FREEDEE BLOG

A fenntarthatóság az infokommunikációs technológiák egyik elsőszámú célkitűzése, így értelemszerűen az additív gyártásban (AM) is kitüntetett szerepet játszik, új projekteknél mindig figyelembe veszik. Hagyományos gyártási módszerekkel összehasonlítva, az AM szerencsére eleve zömmel fenntarthatóság-alapú megoldások összessége.

A lehetséges tömeges méretű additív gyártás ezért válik fontos opcióvá nagyvállalatok számára, és – azokban a szegmensekben, ahol lehetséges – ezért is fontos a régebbi gyártómódszerekről a 3D nyomtatásra való átállás. Márpedig egyre több ipari területen lehetséges.

Mint ahogy egyre több, korábban hagyományos eljárásokat alkalmazó cég is figyelembe veszi ezt a lehetőséget.

Egyesek szerint az AM az egyetlen valódi fenntartható gyártótechnológia, és csak 3D gyártással lehet energiahatékony a gyártás. Az ígéretek, a szépen megírt jövő-forgatókönyvek azonban távol vannak még a megvalósulástól. Egyes elemeik igen, más területeken viszont lassúak a változások.

Természetesen nem minden AM-eljárás, használat, alkalmazás „zöld.”

A 3D nyomtatásra jelenleg elsősorban egyedi, más megoldásokat kiegészítő technikaként tekintenek, amely egyes esetekben energia-intenzív is lehet, hozzájárulva a károsanyag-kibocsátáshoz. Ilyenkor nem újrahasznosítható, kőolaj-alapú műanyagokból és a földkéregben előforduló, a magmás kőzetek kialakulásában fontos szerepet játszó és – ami a legfontosabb – a légszennyezés egyik legfőbb okozóinak számító ritkaföldfémekből készült anyagokat használnak 3D nyomtatáshoz.   

Ezek az esetek azonban egyre ritkábbak, mert a nyomtatóanyagok fejlesztésénél ma már mindenhol figyelembe veszik a környezetbarát szempontokat, és ez a tendencia a jövőben még hatványozottabban fog érvényesülni. Tehát a szakemberek felelőssége is egyértelmű, hogy az AM-re mindenki a fenntartható gyártás szinonimájaként tekintsen.

Az amerikai haditengerészet II MEF Innovációs Kampusza nemrég tartott két, kezdő és haladó additívgyártás-tanfolyamot több egységnek. A tanfolyamokkal a Force Design 2030 szolgáltatás-szintű modernizációs kezdeményezést és a szakterületi innovációt igyekeznek segíteni.

Aktív és tartalékos katonák egyaránt részt vettek rajtuk. Tervező (CAD) szoftverekkel és új problémamegoldó technikákkal ismerkedtek, illetve mélyítették el az ismereteiket.

2020 augusztusa óta a kampusz három különböző, folyamatosan továbbfejlesztett tréningverziót kínál. A mostani csúcspontja a második éves innovatívdesign-verseny volt. A katonáknak általuk ismert valóvilágbeli problémákra kellett megoldást találniuk, és tárgyakat, komponenseket gyártani hozzájuk.

A munkákat zsűri értékelte ki.

Volt közöttük egy lezuhant légi jármű személyzete által használt, könnyen reprodukálható, zsebtoll-lámpa, zármechanizmus vontató kürt konnektorához – ez megakadályozza a kábeleknek a gépjármű mozgása miatti szétválását –, nagyméretű tapintható névtábla, amellyel a rossz időjárás miatt elhasználódott névtáblát helyettesítik.

A tanfolyam befejezését követően, a tengerészgyalogosok kilenc hónapos munkahelyi képzést kapnak, majd hivatalosan is additív-gyártás specialistává válnak.

Összesen 32-en vettek részt a modernizációs törekvéseket gőzerővel támogató kampusz kurzusain. A Force Design 2030-at a jövőben is támogatják, amelyben a nemrég nyílt Stewart Nemzeti Légi Bázis Tengerészgyalogsági Innovációs Laboratóriuma oroszlánrészt vállal.

Az alapötlet az, hogy a tengerészgyalogságban sok a tehetség, és ebből profitálni kell.

Az utóbbi években megszoktuk, hogy az olyan jól ismert autómárkákat, mint a Chevrolet, a Buick, a GMC, a Cadillac, a Baojun és a Wuling tulajdonló General Motors (GM) egyre intenzívebben használja a 3D nyomtatást.

Júniusban jelentették be, hogy a Chevrolet Tahoe 2022-höz 5 hét leforgása alatt nyomtattak 60 ezer alkatrészt. A 2020-ban nyílt michigani Globális Technikai Központba ismét komoly összeget fektettek, amellyel főként a Chevrolet CELESTIQ gyártását, tökéletesítését gyorsítanák fel.

81 millió dollárról van szó, és a munkálatok gőzerővel folynak. A Cadillac CT4-V és CT5-V esetében már sikeresen alkalmazták az additív gyártótechnológiát: sebességváltó-részeket, légkondicionáló-elemeket stb. printeltek.

Az új Cadillac esetében a GM Ultium platformja különösen hasznos – ez a vállalat additív gyártásának központi eleme. Általános elektromosjármű-architektúra, mindenféle alkatrészek, akkumulátorcellák, modulok, különféle csomagok, Ultium vezérlőegységek, elektromos motorok és integrált megoldások tartoznak hozzá.

A platform teszi lehetővé az autóipari csoportnak a gépek, szerszámok és összeszerelési folyamatok szabványosítását, racionalizálását. Ez nagyobb rugalmasságot, hatékonyságot és az összeszerelő üzemek átalakításánál alacsonyabb költségeket eredményez.

A CELESTIQ lesz az első autó, amelyet a Technikai Központban építenek. Teteje intelligens üvegből készül, négy kvadránssal és lebegő részecskékkel. Az ilyen tető előnye, hogy az utasok maguk dönthetnek, mennyire legyen átlátszó.

A GM bizakodik, hogy az új járművel nő majd az innováció. Nagymennyiségű nyomtatott alkatrészben gondolkoznak, egy részük fémből, a másik polimerből készül, szerkezeti és esztétikai funkciót is betöltenek.

A kézművességet és a technológiát igyekeznek összeintegrálni, és a CELESTIQ lehet a márka új korszakának zászlóshajója.

Cipők, kézitáskák, ruhák – a 3D nyomtatás egyre népszerűbb a divatiparban, bármilyen öltözék és kiegészítő megtervezéséhez, elkészítéséhez használható a technológia.

A nyár közeledtével a Montserrat összeállt a King Children designstúdióval, és 3D technikákkal kivitelezett új napszemüveggel lepték meg a világot. Nem ők az elsők, tavaly például az Adidas mutatott be szemüveget, printelt kerettel.

„Imádunk együtt dolgozni a Montserrat New Yorkkal. Ehhez a kollekcióhoz a DNS-ükben lévő könnyed luxus érzetét megragadó napszemüveget akartunk készíteni a King Children technológia újfajta használatával. Az olyan előrelátó márkákkal, mint a Montserrat New Yorkkal való együttműködéssel, a szemüvegipart jelentősen elmozdíthatjuk a zéró hulladék jövő felé” – nyilatkozta a King Children tervezőrészlegét vezető Leslie Muller.

Az additív gyártás mellett döntve, a két cég korlátozni akarta munkájuk környezeti hatásait. A Montserrat be is jelentette, hogy a termelési folyamat során nagyon kevés hulladék generálódott.

A könnyű, de masszív nyomatok előállításánál népszerű szelektív lézeres szinterezéssel (SLS) dolgoztak. A technológiának köszönhetően, teljes tervezői szabadságot élvezhettek, és személyre szabhatták a napszemüveget.

Azt viszont nem árulták el, hogy milyen nyomtatókkal dolgoztak, mint ahogy a felhasznált poliamid-por típusát sem. Valószínűleg PA-11 vagy PA-12 lehetett, mert SLS-gépekkel leggyakrabban azokat szokták.

A napszemüvegek két változatban, három színben lesznek beszerezhetők.

„Az együttműködés összehozott két márkát, hogy a bolygó jobb jövőjére figyelve, gondoljuk újra a terméktervezés módszereit. Ékszereink architekturális jegyeit és a ruháink hordásakor érzett könnyedséget akartuk a céghez tökéletesen passzoló napszemüvegekbe integrálni” – nyilatkozta Gayle Leon, a Montserrat társalapítója.

A hetven országban jelenlévő, francia hátterű multinacionális vasúti gyártó, a zöld és intelligens megoldásokra komoly hangsúlyt fektető Alstom 3D nyomtatással digitalizálja ellátási láncát, amellyel lehetővé válik termékek kis tételekben, igény szerinti (on-demand) és decentralizált előállítása.

A tervek gördülékeny megvalósításához, a cég összeállt az első teljesen titkosított igény szerinti 3DP-platformot jegyző, német Replique-kel. Az együttműködés lényege személyre szabott, ipari minőségű nyomatok sorozatgyártása. A Replique megjelenése leegyszerűsíti at ellátási láncot, és nemcsak gyorsabbá, de olcsóbbá is válik, lokális igényeket pedig hamarabb kielégít a gyártás.

Az Alstom vezetősége tevékenységük immáron egyik kulcselemének tartja a 3D nyomtatást.

A vonatgyártásban a kisszériás termelés költségei azért magasak, mert drágák az öntőformák és más eszközök. A 3DP bevezetésével ezek a problémák megoldódnak, gazdaságosabb a gyártás, amiből az Alstom már profitált is: cserealkatrészeket készítettek a technológiával.

Kisszériás sorozatgyártással mostantól jobban tudnak koncentrálni a speciális igényekkel előálló ügyfelekre. Ez azért is fontos, mert minden egyes vonat-alkatrészhez mások az elvárások. Csak egy közös van bennük – a csúcsminőség megkövetelése. Ehhez a rugalmas Replique garantálja a 3DP szakértelmet.

A Replique a megfelelő technológia- és anyagválasztásban is segíti az Alstomot, lehetővé tette például topológiailag és minden más szempontból optimalizált ajtó-alkatrészek (ajtó-megállítók) másfél hónapon belüli leszállítását.

Az elvárt minőséghez kulcsfontosságú a megfelelő anyag kiválasztása, ami garancia arra, hogy az alkatrész nemcsak a szerelvény teljes életciklusában működik, de az esztétikai szabványoknak is megfelel.

Mivel jól látható alkatrészről volt szó, az ajtó-megállítókat rozsdamentes acélból gyártották.

A tervezőszoftver-fejlesztő Hyperganic az elmúlt hét évet a Hyperganic Core-ral töltötte. Az algoritmikus tervezőprogram gerince speciális célú geometriai rendszermag, 3D voxeleken alapul. Nagy része az alacsony szintű, csak egy lépéssel a bináris gépi kód (nullák és egyek) felett álló Assembly-ben íródik. Ez azzal jár, hogy közel van a hardverszinthez, változatos processzorarchitektúrákra optimalizálták.

A Core 1 fejlesztésénél nyomtatógyártókkal dolgoztak együtt, hogy a platform a porágyas módszerekkel, műgyantával és az extrudálás-alapú folyamatokkal egyaránt kompatibilis legyen.

A Core 2 volt az első alkalom, amikor a fejlesztőcsapat külső kódoló interfészt integrált a Visual Studioval és a C#-al, a Microsoft által a .NET keretrendszer részeként kifejlesztett objektumorientált programozási nyelvvel. Azért választották ezt a nyelvet, mert egyszerű, de korszerű, és nagyléptékű szoftverfejlesztésekhez ajánlott. Ez tette lehetővé a cég növekedését.

Azóta átfogó online tananyagot is készítettek, többszáz korai befogadót hívtak meg a platformra, köztük többen saját MI-tervet kódolnak olyan területek számára, mint például a légjármű-ipar vagy a fogyasztói szegmens.

A Hyperganic nemrég összeállt az EOS-szal, hogy a Core-t a nyomtatógyártó porágy-fúziós printereibe integrálja. Már EOS-gépen nyomtatott rakétamotort is terveztek vele.

A napokban bejelentették a Core 3-at, az MI-alapú szoftver legújabb iterációját. A hagyományos tervezőfolyamatok alternatíváját kínáló algoritmikus modelleket használó szoftverrel nyomatok tervezhetők. Az új változat áramvonalasítja a mérnöki munkát, gyorsan – percek alatt – kiszámít bonyolult geometriákat, optimalizálja a teljesítményt.

Jó hír, hogy a fejlesztőcég (limitált számban) nyilvános hozzáférést biztosít a harmadik változathoz. Egyszerre többszázan használhatják, lényegében bárki megtanulhat 3D nyomatokat tervezni. A nem kereskedelmi és nyílt forráskódban gondolkodó felhasználók számára a Hyperganic mindig ingyen hozzáférhető lesz – nyilatkozta Lin Kayser, a cég vezérigazgatója.

Egyre többet foglalkozunk a világűr felfedezésével. Az ember a Marsra és a Holdra is készül.

A koppenhágai SAGA Space Architects tervezőstúdió a jövő úrutazóinak életkörülményeit biztosító tereket, lakókörnyezeteket vázol fel, valósít meg. Legújabb munkájuk egy hét méter magas épületforma, a világ legmagasabb nyomtatott polimerszerkezete.

A külső vázat topológiailag optimalizálták, a hullámos felületet úgy alakították ki, hogy ellenálljon a holdbéli környezet speciális erőinek.

Az első skicctől a végső nyomatig, mindössze kilenc hónapig tartott elkészíteniük, A szerkezetet úgy tervezték, hogy két asztronauta kilencven napon keresztül tudjon a Holdon tartózkodni, és komfortosan érezzék magukat az égitesten.

Az új építmény hasonlít a SAGA korábbi ROSENBERG projektjéhez. Azt is az űrre optimalizálták, kér és fél szintből áll, két személyre találták ki. A hat hexagon-formájú lakókörnyezetet tartalmazó háromszög alakú szerkezetet úgy tervezték, hogy elférjen egy űrhajóban.

Az „épület” legfelső szintjén két hálófülke található, a magasabb lakókörnyezet tágasabb tér érzetét kelti, ezzel is segítve az űrhajósok napi életritmusának fenntartását.

Egy még korábbi terv, a LUNARK a helyszínen telepíthető, amivel teret spórolnak meg az űrhajón, kevesebb terhet kell szállítani. A lakótér algoritmikus úton optimalizálható, 750 százalékkal tágítható ki.

A tervrajznál a lakók fiziológiai és a pszichológiai jólétét is igyekeztek biztosítani, ezek voltak a legfontosabb szempontok.

„Az űrhajósoknak nemcsak túlélni, hanem boldogulniuk is kell” – áll az ismertetőben.

Az űrszerkezetet a partnerek nélkül nem lehetett volna megvalósítani.

Fejlesztők, barkácsolók egyre gyakrabban használják az additív gyártótechnológiát robotok építéséhez. Elsősorban a tervezési szabadság, a több opció miatt döntenek mellette. Jellemző módon több részben printelik őket, és miután az összes részt megtervezték, jöhet az összeszerelés.

Ez a gyakorlat azonban változhat. A Kaliforniai Egyetem (UCLA) kutatói ugyanos egyetlen lépésből álló új nyomtatási módszert találtak ki.

Metaanyagokkal, természetes környezetben nem található elektromos tulajdonságokkal rendelkező anyagokkal kezdték, robotjaik csúsznak, ugrálnak, érzékelik a környezetüket.

„Az intelligens robotanyagoknak ez a tervezése és nyomtatási módszere segíthet a robotfejlesztéshez alkalmazott bonyolult összeszerelő folyamatokat helyettesítő autonóm anyagcsoportok kivitelezésében. Az összetett mozgásokkal, többféle érzékelési móddal, programozható döntéshozó képességekkel, és mindezek összeintegrálásával, a robot hasonít az irányított mozgás kivitelezéséhez szükséges idegekkel, csontokkal és inakkal rendelkező biológiai rendszerekhez” – nyilatkozta a projektet vezető Xiaoyu Zheng.

A sikeres kivitelezést a metaanyagok piezoelektromos természete tette lehetővé. A rácsformában készült anyagok elektromos tér használatával, az elektromos energia kinetikus energiává alakításával meg tudják változtatni a geometriájukat és mozgásra is képesek.

A kutatók három metabotot fejlesztettek 3D nyomtatással. Az egyik akadályokat kerül el, a mások jár és ugrik, a harmadik elhárítja az érintkezéseket, vagy, ha mégis, „kivédi” azok hatásait.

A fejlesztést első körben az egészségügyi szektorban tervezik alkalmazni, az emberi test meghatározott részeibe gyógyszert eljuttató kicsi robotokat kívánnak metaanyagokból printelni. A metarobotok veszélyes vagy megközelíthetetlen területekre is képesek eljutni, ahol környezeteket azonosítanak.

Az angolul új-zélandi bikamoszatként ismert, tudományos nevén Durvillaea antarctica, spanyolul cochayuyo egy alga, amely évszázadok óta fontos élelmiszerforrás Chile őslakosai számára.

A barna algáknak hívott Phaeophyta botanikai családba tartozó növény a chilei sziklákon őshonos, azokon, különösen intenzíven hullámzó, mély helyeken növekszik. Még ma is nehéz, gyakran veszélyes körülmények között gyűjtik és szárítják a sziklákon.

Gyógyító tulajdonságai vannak. Használják gyomorégés és székrekedés ellen, de koleszterinszint- és súlycsökkentő hatása is ismert. Tápanyagokban, például omega-3-ban, zsírsavakban, jódban, polifenolokban, B és B1 vitaminokban és vasban is gazdag. Mivel száz grammból 11 fehérje, fontos növényi fehérjének is számít.

Sokféleképpen fogyasztható, könnyű előkészíteni. Mindössze 15-20 percig tart a főzés és a szárítás. Levesekben, salátákban, pörköltekben, paellában és sok másban használható fel.

Chilei táplálkozás-szakértők már két éve próbálnak 3D nyomtatással élelmiszert készíteni gyerekeknek, Ezek nemcsak jók, hanem értékes tápanyagokat is tartalmaznak, például cochayuyót, instant krumplipürét és meleg vizet. A szakemberek bizakodnak, hogy forradalmasítják a jövő élelmiszerpiacát, azon belül is főként a gyerekek táplálkozását.

A Chilei Egyetemen tápláló, ehető figurákat nyomtattak. Mivel gyerekek az elsődleges célcsoport, nekik kell hogy tetszenek, mindenféle, például Pokémon formát is printeltek. A nyomatok nemcsak formában, hanem színben, ízben, aromában, illatban és látványban is különböznek.

Ezzel együtt a kutatók természetesen a táplálék tartalmára összpontosítanak, az a legfontosabb szempont. Táplálónak és ízletesnek kell lenniük, különben a gyerekek nem eszik meg őket.

A dehidratált algákat algalisztté őrlik, majd összekeverik az instant krumplipürével. Forró vizet öntenek hozzá, és így zselatinos anyagot kapunk. A keverékben lévő keményítő stabilizálja a nyomtatási folyamatot.

A nyersanyag megvan, jöhet a printelés. Az eddigi kísérletekből kiderült, hogy ételnyomtatót használva, egy print hét perc alatt elkészül.

Az Egyesült Államokban évről évre nő a tüdőátültetések száma, 2021-ben 2524 betegen hajtottak végre műtétet. A várólistán lévők száma szintén emelkedik, jelenleg több mint 150 ezren vannak.

A bionyomtatás lehet a megoldás.

A 3D Systems és a United Therapeutics együttműködésének eredményeként, egy San Diegoi konferencián bemutatott tüdőállványt nyomtattak. A nyomatot a valaha volt legkomplexebb 3D nyomtatással előállított objektumnak tartják, de ami ennél is fontosabb: komoly áttörés a bionyomtatásban és a regeneratív medicinában.

Állatokkal már tesztelték – a gázcsere sikeresnek bizonyult –, a jövőben pedig a beteg saját őssejtjeiből készülhet, ami az egyik legbiztosabb módja, hogy a szervezet ne lökjön ki magából egy beültetést. Mivel az implantátumok más emberektől származnak, így viszont tőlünk, könnyen érthető testünk pozitívabb reakciója.

A bionyomtatás egyre dinamikusabban fejlődik, és mivel élő sejtekkel dolgozik, egyre fontosabbá is válik az orvoslásban. Egy amerikai orvos pár hete emberi sejtekből készült, nyomtatott fület transzplantált sikeresen betegére.

A technológiával a jövőben emberek számára készíthetők teljesen funkcionális, jól működő szervek. Egyelőre ez persze még nem lehetséges, viszont közelebb kerülünk hozzá, és a most nyomtatott tüdőállvány hatalmas lépés a megvalósulás felé.

A nyomat rekordszámba menő 44 trillió voxelből áll, ez négyezer kilométer tüdő hajszálér és 200 millió léghólyagocska. A United Therapeutics szakemberei az állványt a beteg őssejtjeivel akarják „sejtesíteni.” Ha sikerül, a jövőben megvalósul az emberi szervezettel kompatibilis, átültethető tüdő.

Az újfejlesztésű fotopolimer-alapú „printelés perforációhoz” bionyomtató technológiával egy ilyen szerv három hét alatt nyomtatható, ami egészen elképesztő teljesítmény. A két cég szerint öt éven belül elképzelhető személyre szabott nyomtatott tüdők gyártása és emberi tesztelése.

Az együttműködés célja, hogy a jövőben ne legyen hiány az implantátumból, amelyre a 3D nyomtatás a leghatékonyabb megoldás. Az is pozitív fejlemény, hogy már létezik az úgynevezett ex vivo tüdőperforáció, amellyel a jövő printelt implantátumának élettartama meghosszabbítható. Eddig 230 személy életét mentették meg vele.