cég friss beszámolója speciális információkat szolgáltat a hagyományos gyártási módszerekkel összehasonlított fémnyomtatás fenntarthatóságáról. Ebből az anyagból is kiderül, hogy a 3DP-nek összességében sokkal kisebb a széndioxid-lábnyoma.

A cég speciális kalkulátort dolgozott ki a különféle technológiák által hagyott környezeti lábnyomok számszerűsítésére. egyértelművé téve, hogy a porágyas fúzió esetében ez jóval alacsonyabb, mint a marásnál. Mivel méretre optimalizált szerkezetek állíthatók elő 3D nyomtatással, az anyag- és az energia-input alacsonyabb. A binder jetting nyomtatótechnika szintén nagyon jó eredményeket produkált.

A fenntarthatóság elbírálásában a gyártás során használt különféle energiafajták figyelembevétele szintén fontos. Öntéssel például sok hő termelődik, és a fosszilis tüzelőanyagok elégetésével közvetlen a széndioxid-kibocsátás. Ezzel szemben, fémnyomtatásnál csak elektromos energiát használunk, tehát a szükséges energiamennyiség széndioxid-kibocsátása más.

Az additív gyártás ellátási láncát elemezve, a fenntarthatóság már az anyag kiválasztásával, a szükséges anyagmennyiség megállapításával elkezdődik. Mivel viszonylag sok az újrahasznosított anyag, gyakran száz százalékban újrahasznosíthatók a fémporok. A kívánság szerinti (on-demand) gyártással pedig kevesebb tárolási és szállítási kapacitásra van szükség. Ezekhez adjuk még hozzá a nyomatok, például turbina-, repülőgép-, autóalkatrészek (tömegének és teljesítményének) optimalizálással elért hatékonyságát.

Magyarán a tervezéstől a végtermékig, az ellátási lánc összes szegmensében érvényesül a fenntarthatóság elve.

A beszámoló szerint nagyon nehéz megmondani, melyik a legkevésbé szennyező technológia. Ez az ötvözet fejtájától, a nyomat geometriájának komplexitásától és más tényezőktől is függ. Minél komplexebb egy termék, annál célszerűbb nyomtatni, míg a legegyszerűbb tárgyak esetében talán a marás a fenntarthatóbb. Repülőgép-alkatrészeknél például a méret is sokat számít – minél kisebb, de minél komplexebb az adott darab, annál inkább csökkenthető a jármű üzemanyag-fogyasztása.

Egyre több elektromos kerékpárt látunk a nagyvárosokban, és valószínűleg még többet fogunk a közeljövőben; rendeltetésük, hogy az autók helyettesítésével, számuk csökkentésével, környezetbarátabbá tegyék a közlekedést.

Az amerikai Light Electric Vehicle Association statisztikái alapján az USA 2021-ben 790 ezer e-kerékpárt importált. Ez a szám jelentős növekedés a 2020-as 463 ezerhez képest. Még egy adat: úgy tűnik, hogy az országban többet vesznek belőlük, mint az elektromos autókból.

Világviszonylatban hasonló a helyzet.

A belgiumi Shadow startup három éve dolgozik természetbarát elektromos kerékpáron. A jármű azért is „zöldebb” közlekedési eszköz, mert additív gyártással készül.

Az M1 nevű – első – változat árusítását a napokban kezdték meg. Vázát széndioxid-semleges, biológiailag lebomló biopolimerből hozták létre meg nem nevezett, FFF-technikával működő, nagyméretű 3D nyomtatón. Tehát a bicikli, az előállítási technika és az anyag is egyaránt „zöld”, ráadásul a fejlesztés, a gyártás és az összeszerelés is Belgiumban történik, és így csökkennek a szállítási költségek, valamint a szállítással járó környezetszennyezés veszélye sem áll fenn.

Kiegészítőkkel együtt 70, illetve 100 kilométeres változat is van. Kérdés, hogy az elemmel melyikre töltik fel. Maga az elem szintén helyi gyártmány, előállítási költségein sokat spóroltak.

A gyártást a tervezőszoftverrel kezdték, a felhasználó biometrikus adatai ismeretében alakítják ki a nyomtatott vázat.

„A 3D nyomtatás forradalmi technika a tervezésben. Lehetővé teszi a felhasználó alakjához passzoló, hosszú ideig működőképes kerékpárok létrehozását. A biometrikus adatoknak köszönhetően, minden egyes Shadow bicikli személyre szabott” – jelentette ki Adrien Pire, a startup alapítója.

A biztonságot a hidraulikus fékek garantálják, vannak sárvédők, és természetesen a nyerget is a felhasználó méretére alakítják ki.

70 kilométeres változatban 2499 euróba kerül, a kiszállítás jövő februárban várható.

A három gépészmérnök által fejlesztett, műgyantával működő hongkongi Tiny Maker valószínűleg számot tarthat a világ legkisebb otthoni és mobil használatú 3D nyomtatója címre. Méretre akkora, mint a tenyerünk, 100x115x155 milliméter, tömege csak hatszáz gramm. Kinézetre nagyon kúl, akár a 3D nyomtatás következő nagy dobása, és persze újabb médiaszenzáció is lehet.

A printeren két évig dolgoztak – elkészítették a tervet, majd a prototípust, utána tesztelték, optimalizálták. A prototípuskészítés több fázison ment át. Jelenleg a fröccsöntő formák és a rögzítők tesztelésén, valamint az alkatrészek első szállítmányának megrendelésén vannak túl. A fémrészeket nagypontosságú CNC-gépeken gyártják a Tiny Makerhez.

Fejlesztői elmondása alapján, működéséhez csupán öt watt elegendő, de a miniatűr gép powerbank-ről is megy, azaz teljesen mobil szerkezet, bárhova vihetjük magunkkal. Olyannyira az, hogy kiegészítőként hordtáskát is vásárolhatunk hozzá. (A powerbank elektromos hálózatról feltölthető, hordozható külső akkumulátor vagy vésztöltő, amellyel USB-kábellel tölthetjük elektromos eszközeinket.)

A 30x40x60 milliméteres munkafelület miatt a nyomat aligha lesz nagy, és a 320x240 pixel felbontás miatt a minőség is nyilván hagy kívánnivalókat maga után. Mindenesetre összes hibája ellenére, ebben a mérettartományban a Tiny Maker az eddigi legígéretesebb próbálkozás.

A projektre a Kickstarteren kalapozták össze a pénzt, a kért tízezer dollárt simán összeszedték, most (október 24-én) 105 ezer felett tartanak. A korai támogatók hordozható mosó és megmunkáló-állomást, valamint az említett hordtáskát is megkapják hozzá. Nekik egy gép ára 99 dollár, a kiszállítás jövő februárban várható.

A bárhol történő printelést akadályozhatja a nyomtatóanyag, mert a műgyanta mérgező gőzöket bocsát ki, úgyhogy gondoljuk meg alaposan, hogy hol fogjuk használni. Mivel a gép nyílt forrású, kísérletező kedvű makereknek külön ajánlott.

A 3D nyomtatás iparrá válási folyamatában kevés terület játszik akkora szerepet, mint a gépjármű-szektor. Elsőként ebben az iparágban használták a technológiát, kezdetben csak prototípusokat készítettek vele. Az évek során megváltozott a helyzet, a prototípuskészítés ugyan még mindig fontos, viszont szignifikáns elmozdulás történt a végtermékek felé. Manapság azok printelése is legalább annyira meghatározó.

A pandémiából kilábalva, a folyamatok felgyorsultak, az additív gyártás gépjármű-ipari jelentősége hónapról hónapra nő. A Smart Tech Publishing felmérése alapján csak a nyomatok kilencmilliárd bevételt generálnak, ez pedig nyolcszoros növekedés 2019 óta. A gyártók a gyártás minden fázisában kihasználják a technológia adta lehetőségeket.

Az egyik legnagyobb 3DP szakmai portál, a 3Dnatives aprólékos és áttekintő infografikával mutatja be az additív gyártás szerepét a gépjármű-iparban. Többek között olyan kérdésekre kapunk választ, hogy hogyan használják, melyek a legfontosabb előnyei.

A teljesítmény az elsőszámú szempont, és csak utána jön a jármű tömegének csökkentése.

A 3D nyomtatásnak és a topológiai optimalizálásnak köszönhetően, a gyártók könnyebben optimalizálják az egy-egy alkatrészhez szükséges anyag mennyiségét. Versenyautóknál ez külön előnyös, a NASCAR és a Forma 1 több istállója nem véletlenül alkalmazza a 3DP-t.

Az egyedi megoldások kialakítása, a személyre szabás, a modularitás szintén fontos szempontok. Hogyan dolgozhatók ki egyedi ízlésünknek megfelelő járműbelsők, milyen kiegészítő cuccokkal érezzük még inkább sajátunknak az adott autót?

Az infografika ezekre a kérdésekre is igyekszik választ adni. Készítői szerint a prototípuskészítés, szerszámok és eszközök gyártása, kisszériás- és tömeges gyártás, régi járművek újjáépítése és a már említett személyre szabás a legfontosabb alkalmazások. A technológiát a szektorban szinte mindenhol használják: motorok, személyszállító autók, elektronikus és önvezető járművek, versenyautók, kamionok, buszok is készülnek vele.

November 15. és 18. között, szokás szerint Frankfurt am Mainban kerül sor az additív gyártás legnagyobb éves seregszemléjére, a Formnext 2022-ra. A rendezvény egyik leginnovatívabb résztvevője, az izraeli XJet csúcsminőségű fémekkel és kerámiákkal mutatja majd be, hogy a gyártók hogyan állíthatnak elő teljesen automatizált technikával környezetbarát, méretezhető és topkategóriás termékeket.

A cég Carmel 1400 rendszere egyedi NanoRészecske Kilövellő (NPJ) nyomtatótechnikával, por nélküli technológiával működik, és ér el különleges minőséget, tervezési komplexitást, és oldja meg mindezekkel több iparág problémáit.

A michigani Azoth, az XJet fémnyomtató rendszerének egyik felhasználója meg fogja osztani a gép működtetése közben szerzett tapasztalatait.

„Nagy az igény XJet megoldásai iránt. Finom részletek, nagy felbontás, a felületek remek megmunkálása, minden közvetlenül a fémgyártásban szerzett tapasztalatainkat tökéletesen kiegészítő gépből jön. A Carmel 1400M lehetővé teszi, hogy kis mennyiségtől eljussunk a teljes mértékű gyártásig. Ez úgy valósul meg, hogy a berendezést nem kell átállítani a gyártásra való váltás során” – magyarázza Cody Cochran, az Azoth egyik vezetője, társalapítója.

A komplex nyomatokat előállító rendszer nem igényel utólagos megmunkálást. A Carmel 400 és az oldódó segédanyagokat automatikusan eltávolító SMART Station egymás mellett fog dolgozni a frankfurti bemutatón.

„Amennyire zsúfolt az additív gyártószektor, annyira egyedi megoldást kínál az XJet. Éles szögeket, túlnyúlásokat, belső üregeket gyakran még mindig nehéz más technológiákkal megvalósítani. Ez az egyedi, oldódó segédanyagunkkal és a SMART Station automatizált eljárásával történik. Megismételhető, megbízható, ipari léptékű” – jelentette ki Yair Alcobi vezérigazgató.

A nanorészecskék és a sokkal kevesebb kötőanyag használata miatt a nyomatok tömörebbek, és mivel a szinterezési hőmérséklet (rozsdamentes acél esetében például tizenöt százalékkal) alacsonyabb, kisebb az energiafogyasztás, kevesebb a zsugorodás és a deformáció.

A cég legújabb anyagait is be fogja mutatni a Formnext 2022-n.

Az izraeli Plantish startup célja az élelmiszeripar, azon belül a halak és tengeri gyümölcsök piacának, fogyasztásuknak forradalmasítása.

A FAO, az ENSZ Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Világszervezetének egyik beszámolója alapján 2018-ban 179 millió tonna halat fogyasztottunk el, 2030-ra viszont már 204 millió tonnát prognosztizálnak. A növekedés komoly hatással lesz tengerekre, óceánokra, a halételek minőségére, és súlyos ökológiai kihívásokat is felvet.

A Plantish 3D nyomtatott növényi alternatívát kínál. Abból indultak ki, hogy a földi élet eredete, az óceánok haldokolnak. A túlhalászás komoly természeti károkat okoz, miközben soha nem látott magasságokban, és folyamatosan nő a halak iránti kereslet.

A lazacpiaccal kezdték, proteinekből készült, omega-3-ban és 6-ban gazdag, antibiotikumokat és toxinokat, például higanyt nem tartalmazó növényi alapú filéket kínálnak. A prémiumkategóriás filéket szabadalmaztatott 3D nyomtatótechnológiával készítik, a terjesztés étterem-hálózatokon történik.

„Elképzelésünk alapján úgy válunk a világ elsőszámú halétel-márkájává, hogy egyetlen halnak sem okozunk kárt” – nyilatkozta a Plantish vezetősége a 3Dnatives-nek.

Mivel a lazac szövetszerkezete és zsírkomponensei speciálisak, ahhoz, hogy minden egyes szövet a megfelelő helyen legyen, megvalósulhasson a komplexitásuk, a vállalatnak speciális technológiát kell használnia. A mostani technikát a lazacra találták ki, és a méretezhetőség is nagyon fontos szempont volt. Ezek mellett az érzékszervi gasztronómiai élményt is figyelembe kellett venniük ahhoz, hogy ugyanazt érjék el a növényi lazaccal.

Íz, textúra, illat, aroma és – szerintük a legfontosabb – szerkezet…

A lazac csak a kezdet – hangsúlyozzák. Az összes közkedvelt halat szeretnék növényi hasonmással helyettesíteni, határ a csillagos ég.

Halak után a tengeri gyümölcsök jönnek majd.

Az elektromos indukció elektromágneses kölcsönhatás. Lényege, hogy „az időben változó mágneses tér egy vezetőkörben elektromos feszültséget indukál.” (Wikipédia) Több területen alkalmazzák, legismertebbek az áramfejlesztő generátorok, de mikrofonokhoz, mágneslemezekhez stb. szintén előszeretettel használják.

A GH Induction a napokban jelentette be, hogy – elektronsugár olvasztással (EBM) – elkészítette az eddigi legnagyobb nyomtatott tiszta réz indukciós tekercset. Az elektromágneses indukciós technológia kulcskomponenséről van szó, fémalkatrészek lehető leghatékonyabb melegítésére szolgál.

A Valencia-székhelyű vállalat 2014-ben indította el 3D nyomtatással foglalkozó csoportját (3D Inductors), amely közvetlenül tiszta rézből printel ilyen tekercseket.

A 3D nyomtatás egyértelmű volt számukra, mert a technológiával alacsonyabbak a gyártási költségek, hosszabb a termékek életciklusa. A nyomtatási paraméterek optimalizálásával egyre nagyobb tekercseket tudnak létrehozni.

A tekercseket hagyományosan manuális módszerekkel, forrasztással, keményforrasztással dolgozzák meg. Mivel biztosítják a felmelegítési folyamat gyors, biztonságos és kontrollált megvalósulását, az energiafelhasználás optimalizálását, kulcsfontosságúak az indukcióban.

Az alkalmazásokat illetően, a technológiát szinte minden ipari szektorban, fémek hőkezelésére és összeszerelésre használják. A 3D Inductors híres tekercseit a GE Additive EBM technikával működő gépein printelik. A kezdetektől 180x180x180 milliméteres nyomtatási felületet használtak hozzá, nemrég viszont újragondolták, hogy növeljék a legyártott termékek mennyiségét. Most már 180x180x350 milliméteres felületen dolgoznak, amivel kivitelezhették a rekordnagyságú tekercset.

Az anyagot és a tekercset több szempontból, például a tisztaságát, ellenálló képességét tesztelték, és elégedettek az eredményekkel, mert sokkal jobbak, mint a hagyományos tekercseké. Additív gyártással kiváló a minőség, a nyomat belső és külső geometriája egyaránt komplexebb, mint a korábbi eljárással készült daraboké.

Hét vezető német ipari cég (Audi AG, EOS, GE Additive, Linde, MTU Aero Engines, Oerlikon, Siemens) és a Müncheni Műszaki Egyetem (TUM) képviselői egyetértési megállapodást írtak alá a Bajor Additív Gyártóklaszter (BAMC) alapításáról. A nonprofit szervezet 2023 tavaszán indul.

Célja a vállalatok és az egyetem közötti államilag támogatott, szoros konzorciumi együttműködésen alapuló együttműködés megkönnyítése, amellyel hatékonyan igyekeznek majd kezelni a technikai és a gazdasági kihívásokat, és fel akarják gyorsítani az additív gyártás iparrá válási folyamatát.

A klaszter tagjai döntenek kutatási prioritásokról és projektekről. Ezeket az egyetemmel közösen, kutatási szerződések részeként valósítják majd meg. Új integratív k+f megközelítésük mellett, más ipari és akadémiai szereplőkkel szintén ki akarnak építeni partneri kapcsolatokat, innovatív oktatási és képzési elképzeléseket valósítanak majd meg. Minden tevékenységükkel az additív gyártás előnyeit próbálják demonstrálni.

Az együttműködés különlegessége, hogy az összes partner és intézmény közel van egymáshoz – a szervezet helyiségei az egyetem Garching kampuszán lesznek majd. Ugyanott található a TUM érintett tanszéke és a TUM-Oerlikon AM Intézet is.

„A klaszterrel Bajorország egyértelműen a jövőre készül fel” – jelentette ki Michel Süss professzor, az Oerlikon igazgatója.

Süss elmondta még, hogy a februári AMTC kongresszus és az AM Intézet alapítása mellett, ez már a harmadik kezdeményezésük az additív gyártás iparosításában. Biztos abban, hogy a klaszterrel a terület teljesen az ipari folyamatokba fog integrálódni, jelentősen bővülnek a 3D nyomtatás müncheni k+f lehetőségei, és megmarad Bajorország technológiai vezető szerepe.

A TUM Garching kampuszán az oktatásnak, k+f-nek tízezer négyzetméteres épület ad otthont. A helyszínen gazdaságilag vonzó, fejlett technológiájú termékeket is gyártanak. A kampusz különlegessége, hogy az egyetem és az Oerlikon egy helyen dolgozik.

A kaliforniai Mighty Buildings építőopari startup előregyártott nyomtatott panelekből két háló- és két fürdőszobás lakást szerelt össze. Ez az első, de nem az utolsó, mert a dél-kaliforniai Ciachella völgyben negyven ilyen otthont terveznek felhúzni.

A ház különlegessége, hogy ugyanannyi energiát termel, mint amennyit fogyaszt, ezért használják rá a „zéró nettó energia” kifejezést. A jövőben szélesebb körben szeretnék meghonosítani a környezetbarát megoldást, és bizakodnak, hogy példájukat mások is követik.

Egyelőre azonban úgy érzik, hogy csak a felszínt kapirgálják, mert a robotikában és a 3D nyomtatásban óriási építőipari lehetőségek rejlenek.

Technológiájukat 2017 óta fejlesztik, de igazából csak az utóbbi két évben nagyon aktívak. Az épületnyomtatással foglalkozó vállalatok közül elsőként ők kapták meg – ultrakönnyű anyagukra és extrudáló technikájukra – az UL 3401 különleges biztonsági tanúsítványt.

Az anyag az utólagos megmunkálást követően azonnal megszilárdul, viszont tökéletesen összetartja a rétegeket. Ezzel lehetővé válik további szerkezetek, például támasztékok nélküli plafonok létrehozása.

A módszerrel egymásba illeszthető paneleket gyártanak, a munka gyorsabbá válik. természetesen fenntartható is, mert minimálisra csökkentették a közben generált hulladék mennyiségét, 2028-ra pedig szénmentes építkezést, és a fogyasztásnál több energiát termelő nyomtatott házakat ígérnek.

A cég néhány személy által teljes házzá összeszerelhető, előregyártott, szigetelt, acélkerettel megerősített kompozit kőpanelekkel (Mighty Kit System) dolgozik. A falak hatvan százaléka újrahasznosított anyagból készül, a technológia, a hagyományos építési módszerekkel összevetve, százról egy százalékra csökkenti a munka közben termelődő hulladék mennyiségét. Az előregyártott panelekkel pedig a munkaidő feleződik meg, és az építkezés a szektor sérülékeny beszállítói láncától is jóval kevésbé függ.

A Mighty Buildings szerint módszerük válik a jövő fenntartható házépítési szabványává. A betonnal összehasonlítva, anyaguk sokkal jobban vezeti a hőt.

„Nem kell többé egyik oldalon a profit, minőség, terv és a másikon, a bolygó megvédése között választani” – magyarázza Slava Solonitsyn vezérigazgató.