FREEDEE BLOG

Amikor ráébredtünk a kőolaj-alapú járművek és más gépek súlyos környezetkárosító hatásaira, úgy tűnt, hogy a probléma relatíve egyszerűen, az elemekkel működő elektronikus autókra stb. történő átállással megoldható. Szinte senki nem kérdőjelezte meg az új, állítólag teljesen környezetbarát megoldásokat.

Aztán kiderült, hogy az egyszerű, zöld alternatíva mégsem annyira zöld, mint gondoltuk.

Az elemek használata valóban nem káros, gyártásuk és leselejtezésük viszont annál inkább az. Az előállításnál használt vegyszerek, az elemekben lévő veszélyes sav kifejezetten károsak, és mivel manapság egyre több elektronikus terméket használunk, a probléma is nagyobb. Az elemeket viszont nem száműzhetjük mindennapjainkból, tehát környezetkímélőbb megoldásokat kell kidolgozni rájuk.

A gyártástól a felhasználáson keresztül a leselejtezésig, ki kell találni, hogyan lehet a leginkább környezetbarát feltételek mellett a legtöbbet kihozni belőlük. Úgy tűnik, japán kutatók rájöttek a megoldásra.

Sendai Tohoku Egyetemén új eljárást dolgoztak ki, amellyel nagyteljesítményű szén mikrorácsoos elektródákat nyomtatnak elemekhez. A módszer hamarosan működő alternatíva lehet a környezetre sokkal kevésbé káros elemgyártáshoz és leselejtezéshez. Az elemek nagyon jó teljesítményre képesek és olcsók.

Az újírás célja az elemet egyetlen elemcellává alakításához használt aktív anyagok számának növelése, amellyel a lehetőségeiket is maximalizálják. A cellákat az inaktív anyagok kötik össze, ezért jelen esetben vastagabb elektródákra van szükség. Ezek az elektródák korlátozzák az ionok mozgását és az elektromos töltést is.

A japán kutatók műgyantából sztereolitográfiával (SLA) nyomtattak mikrorács-szerkezeteket, amelyeket speciális karbonizáló eljárással zsugorítottak. Az így létrejött kemény szénanódok gyorsabban szállítják az energiatermelő ionokat, a pontosabb rácsszerkezet pedig jelentősen növeli az anódok teljesítményét.

A kutatók jelenleg a módszer finomításán munkálkodnak.

A Markforged 18,6 százalékos bevétel-növekedést produkált – derül ki a vállalat 2022 második negyedévére vonatkozó pénzügyi beszámolójából. 2021 azonos periódusával összehasonlítva: a mostani 24,2 millió dollár 3,8 millióval több az akkorinál.

A növekedést a cégvezetés szerint részben az FX20 nyomtató iránti egyre nagyobb kereslet magyarázza. A Digital Forge szintén egyre többek érdeklődésére tart számot.

A 2021 második negyedéves jelentés tavaly júliusi közzététele óta a növekedés konzisztens, és a tempója is nőtt – 2021 második negyedévében kilenc százalék volt. A szignifikáns emelkedés egyrészt a koronavírus-járványból történő egyre gyorsuló kilábalásnak, másrészt a lehetőségek bővülésének és persze a különösen a légjármű-iparban népszerű FX20-nak is betudható. Az FX20 mellett az olcsó prototípus-készítéshez ideális Precise PLA nyomtatószálak szintén kedvelt Markforged-termékek.

A bizonytalan világgazdasági környezetnek megvannak a negatív hatásai is, de például a belső költségszabályozás alapos kivizsgálása sem jelenti az innovációra fordított összegek megvágását.

A Markforged portfoliója az idei második negyedévben a védelmi iparban is népszerűségnek örvendett. A vállalat közzé is tett az amerikai légierő X7 printerhasználatáról szóló esettanulmányt. Egyes pótalkatrészek előállítási költsége ezzel a géppel többszáz dollárról potom ötre csökkent.

A Philips Corporation halifaxi (Észak-Karolina) üzemében nagyméretű nyomatokhoz használják az FX20-at.

A második negyedévben a portfolió akvizíciókkal is bővült a Teton Simulation felvásárlásával a SmartSlice szoftvert az Eiger platformba integrálták, a binder jettingben utazó Digital Metaléval pedig e nyomtatótechnológia felhasználóinak is újabb lehetőségeket kínálnak, egyértelműen növelve a vállalat ügyfélkörét.

A harmadik negyedévet illetően, a gazdasági körülményeket figyelembe véve, csökkentették a növekedési számokra vonatkozó előrejelzéseket.

A Markforged termékeit a FreeDee forgalmazza Magyarországon.

A divathoz több iparág tartozik (ruhaipar, kozmetika, luxuscikkek), és mindegyik területen egyre markánsabb a nyomás, hogy a tervezők egészen különleges, teljesen egyedi, jól felismerhető darabokkal álljanak elő. Ez a kényszer értelemszerűen jóval az átlagfelhasználók előtt „elvezeti” őket az új technológiákhoz. Amikor a lakosság jó része még nem is hallott róluk, egyes divattervezők már egy ideje velük dolgoznak, az innováció nélkülözhetetlen eszközeiként tekintenek rájuk.

Ez történt a 3D nyomtatással is. A szakterületen hamar elkezdték alkalmazni az additív technológiákat, s jutottak el a máig. Haute couture ruháktól kézitáskákig, a jelenállást a 3Dnatives portál tekintette át egy friss anyagban.

A világon elsőként a tel-avivi Danit Peleg készített teljes egészében desktop 3D printeren divatkollekciót. Szerinte a technológiával a kreativitásban kevesebb a korlát, és a közeljövőben egyre több printelt ruhadarabot fogunk hordani.

3DP és divat legművészibb találkozása a világsztárnak számító holland Iris van Herpen úttörő munkássága.

A technológia azonban nemcsak az experimentális közeget határozta meg – hogy aztán bőven ki is nője magát belőle (Van Herpen) –, hanem a nagy divatházak, például a kifejezetten haute couture Dior Galéria is használja.

Az elsősorban a fenntarthatóságban gondolkozó Kornit Digital a kötöttáruk világában honosította meg a 3DP-t, míg mások kiegészítőket, például high fashion maszkokat nyomtatnak.

A szintén a fenntarthatóságban utazó – annak egyik úttörője – kaliforniai Julia Daviy 2017 óta nyomtat ruhákat, ékszereket, lakásdíszeket. Egyik legismertebb munkája az Organikus szoknya – a név magáért beszél. A szoknya természetesen személyre szabható, ezernél több változata ismert.

Az olasz VIP TIE nem meglepő módon – egyéni ízlés szerint kialakítható – nyakkendőket nyomtat. Szinte minden változatban, egzotikus gyöngyöktől ezüstig-aranyig, mindenféle anyagból, bármilyen formában és a matériák 80 százaléka 100 százalék környezetbarát.

A müncheni Patronace sportmárka tervezője Bastian Müller mindennapos nagyvárosi mobilitásban gondolkozik, elektromos biciklitől gördeszkáig, bármilyen közlekedési eszközhöz kényelmesek a kreációi. Saját technológiát dolgoztak ki pehelykönnyű, rugalmas – és „intelligens” – textíliák printeléséhez, amelyek a nedvességtűréstől az ütésellenállásig, remek paraméterekkel rendelkeznek. Müller és csapata a kényelmet és a stílust hozza közös nevezőre.

A divatiparban máig népszerű bőr felhasználása komoly etikai problémákat vet fel, és egyre többen gondolkoznak teljesen állatmentes bőrben. Ma már többen állítanak elő 3D nyomtatással tökéletes bőrutánzatokat, köztük pénztárcákat is.

A Milánói Divathéten a hét designercsoporttal együttműködő Stratasys – a 3DP egyik meghatározó nagyvállalata – a TechStyle 3D printeren készült SSYS 2Y22 kollekcióval debütált.

Beültetésekről általában végtag-implantátumok jutnak eszünkbe, de ma már az emberi test más részei is helyettesíthetők, csak nem annyira elterjedtek, mint a műkarok. Ezek az implantátumok, csontpótlások azonban sokkal bonyolultabbak, jóval nehezebb elkészíteni őket. Gyakran sürgősen van rájuk szükség.

A 3D nyomtatás fejlődésével új lehetőségek nyíltak meg a medicinában is. Több esetben korábban kivitelezhetetlen elképzelések váltak valóra. Ennek egyik példája egy nemrégi titánállkapocs-beültetés Hollandiában. A világon most történt meg először, hogy egy feji/nyaki rákban szenvedő beteg printelt titánimplantátumot kapott.

Az állkapocs környéki rákok ritka feji/nyaki daganatok – ez utóbbiak évente az összes diagnosztizált rák négy százalékát jelentik az Egyesült Államokban. Állkapocs-tumorokkal viszonylag kevés kutatás foglalkozik, és gyakori eset, hogy a betegség előrehaladtával, a kezelő orvos vagy a teljes alsó állkapcsot, vagy annak egy részét eltávolítja.

A lehetséges helyettesítést illetően, nagyon korlátozottak a lehetőségek. Legalábbis eddig azok voltak, és a betegek nem tudták visszanyerni állkapcsuk elveszített funkcióit. Ha mégis helyettesítették valamivel, akkor vagy a páciens másik csontjával, leggyakrabban az alsó lábszárból, főként szárkapocs-csontrésszel, vagy csak fémlapokkal pótolták. Mindkét esetben gyakoriak a komplikációk, vagy az implantok nem passzolnak igazán, vagy nem tartósak. A komplikációk sokszor a páciens életét veszélyeztetik.

Itt jön képbe a 3D nyomtatás.

A Holland Rákintézet és a szintén holland Mobius 3D Technology (M3DT) négy éves közös kutatásfejlesztés eredményeként titánból nyomtattak állkapocs-implantátumot. A beültetést tesztelendő, kiválasztottak egy önkéntest, akinek rák miatt korábban eltávolították az állkapcsát. 3D-s MRI és CT-szkenek alapján pontos modellt dolgoztak ki, amely tökéletesen passzol a beteg állához, pótolja a hiányzó részt. Ezt követően kinyomtatták, majd a páciens fejébe ültették.

Az új implantátumtípus erősebb és a testtel kompatibilisebb, mint a korábbiak. A személyre szabott, pontos méret a 3D nyomtatásnak köszönhető, de a beültetésnek nemcsak a mérete, hanem a tömege is azonos az eredetiével. Az implant úgynevezett hálószerkezete pedig lehetővé teszi az általános funkciók (beszélgetés, evés, ivás) megőrzését.

Az első beültetés sikeresnek bizonyult, a szakemberek folytatják munkájukat. 2023-ban és 2024-ben újabb titánimplantátumok várhatók.

Ritkán hallunk az iráni 3D nyomtatásról, kevés hír érkezik az ottani szakterületi kutatásokról, fejlesztésekről, alkalmazásokról. Most viszont a Teheráni Egyetem szakemberei új anyaggal, a jelenlegieknél mért széndioxid-kibocsátást négyszázad részére csökkentő betonnal álltak elő.

Egy ház printelését szimulálva jöttek rá, hogy a hőszigetelő és fázisváltó (PCM) anyagokkal kevert reaktív magnéziumoxiddal az energiafelhasználás és a környezeti hatás is szignifikáns mértékben csökkenthető. Ha sikerül széles körben alkalmazni, a 3D nyomtatás sokkal népszerűbb lesz az építőiparban, megoldást jelenthet az egyre súlyosabb lakhatási problémákra, és természetesen a klímaváltozás ellen is fontos szerepet játszhat.

Az Európai Bizottság felmérése alapján a hagyományos módszerekkel készült épületek az EU-ban generált széndioxid-mennyiség 36 százalékát jelentik. A lélekszám növekedésével, a lakhatási problémák, és így a széndioxid-lábnyom is nő.

Egyértelműen a fenntartható építőipar lenne a megoldás, 3D nyomtatással a hőtermelés is optimalizálható. A teheráni kutatók szerint a PCM-anyagokról bebizonyították, hogy egyértelműen jók erre a célra. Másrészt viszont, mechanikai tulajdonságaikkal akadnak problémák.

Több szimulációt futtattak le az optimális cementforma azonosításához, és így jöttek rá a magnéziumoxid jelentőségére. Kétszintes virtuális házat két anyaggal teszteltek. Mindkettő környezetbarátabb a hagyományos megoldásoknál, a magnézium-oxidos esetében viszont alacsonyabb a fogyasztás.

Hogy az anyag még hatékonyabb legyen, kalcium-kloridot is tettek bele, és így a szigetelés is javult, azaz a magnézium-oxidalapú anyag 3D nyomtatással történő felhasználása az optimális megoldás, de tömeges használata előtt több problémát kell még megoldani.

A Rutgers Egyetem kutatói tanulmányban mutatták be a bevált FDM/FFF (Fused Filament Fabrication) technikánál sokkal gyorsabb és pontosabb Multiplexed Fused Filament Fabrication (MF3) eljárást. Az anyag megolvasztásán alapuló, szálhúzásos módszeren – szerintük – túlmutató MF3 esetében egyetlen nagy fúvóka helyett sok kis fúvókából álló sor végzi a munkát.

Az újítás eredményeként, a kutatók nagy és komplex nyomatokat készítettek, előállítási költségük pedig a töredéke volt annak, mintha más 3D nyomtatóeljárást használtak volna. A módszerrel nemcsak a nyomtatási időt csökkentették jelentős mértékben, hanem a nyomatok felbontását és méretét is növelték.

Az új technológia úgy működik, hogy a nyomtatás egyszerre több extrudálóval történik, de külön-külön nem kontrollálják/irányítják minden egyes extrudáló mozgását.

Az MF3 sikerének kulcsa az alapját jelentő szoftver. A kutatók a nyomtatót optimalizáló szeletelő szoftvert fejlesztettek, amely képes detektálni, hogy a minél nagyobb hatékonyság érdekében, melyik fúvókát kell ki-, és melyiket kell bekapcsolni.

Ezzel a gép üresjáratai is csökkenthetők. Ha egy fúvóka eltömődött, vagy nem működik, a szoftver kikapcsolja, és egy másikra összpontosít helyette. Egyetlen fúvókával működő printerek esetében ez értelemszerűen nem lehetséges – hasonló esetben az egész gépet kell leállítani.

Az új megoldással sikerült orvosolni a nyomtatás gyorsasága versus felbontás problémát is (nagyobb fúvókával gyorsabb a printelés, de alacsonyabb a print felbontása, kisebbel nagyobb a felbontás, részletesebb a nyomat, viszont hosszabb ideig tart a munkafolyamat), egyikből sem kell engedni a másik a kárára. A fúvókaszám növelésével, használatuk optimalizálásával, a párhuzamos munkavégzéssel, az MF3 megoldja a problémát.

Az eddigi tesztek sikeresek voltak.

A Stratasys idei második negyedévi bevételei (166,6 millió dollár) 13,3 százalékos növekedést jelentenek 2021 azonos periódusához képest, sőt, az elmúlt négy évben most érték el a második legmagasabb második negyedévi bevételeket.

A növekedés legfőbb motorja a tömeges gyártásra alkalmas rendszerek, az új Origin P3 és a H350 SAF értékesítése. Ezen a területen 29,2 százalékkal teljesítettek jobban, mint 2021-ben, de 2019 azonos periódusával összevetve is 9,7 százalék a növekedés.

Yoav Zeif vezérigazgató érthetően elégedett.

„Vezető pozíciónkat stratégiai kezdeményezéseink megvalósításával, gépeink a Fortune 500-hoz tartozó gyártólétesítményekben történő folyamatos hozzáférhetőségével, a hozzáférhetőség bővítésével erősítjük. Polimeralapú additívgyártás-ökoszisztémánkkal továbbra is kategóriájában a legjobb, teljeskörű 3D nyomtatási lehetőségeket kínálunk. Bővítjük az anyagválasztékot, az end-to-end szoftvereket és a csúcsminőségű szolgáltatásokat. Jól állunk a beszállítási lánc és a globális infláció okozta problémák kezelésében” – nyilatkozta.

A jelenlegi piaci körülmények (covid hatása, valutaárfolyamok ingadozása, infláció, beszállítói lánc akadozása), valamint azoknak a harmadik és negyedik negyedévre gyakorolt várható hatása miatt a cég átírta az éves bevételekkel kapcsolatban várt számokat: míg a korábbi becslésben 685 és 695 millió dollár közötti összeg szerepelt, addig a legújabban 675 és 685 millió közötti.

Ezek a számok 2022 második felére levetítve kb. 6-7 százalékos növekedést jelentenek 2021-hez képest. A negyedik negyedévben hagyományosan több a bevétel, mint a harmadikban.

A működtetési költségek éves szinten 18-ról 23 millió dollárra emelkednek. Az emelkedés a bevételeket is természetesen növelő új befektetéseknek tudható be.

A német InnovationLab elektronikus cuccok „labortól a gyártásig” (from lab to fab) jellegű nyomtatására specializálódott. Legújabb munkájuk, áramkörök printelése áttörés az additív gyártásban. A nyomatokat a legmagasabb szintű környezeti szabványoknak megfelelően, alacsonyabb költségen készítették a SmartEEs2 projekt keretében.

Az európai uniós projektet az EU2020 kutatási és innovációs programja támogatja. A program célja segíteni az újító szellemű vállalkozásokat a rugalmas és magunkon viselhető (wearable) elektronikus technológiák kidolgozásában, amellyel törvényszerűen növelik az európai ICT szektor versenyképességét is.

Az InnovationLab és partnere, az ISRA különleges gyártóeljárást talált ki rézalapú, forrasztható áramkörökhöz. Az áramkörök szitanyomásosak, és kompatibilisek a hagyományos tömegforrasztási módszerekkel.

Nyomtatott elektronika ilyetén előállítása viszonylag alacsony (150 Celsius-fok körüli) hőmérsékleten történő, mérgező marószereket nem alkalmazó, az energiafogyasztást szignifikáns mértékben csökkentő, additív gyártómódszer.

A felhasznált anyagszerkezetek akár 15-ször vékonyabbak, mintha hagyományos eljárással dolgoznának. Így a fogyasztás csökkenése is érthető, ráadásul kevesebb hulladék termelődik.

A prototípus mindent tartalmaz, amire ráaggathatjuk a smart (okos, intelligens) címkét. Az áram tökéletes vezetését réztinta garantálja. A komponensek rögzítése hagyományos forrasztótechnikával történik, amely lehetővé teszi a gyártók számára az új technológiára való, új eszközök vásárlása nélküli váltást, nincs szükség új felszerelésbe invesztálni.

Többrétegű fém- és dielektromos nyomtatással kivitelezték, hogy az eszköz működőképes legyen, megfeleljen funkcióinak. A nyomat a következőkből áll össze: alacsony teljesítményű hőérzékelőből és adatgyűjtőből, NFC kommunikációs interfészből nyomtatott antennával, printelt napelemmel töltött akkumulátorból. Az eszköz így teljesen önálló, önellátó.

Az új eljárással szabványos és rugalmas áramkörök egyaránt készíthetők. Akár négyrétegesek is lehetnek, hibrid elektronikai eszközök termék- és folyamatfejlesztésénél is használhatók.

Egyre több a 3D nyomtatással készült lábbeli, a cipőipar a technológia egyik legnépszerűbb és leglátványosabb alkalmazási területe. A két szektor „egymásra találása” több szempontból is előnyös: a felső rész vagy a talp személyre szabható, azaz a lábunkhoz igazítható, az anyagok széles választéka lehetővé teszi a láb jobb szellőzését, könnyebb a cipő, kényelmesebb viselni, hozzánk optimalizálható.

Ha esetleg nem is a termékfejlesztés összes fázisában, de minimum egy szakaszában ma már sok cipőgyártó alkalmazza a sportszergyártóknál különösen népszerű technológiát. Adidas, Nike, Reebok – csak pár név, de ezek a nevek magukért beszélnek. Legyen szó sneakerről, focicsukáról, vagy csúcsdivatról, a 3D nyomtatás bevált a cipőbizniszben.

Az ASICS japán sportszergyártó különleges papuccsal (flipflop) rukkolt elő – a lábbelit kifejezetten sportolóknak szánják, férfiak és nők egyaránt hordhatják, egyelőre csak egy színben, feketében kapható, 80 dollárért rendelhetjük meg online.

A cég ezzel az ACTIBREEZE nevű darabbal kezdte el használni a 3D nyomtatást, és értelemszerűen ez az első printelt sportpapucsuk a piacon. Első ránézésre úgy tűnik, medencék környékén, strandokon ideális hordani, valójában viszont tényleg sportolóknak találták ki.

Három évig dolgoztak rajta, sportolás utáni lazulásra ideális lábbeli lett a végeredmény. Mivel a szandálnak is nevezett papucs szerkezete szokatlan, méhsejtszerű, ezért más gyártótechnikával nem tudták volna kivitelezni. Ez a szerkezet biztosítja a szellőzést és a kényelmet.

A láb – és a test – komplett relaxációját garantáló extraszéles rácsszerkezettel rendelkező darabot teljes egészében nyomtatták, és miután kipihentük magunkat, újra versenybe állhatunk. A szerkezet ránézésre könnyednek tűnik, magasszintű kényelemérzetet kelt.

Az ASICS nem árulta még el, hogy milyen nyomtatótechnológiát, printert és anyagot használtak a tetszetős lábbelihez.

Európai sebészek már hozzáférhetnek a Liège-i (Belgium) orvosi műszergyártó Cerhum MyBone-jához („én csontom”), betegspecifikus, nyomtatott csonthoz, amellyel súlyos arctorzulásban szenvedő páciensek kezelhetők. Az eddigi eredmények pozitívak.

A nyomat a természetes csontok elsőszámú ásványi összetevőjéből, egy kalciumfoszfátból (hidroxiapatitból) készült egyedi, lyukacsos szerkezet, egyben az első kereskedelmi forgalomban beszerezhető, mindenféle engedéllyel, regisztrációs számmal rendelkező nyomtatott csontgraft.

 A MyBone első körben speciális implantátumot kereső arc- és ortopéd-sebészek számára elérhető.

Két éve, amikor kiadták, és még inkább béta, mint teljes verzióban létezett, amit szigorúan kontrolláltak, komplex és komoly kihívást jelentő esethez használták. A beteget végül printelt csontbeültetéssel kezelték, ma már nagyon jól érzi magát, jó egészségnek örvend. A legújabb CT-szkenek alapján, az implantátum pont úgy néz ki, mintha természetes csont lenne.

A CHR Liège Plasztikai Sebészeti Osztályt vezető Christophe Ronsmans elmondta: a deformáció annyira bonyolult és összetett volt, hogy a jelenleg használt módszerekkel esztétikai szempontból nem lehetett volna ennyire tökéletes eredményt elérni.

„Nagyon örülünk, hogy a biztonságos és hatékony szintetikus csontgrafthoz sikeresen összegyűjtöttük az összes klinikai adatot, és megfelelt a szabályozási feltételeknek. Nyomtatott csontimplantátumunk egyedi, szabadalmaztatott üreges szerkezetet kínál, amely lehetővé teszi az erek belső növekedését. A vaszkularizáció néven ismert folyamat nélkül nincs sikeres csontnövekedés. A MyBone esetében a növekedés hétszer gyorsabb, mint a jelenlegi csontgraft granulátumokkal. Az arcsebészek rendkívül pozitív visszajelzéseire reagálva, portfoliónkat a fogászat és az onkológia felé bővítjük” – jelentette ki Grégory Nolens alapító-vezérigazgató.