FREEDEE BLOG

A műanyag a környezetszennyezés egyik fő oka, használatával és a használat közbeni problémákkal hosszú évek óta igyekszik kezdeni valamit a globális közösség. Az anyag ugyanakkor praktikus, könnyű kezelni, a környezetre és az egészségre való negatív hatásai viszont lassan tényleg felülírják a pozitív tulajdonságait.

A 3D nyomtatásban használt sok műanyagot nemcsak nyomatok készítéséhez alkalmazzák, hanem a jobb minőségű, hőre lágyulókból, például a nejlonból (poliamid, PA) és a poliészterből (PET) szintetikus textilrostokat is állítanak elő.

Bármiféle műanyag újrahasznosítása sokkal nehezebb, mint amilyennek tűnik, viszont egyre több az ezt célzó próbálkozás, például az olasz Roboze és a fenntartható textíliákban utazó, nemzetközi nagyvállalatoknak textilügyekben tanácsot adó, több évtizedes iparági tapasztalattal rendelkező Pielitalia innovatív megoldással reciklálja az elhasznált nejlont.

Az együttműködő felek közös célja körkörös gazdasági modell (circular economy) kidolgozása: a ruhákból kinyert poliamid másodlagos nyersanyaggá válik nyomtatott antibakteriális tárgyakhoz. A Roboze 2022 elején indította el a világ innovatív gyártóit megcélzó Circular Economy programját: életciklusuk végén nyomtatószálként (filament) hasznosítanának újra tárgyakat, illetve a munkafolyamat közbeni hulladékot.     

A Pielitalia egyik sajátossága, hogy szektorokon átívelő, változatos adottságokat szinkronba hozó projekteket talál ki. Mindegyik a környezetre, társadalomra és a közéletre pozitív hatással lévő, innovatív technológiai fejlesztés. A 3D nyomtatáshoz az azonos elveket valló Roboze egyértelműen az ideális olasz partner.

Fenntarthatóság, innováció, szinergia – ezek a projekt hívószavai, és egyben a két cég ars poeticája is.

A Roboze Elosztott Gyártása új termelési módot promótál: a világ minden pontján lévő 3D nyomtatóközpontokkal egy helyben lenne a gyártás és a felhasználás, így pedig a kevesebb hulladék és a szállítás kiiktatása, minimalizálása miatt csökkenne a negatív környezeti hatás.

A textíliákból újrahasznosított, fogyasztás utáni nejlon tökéletesen passzol ebbe a képbe.

Az űrtechnológiára, azon belül nyomtatott energetikai megoldásokra specializálódott amerikai (Albuquerque, Új-Mexikó) X-Bow (cross-bow) szilárd tüzelőanyagú rakétamotorokat és egy sor, orbitális és szuborbitális pályára egyaránt alkalmas kisméretű hordozórakétát dob a piacra.

A cég ügyfélköréhez az amerikai űripar meghatározó szervezetei, például a légierő kutatólaborjai, az AFWERX, a Los Alamos és a Sandia Nemzeti Labor, valamint a Védelmi Kutatási Projektek Ügynöksége, ismertebb nevén a DARPA tartoznak.

Új 3D nyomtatótechnológiájával az X-Bow az iparág olyan meghatározó vállalatai közé került, mint Elon Musk SpaceX-e, a Launcher és a RocketLab. Közös bennük, hogy a sugárhajtómű-gyártótechnológiai folyamatokban mind alkalmazza a 3D nyomtatást.

A 2016-ban alapított X-Bow a kezdetek óta nyomtatott rakétamotorok tervezésére és fejlesztésére összpontosít. Ezek a szerkezetek sokkal olcsóbbak, mint a hagyományosak. Az új sorozat nagyon flexibilis, megbízható és reagál a környezetre.

A fejlesztésekkel a vállalat a gyors rakétaépítés új korszakának egyik képviselője, ami azért figyelemreméltó, mert az utóbbi időben a területen alig történt szignifikáns technológiai innováció.

Technológiák és folyamatosan javuló gyártómodell egyedi kombinációjával igyekeznek a meglévő piacot kiszolgálni, s egyben újakat kialakítani. Nyomtatótechnológiájuk jó eséllyel gyorsan megújítja a szilárd meghajtású űrszerkezetek és a kapcsolódó energetikai piacot. Kb. akkora forradalomra számítanak, mint amennyire a SpaceX forradalmasította az indítás, a rakéták kilövése körüli szegmenst.

Az additív gyártással történő szilárd motorok előállítása a küldetésük – mondta Jason Hundley vezérigazgató. Kormányzati és kereskedelmi ügyfelek számára egyaránt elérhető termékcsaládjukba hajtóanyagok, motorok és indítószolgáltatások tartoznak. Hundley az aktuális csúcstechnológiát használó, valódi huszonegyedik századi megoldásokról beszél, amelyek eddig fájóan hiányoztak az űriparból.

Szakemberek szerint az X-Bow diszruptív technikái felrázzák a kialakulóban lévő űrgazdaságot.

Az izraeli UBQ Materials klímatechnológiákat fejleszt, most pedig szét nem válogatott háztartási hulladékot alakít át nagyon jó minőségű nyomtatóanyaggá. Annyira, hogy a projekttel meg is nyerte egy éves verseny Spekulatív Design kategóriáját.

Az első válogatás nélküli hulladékból készült nyomtatószál „klíma-pozitív”, újrahasznosítható termoplasztikus anyag. A munkában a polimerek innovatív alkalmazásával és kutatás-fejlesztéssel foglalkozó, szintén izraeli Plastics App is részt vett.

Az új nyomtatószállal (filament) fenntartható opciót kínálnak additív gyártással foglalkozó cégeknek, amelyek így jelentősen csökkenthetik tevékenységük széndioxid-lábnyomát.

A verseny résztvevőinek három kritériumnak kellett megfelelniük, minél magasabb szintet elérniük bennük: kreativitás, forma, funkcionalitás, teljes összhatás. Összesen tizenöt kategóriában hirdettek győztest.

A Spekulatív Design kategória a jövő kihívásaival és lehetőségeivel foglalkozó tervekre vonatkozik.

„A 3D nyomtatás különféle iparágak gyártói számára kínálja komplex termékek tervezését, a más, hagyományos módszerekkel kivitelezhetetlen szinte azonnali személyre szabás lehetőségével együtt. Nyomtatószálunk használatával a gyártók kiaknázhatják a 3D nyomtatás adta lehetőségeket, és közben a széndioxid-kibocsátás is csökken. Ezzel az innovációval a 3DP a leginkább környezettudatos, hozzáférhető termelési módszerré válik” – nyilatkozta Tato Bigio, a UBQ Materials társelnöke.

Cége hulladéktárolókba szánt, de nem szortírozott szemetet, benne szerves anyagokat is alakít át az olaj alapú műgyantát helyettesítő, teljesen újrahasznosítható nyomtatószálakká.

A 3D nyomtatótechnológiák lehetővé teszik az anyaghasználat és -veszteség csökkentését, termékek kívánság szerinti (on-demand) tervezését, a beszerzési láncok lerövidítését, kevesebb logisztikát.

A 3DP-nek ezek a következményei komoly hatással vannak a környezetre, a természetre. Az additív gyártás egyértelműen „zöldebb” a hagyományos gyártóeljárásoknál.

Ráadásul ez csak a technológia egyik pozitív oldala. Szintén fontos, hogy 3D nyomtatással hulladékból is készíthetők új termékek, legyen az élelmiszer- vagy műanyag-hulladék, leselejtezett cuccok is teljesen új értéket kapnak az additív eljárásokkal történő újrahasznosítással.

Egyre több az ilyen jellegű kezdeményezés. A hulladékból nyomtatóanyagokat készítenek, amelyekből mindenféle tárgyak, szerkezetek állíthatók elő: bútorok, cipők, lámpák, szörfdeszkák, tényleg szinte bármi.

A 3DNatives az utóbbi idők legizgalmasabb ilyen jellegű projektjeit gyűjtötte össze.

A beszédes nevű holland The New Raw több kezdeményezés mögött áll, célja a műanyagszemét mindennapos tárgyakká alakítása robotgépekkel. A Print My City Amszterdam összes háztartási hulladékából igyekszik kihozni valami hasznosat, és persze a környezettudatosságra is próbálják felhívni vele a figyelmet.

Bécsben printeltek már hulladékból elektromos triciklit, máshol maszkokat, műanyag kupakoklat dolgoztak fel bútorokhoz, vagy műanyagból csináltak virág- és növénycserepet, fahulladékból pedig fakanalat és más konyhába való dolgokat, sőt, egy ausztrál diák kitalálta, hogy a reciklált PLA tetováláshoz is alkalmazható. Printeltek már pavilonokat, látványos edzőcipőket hulladékból, lámpát narancshéjból, és a biológiailag lebomló szeméttel is egyre többen akarnak valamit kezdeni – 3D nyomtatással.

A technológia nagykorúvá érését jelzi, hogy a példák hosszasan sorolhatók.

Az 1879-ben alapított német multinacionális Linde kifejezetten a fémpor-gyártáshoz használt légköri gázok paramétereinek és megnyilvánulásainak jobb megértését célzó labort nyit. Mivel az innovatív 3D nyomtatótechnológiák komoly hatással vannak a gyártásra, szignifikánsan nő az új fémporok iránti kereslet.

A tervek szerint 2022 közepén nyit a labor. A szabványos fémpor-porlasztók ugyan jó nagyok, de többmillió dolláros befektetéseket igényelnek, ráadásul nem alkalmasak a gázparaméterek és -megnyilvánulások megfigyelésére.

A Linde új laborjában a tipikus porlasztók jóval kisebb, 1,60 méter magas változatát fogják használni, speciálisan kidolgozott alkatrészekkel, világítással, nagysebességű kamerákkal, a paraméterek minden egyes apró változását figyelő, az adatokat rögzítő megoldásokkal.

A gép nem a megolvasztott anyag használatán alapul, hanem a szimulált folyamatból kinyert adatokkal fog dolgozni, egyértelmű tényeket szolgáltatni, hogy az adott gáz miként viselkedik bizonyos körülmények között.

A következő paramétereket vizsgálják: a gáz típusa, mennyisége, nyomás, hőmérséklet. A miniatűr porlasztó percek alatt többszáz kombinációt képes elemezni, gyorsan vált egyikről a másikra.

A kategóriájában egyetlen (és ezért is teljesen egyedi) laborban végzett munka lehetővé teszi, hogy a gázok additív gyártásban való alkalmazásának abszolút szaktekintélye, a Linde javítson a porlasztási folyamat minőségén, több legyen a termék, az eljárások legyenek stabilak. A minél jobb kivitelezéshez, az eredményesebb tesztekhez, a nagyvállalat fémgyártókkal fog együttműködni. Az eredményeket aztán a masszívabb gépekhez tervezik igazítani, hozzájuk „méretezik.”

A 3D nyomtatáshoz megfelelő porok fejlesztésének egyik legnagyobb kihívása, hogy nagymennyiségű gázt akár csak rövid időre, magas nyomás és hőmérséklet alatt tartsunk. Ha olyan tényezőket hozzáadunk, mint a fém típusa, a gáz összetétele, rengeteg lesz a változó paraméter, elemzésükhez pedig a legfejlettebb felszerelés mellett megbízható gázellátásra és szakértelemre is szükség van.

A specifikus gázt, gázkeveréket megfelelő nyomás és hőmérséklet mellett csepegtető fúvóka tervezése szintén rendkívül fontos. A Linde tesztszolgáltatást fog nyújtani fémporgyártóknak, hogy ezekkel is biztosítsa az optimális fúvókatervezést.  

Egy-két éve még kevesen gondolták volna, hogy a (Mitsubishi Motorsnál kevésbé ismert) Mitsubishi Electric két drótlézeres fémnyomtatót, az AZ600 két modelljét fogja bejelenteni és a kereskedelemben forgalmazni.

A bejelentés és a gépek egyértelműen jelzik, hogy a nagyvállalatok mennyire magukénak érzik és elfogadták a technológiát. De nemcsak ezt, hanem azt is, hogy környezetbarát technikákat választva, a jövőben kevesebb széndioxidot fognak kibocsátani.

Egyre elkötelezettebbek a fenntartható fejlődés mellett.

Az 1921-ben alapított vállalat adja a Mitsubishi elektronikai és elektromos berendezéseit, a terület egyik kulcsszereplője, a légkondicionálástól a szállításig, gyárak automatizálásától lakó- és középületek energiafelhasználásáig, szinte mindenre van megoldásuk.

Most folytatják fémnyomtatási próbálkozásaikat, a drótlézeres gépek kategóriájukban világelsők, ezek az első ilyen printerek. Az öttengelyes térbeli kontrollt biztosító szerkezetek nyilván komoly szolgálatokat tesznek majd a felhasználóknak.

A Mitsubishi aktivitása az additív gyártásban része annak a trendnek, hogy egyre több nagyvállalat igyekszik kihasználni a technológia előnyeit. A japán cég például nyomatékosította, hogy a 3D nyomtatás segít csökkenteni hagyományos gyártófolyamatok időtartamát, kevesebb a hulladékanyag, rugalmasabb a tervezés, könnyebb az alkatrészek integrálása, kisebb a nyomatok tömege.

Az utolsó kettőt külön kiemelik, mert a gyártás az ilyen lehetőségekkel lép a decentralizáció korába.

A fenntarthatóság jegyében, a Mitsubishi Electric Group csatlakozott a Környezeti Fenntarthatóság Vízió 2050 kezdeményezéshez, amelynek egyik elsődleges célja a szénmentes technológiák átfogó használata.

Fémnyomtatáshoz persze nem kell saját gépet fejleszteni, mert van épp elég a piacon. A cég viszont a poralapú printerek problémáira is igyekszik reagálni a gépekkel, úgy fejlesztették őket, hogy megoldást jelentsenek ezekre, és persze biztonságosak is legyenek.

A helsinki CurifyLabs és a barcelonai Natural Machines stratégia partnerségre lépett, ami azt jelenti, hogy erejüket egyesítve, mostantól gőzerővel dolgoznak a 3D nyomtatás által valósággá vált személyre szabott gyógyászaton, gyógyszereken. Nemcsak embereknek, hanem állatoknak is printelnek gyógyszereket.

A nyomtatás lényegében bárhol kivitelezhető: a helyszínen, gyógyszertárban, kórházban.

A gyógyszer manuális összeállítása, előkészítése kulcsfontosságú az egyénre kidolgozott kezelésben – különösen azokban az esetekben, amikor a jelenleg hozzáférhető termékekkel nem optimalizálható a kezelés.

Szerencsére nagyon sok tehetséges gyógyszerész képes a manuális munkára. Egy komoly probléma azonban adódik – a folyamat nem túl hatékony, és nincs minőségellenőrzés.

A partnerség keretében egyedi „Gyógyszer, mint szolgáltatást” (Medicine-as-a-Service, MaaS) dolgoznak ki. Ez lényegében ugyanaz, mint a szoftver, mint szolgáltatás és az infokommunikáció világából jól ismert és működő hasonló opciók.

Charlotta Topelius, a CurifyLabs vezérigazgatója elmondta, hogy az együttműködéssel megfizethető és kiváló minőségű 3DP platformnmal lépnek piacra.

„Közösen képesek vagyunk a személyre szabott medicina helyi és kívánság szerinti gyógyszergyártással történő forradalmasítására” – magyarázza az együttműködésről.

Az összekeverés folyamatának optimalizálása és automatizálása 3D nyomtatás nélkül kivitelezhetetlen lenne. A megoldást a CurifyLabs fogja a tervek szerint még ebben az évben kereskedelmi forgalomba hozni a világpiacon.

A pilotprojekt sikeres volt, bebizonyosodott a koncepció megvalósíthatósága, és a korábbiakkal ellentétben a minőségellenőrzés is biztosított.

A Natural Machines az élelmiszer és a betegápolás mellett immáron a gyógyszeriparban is aktív szereplővé vált. A vezetőség elégedett a két szakértelem, a CurifyLabs gyógyszeripari és az ő 3DP-s tapasztalatainak közös nevezőre hozásával.

Az Egyesült Királyság egyik legpatinásabb autógyártójáról, a luxusjárgányairól ismert, 1998 óta a Volkswagen Csoporthoz tartozó Bentley-ről sok minden eszünkbe jut, de a 3D nyomtatás nem. Pedig élnek a technológia adta lehetőségekkel, nemrég pedig bejelentették: hárommillió fontot fektetnek 3DP üzemük további működtetésébe.

A létesítmény az angliai Crewe-ban található, a befektetés célja jármű-alkatrészek gyártása, illetve a vásárlók autóinak további személyre szabása, egyedire alakításuk lehetőségeinek bővítése.

2021-ben a Bentley számos alkalmazásban használta a 3D nyomtatást, és végül tizenötezer alkatrészt gyártottak le. Ez a szám és a mostani befektetés egyértelműen jelzi, hogy a gyártó mennyire elkötelezett az additív technológiák mellett.

A befektetés azt is jelzi, hogy a Bentley hosszútávon fenntartható üzleti modellben gondolkozik, és persze megmarad a technológia egyik abszolút élharcosának. Üzemükben a Stratasys legújabb generációs ipari FDM és PolyJet gépei dolgoznak, előbbi fejlett polimer-extrudálásra, utóbbi többanyagos modellekhez ideális. Használnak még HP Jet Fusion 5210 printert is.

A Bentley innovatív kutatásfejlesztési csapata több nyomtathastó tárgyat azonosított már, például így igyekeznek csökkenteni a tömegüket. Az új megoldásokat még a cég legendás faműves boltjában is figyelembe veszik, fatermékek elkészítéséhez printelnek szerszámokat.

A koronavírus-járvánnyal, az autógyártó a védekezésből is kiveszi a részét, például arcpajzsokat nyomtattak az egészségügyi szektornak.

A naprakész nyomtatópark lehetővé teszi a költségek ötven százalékos csökkentését, a gyorsabb gyártást, huszonötnél több anyagból történő alkatrész-nyomtatást, plusz a cég alkalmazottai 3DP tréningekben is részesülnek, hogy tényleg értve használják ki a technológia lehetőségeit.

Több akadémiai szervezet együttműködésének eredményeként, spanyol kutatók olcsó nyomtatott mikroszkópot készítettek, amellyel a tengerfenékben mikroműanyagokat lehet keresni.

Ezek a mikroműanyagok nagyon kicsik, 0,5 centinél is kisebb töredékek, viszont szennyezik a tengerek és óceánok vizét, valamint a strandokat. Méretük miatt nehéz bármelyiket is észrevenni, detektálásukhoz ezért van szükség mikroszkópra.

3D nyomtatással praktikus és megfizethető, nyílt forrású megoldást dolgoztak ki. A nyílt forrás miatt más kutatócsoportok is használhatják, küzdhetnek vele a természet megmentésért.

A tengerek és az óceánok évtizedek óta a műanyagszennyezés szenvedő alanyai. A statisztikák egyre nyugtalanítóbbak, és míg egyes darabok jól láthatók a vízfelületen, addig mások az emberi szem számára láthatatlanok maradnak. Ezek a mikroműanyagok egyes esetekben hetvenszer vékonyabbak az emberi hajnál, és sajnos mindenféle állat és növény benyeli, beszívja őket.

Több globális kezdeményezés indult már a pontosabb azonosítás és a tengerek, óceánok tisztítása céljából, de nagyon nagy türelemre van szükség, mert sajnos annyira magas a szennyeződés szintje.

A spanyol projekt pont ezt az irányt képviseli. 2021 májusában indult, és már az elején megfogalmazták, hogy működő eszköz mellett egy sor mesterségesintelligencia-algoritmust is fejlesztenek, amelyekkel könnyebb a keresett anyagok detektálása.

Tíz hónappal később a mikroszkóp elkészültével és az első tesztekkel lezárult a projekt első szakasza. Hamarosan elkezdődik az algoritmusok fejlesztése, majd mintákat gyűjtenek.

Azt viszont nem árulták el, hogy milyen 3D nyomtatótechnológiát használnak. Fény fog derülni rá, mert hamarosan oktatási központokban, workshopok keretében fognak mikroszkópokat printelni.

Az oktatás és az orvostudomány egyaránt sokat profitál a 3D nyomtatás által nyújtott, folyamatosan bővülő lehetőségekből. Ezt a tendenciát erősíti az egyik legnagyobb printergyártó, a Stratasys adakozása.

A cég a Minnesota Egyetem Orvosi Iskolájához tartozó Látható Szív Laboratóriumnak adományozott J750 Digital Anatomy, MakerBot METHOD X, illetve SKETCH 3D printereket. Bizakodnak, hogy a gépek segítenek a diákoknak a technológia orvosi használatának elsajátításában, a szív anatómiájának jobb megértésében.

Nyomtatott anatómiai modellek oktatási, egészségügyi, például sebészeti felhasználásában nincs semmi új. Minél jobb a technológia, a modellek annál részletesebbek, ma már hihetetlenül pontos nyomtatott modellek is léteznek, amiben, figyelembe véve a technológia gyors fejlődését, persze semmi meglepő nincs.

Az anyag-sugárzás, az anyag rétegről rétegre történő lerakása sokat segít nemcsak a színek, hanem a textúrák utánzásában is. A Stratasys pont ezt kínálja a laboratóriumnak.

Paul Iazzo, az egyetem egyik kutatója elmondta, hogy a printereket nagyon hasznosnak tartják a munkájukhoz.

„A nagyfelbontású 3D nyomtatást alkalmazó kevert valóság jelentősen növeli a gyakornokok, kutatók, egyetemi hallgatók, biomedikális mérnökök és mások lehetőségeit” – nyilatkozta.

A Stratasys több egyértelmű előnyre hívja fel a figyelmet: az oktatásban a pontos modellek és a szívműködés jobb megismerése mellett, a diákok azt is megtanulják, hogy a technológia miként segíti gyakorlati munkájukat, például sebészi műtéteket. Pácienseknek mutatható és értethető meg velük közvetlenül, vizualizálva, hogy milyen folyamatok zajlanak le a szervezetükben. Mivel az USA-ban mintegy 900 ezer évi beavatkozás történik, a 3DP sokat segít a mortalitási ráta csökkentésében. A jövőben sajnos még több műtét várható, így a pontos modellek értéke felbecsülhetetlen, nekik köszönhetően a sebészi műtétek is rövidebb ideig tartanak. Így a technológia költséghatékonyabbá teszi a kórházak és más egészségügyi intézmények működését.

Az oktatás és a sebészet mellett, a 3DP új orvosi műszerek fejlesztésében is fontos szerepet játszhat, és segít az Emberi Szív Anatómia Minnesotai Atlasza kidolgozásában. A gyűjtemény nyolcszáz szíve 3D nyomtatással oktatási, tesztelési vagy műszerkészítési céllal újra-alkotható.