FREEDEE BLOG

A 3D nyomtatás környezeti előnyeinek promótálására, a fenntarthatóság növelésére alakult Additív Gyártók Zöld Kereskedelmi Szövetsége (AMGTA) a szakma nyolc meghatározó szereplőjével bővült, és most már húszan vannak a globális szervezetben.

A binder jetting technológiával működő ipari 3DP rendszerek gyártásában világelső ExOne az alapító tagokhoz csatlakozott. Ebbe a csoportba olyan vállalatok tartoznak, mint az újgenerációs légi járművek fejlesztésében részt vevő Sintavia, az ipari gázokat beszállító Taiyo Nippon Sanso Corporation, valamint az additív gyártással készült alkatrészeket tesztelő QCL Laboratories.

Ez a négy társalapító határozza meg az AMGTA stratégiáját, felügyeletet biztosít és jövőbeli kutatási projekteket javasol, amelyekről aztán a bizottság dönt.

„Örülök, hogy közöttünk köszönthetjük az ExOne-t és a többi új tagot. Nagyon várom a közös munkát, amellyel az AMGTA a fenntarthatóság népszerűsítésének kulcsfontosságú ipari forrása lesz” – üdvözölte az újonnan érkezőket a szervezetet vezető Sherry Handel.

A BASF 3D Printing Solutions, az ipari polimerekhez automatizált utófeldolgozásáról ismert DyeMansion, a Lézertechnológiai Fraunhofer Intézet, a HP, a „zöldebb” alumíniumgyártó Rusal America, a lézertechnológiában, szerszámok gyártásában és más ipari alkalmazásokban élenjáró TRUMPF és a vezető fémpor-gyártó, illetve a fémnyomtatásban új zöld szabványt kidolgozó 6K az új résztvevő tagok.

Olyan tagokhoz csatlakoztak, mint az additív gyártótechnológiák elterjedésén munkálkodó Nordic Industrieshoz tartozó AMEXCIAB, a dán 3DP ökoszisztémát meghatározó Danish AM Hub, az EOS, a GE Additive, a Materialise, a Skót Nemzeti Gyártóintézet, a Siemens Digital Industries Software, az SLM Solutions és az orvosi technológiákat fejlesztő Stryker.

A Velencétől másfél kilométerre fekvő, öt szigetre épült, 5600 lakosú Murano 1291 óta a városállam legendás üveggyártásának hivatalos központja. Virágkorát a 16. században élte, de üvegiparáról már a 10. században is tettek említést. A tevékenység a 20. századra ismét fellendült, és a koronavírus-járvány miatt legrosszabb időszakát élő, de remélhetően hamarosan újjászülető turizmussal ma is népszerű.

A szeptember 4. és 12. között sorra kerülő 2021-es Velencei Üveghétre ismét különleges munkákkal készülnek. Egyikük a VERO2 projekt.

A színezéshez használt vegyi anyagok miatt a világhírű üveget nehéz más üvegekkel együtt újrahasznosítani. Speciális hulladékként kell feldolgozni, ami komoly gazdasági és környezeti probléma a sziget számára.

A Matteo Silverio tervező által vezetett projekt keretében nyomtatott muranói üveggel keresik a lehetséges megoldásokat. Silverio az Üveghéten mutatja be, hogy mi hozható ki a „nemes” hulladék és a digitális technológia – 3D nyomtatás – találkozásából. Első kollekciójának létrehozásában a WASP printergyártó is közreműködött.

Új módszert próbálnak kidolgozni muranói üvegtárgyak gyártásához. Lényege a helyi műhelyekben megmaradt üveghulladék feldolgozása. A WASP technológiájával felgyorsítható a munka, az alkotói tevékenység a körkörös gazdaság részévé válik.

Eddig sikerrel jártak, a hulladékból új minőséget teremtettek. A printerrel nagyrészt (97 százalékban) muranói üvegporból álló keveréket extrudáltak. Az anyagot a WASP folyékony modellező lerakás (LMD) technológiájával nyomtatták, és a nem üvegalapú anyagot a szinterezés során eltávolították – leégették – a printről.

Száz százalékos muranói üveg lett a végeredmény. Innen jön a projekt neve is – „vero” olaszul valódit, a velencei dialektusban pedig üveget is jelent.

A costume play-t rövidítő cosplay különleges előadó-művészet és persze szubkultúra is. Pontosabban szubkultúrák. A résztvevők általában filmszereplőket, anime-, manga-, képregény-, játékhősöket, rajzfilm-figurákat, jelmezeiket és kiegészítőiket magukon viselve megjelenítő kívülállók. A még mindig Ázsiában, különösen Japánban legnépszerűbb cosplay az utcai divatot is alakítja, de az exponenciális növekedés a Távol-Kelet mellett a földkerekség más térségeiben is érzékelhető. A cosplay szinte mindenhol a populáris kultúra szerves részévé vált.

A Pip-Boy az 1997-es legendás Fallout videojáték magunkon viselhető (wearable), természetesen fiktív, posztapokaliptikus komputere. Még a nukleáris világégés előtt a RobCo Industries gyártotta, funkciói az adott modell függvényében változtak. A játékban a cselekményvilágon belüli (diegetikus) eszköz, amellyel a gamer hozzáfér a menühöz, plusz a kelléktárát is kezelheti vele. 1997 óta a Fallout több változata megjelent, a negyedikhez telefonos appal használható Pip-Boy replika is járt, és vannak „csináld magad” (DIY) utánzatok is.

Tökéletes cosplay darab, még ha méret kisebb is a megszokottaknál.

De mi közük ezeknek a 3D nyomtatáshoz?

Az akcióalapú szerepjáték nagy rajongója, a német Svetlana Quindt és Benni Schwarz, két designer 2003-ban alapította a Kamui Cosplay-t. Jelmezeket és kellékeket terveznek, többek között a világ legnagyobb játékfejlesztői számára is: Blizzard Entertainment, Electronic Arts, Lucasfilm stb. Idővel alkotói eszköztárukba beépítették a 3D nyomtatást is. A technológiával munkáik változatosabbá, cizelláltabbá váltak.

„Még mindig szinte minden megalkotható hagyományos anyagokból, és a teljesen tiszta dolgokban mindig van valamiféle sárm. A 3D nyomtatás pedig nagyon jó erre. Igazi win-win helyzet: míg manuálisan építek valamit, addig a printerem is dolgozik egy másik tárgyon” – nyilatkozta Quindt.

Aztán eldöntötte, hogy megcsinálja a Pip-Boy utánzatát. Természetesen 3D nyomtatással.

A munkába Bennit és alkotótársa testvérét, Jacobot is bevonta. Az ötlet onnan jött neki, hogy a beszerezhető változatok túl nagyok voltak a csuklójára. A Zortrax M200 desktop nyomtatóval viszont teljesen egyedire alakítható, személyre szabható Pip-Boyt készítettek. ABS-t használtak hozzá, a nyomat fémes hatású és jóval könnyebb lett, mintha hagyományos technikákkal dolgoztak volna.

A fejlett fém, kompozit és kerámia nyomtatóanyagok kutatására és fejlesztésére specializálódott coloradói Elementum 3D hidegfúvásos fémnyomtató technológiával működő gépet szerzett be az ausztrál SPEE3D-től. A printerrel tovább bővíthetik jelenlegi kínálatukat, szolgáltatásaikat.

Bizakodnak, hogy technológiájukkal és szakértelmükkel kielégítik a terület folyamatosan növekvő, az egyre több nyomtatóanyag iránti igényeit. Eddig nem dolgoztak hidegfúvásos technikával, az új printer beszerzésével viszont egyértelmű a cél: új anyagokat fejlesztenek, illetve a meglévőket alkalmazzák a SPEE3D gépeire.

Ezzel ügyfeleiknek szélesebb körű választékot kínálnak.

A nagyméretű WarpSPEE3D gépen maximum 1000x700 milliméter átmérőjű fémtárgyak is nyomtathatók egyszerre, évente pedig akár három tonna is. Az Elementum egész biztosan gyors és költséghatékony megoldásokat tud kitalálni rajta.

Elsősorban a védelmi, a légjármű- és a járműiparra, az olaj- és gázszektorra, valamint a bányászatra, lényegében olyan iparágakra gondolnak, amelyekben alapkövetelmény a csúcsminőség.

A SPEE3D szintén elégedett az együttműködéssel.

„Izgatottan várjuk a közös munkát egy olyan úttörő vállalattal, mint az Elementum 3D. Additív gyártás és anyagtudományi szakértelmükkel a hidegfúvós technika a 3D nyomtatás rivaldafényébe kerül, és több iparágban megváltoztatja az alkatrészgyártás módját” – nyilatkozta Byron Kennedy vezérigazgató.

Összehasonlításként: vállalata fémnyomtatói százszor, egyes esetekben ezerszer gyorsabbak a „hagyományos” fémnyomtatóknál. Inkább percek, mint napok vagy hetek alatt printelhetők rajtuk ipari minőségű darabok. Sokak szerint ezek a világ leggyorsabb és leginkább költséghatékony 3D nyomtatói. Az ausztrál hadsereg is tesztelte őket, és bebizonyosodott, hogy nemcsak ipari környezetben, hanem „terepen” is működnek.

A húsalternatívákkal foglalkozó izraeli Redefine Meat nem árul zsákbamacskát, már a startup neve magáért beszél. Valóban újra akarják definiálni a hús fogalmát, egész pontosan az azt helyettesítő növényi alapú termékekkel próbálják ugyanazt a gasztronómiai élményt elérni. Ételfantáziáik nevei szintén magukért beszélnek: Redefine Burger, Redefine Kebab…

A húspótlékok ipari szegmensét megcélzó cég hat új terméket mutatott be, és már a kaják stílusos csomagolásával is a tömegpiacot kívánják meghódítani. Jó jel számukra, hogy július elején a Happiness Capital, a Hanaco Ventures és más kockázatitőke-befektetők 29 millió dollárnyi támogatást szedtek össze nekik, amelyet részben a portfolió bővítésére fordítottak.

A friss változatában 170 grammos Redefine Burger, a mediterrán ízvilágot idéző Redefine Kebab, a Redefine Sausage, a rendezvények kínálatához jól passzoló Redefine Cigars, a marhahúst átértelmező Redefine Beef és a sokoldalú New-Meat az új termékek.

A vállalat Alt-Meat ipari 3D nyomtatóival, szabadalmaztatott digitális gyártótechnikával állít elő kiváló minőségű növényi alapú, a hagyományos állati eredetű húsoktól megkülönböztethetetlen élelmiszereket.

Eshchar Ben-Shitrit társalapító-vezérigazgató elégedett a befektetésekkel. Elmondta, hogy sokkal több és gyorsabban jött, mint amit akárcsak egy éve elképzeltek.

„Nagyon fontos lépés afelé, hogy 2030-ra a világ legnagyobb alternatívhús-vállalatává váljunk” – nyilatkozta.

A Redefine Meat bejelentette még, hogy stratégiai megállapodást kötöttek a prémiumkategóriás húsbeszállító, szintén izraeli Best Meisterrel. A megegyezésre a világ legnagyobb alternatívhús-tesztelő, két cég által szervezett rendezvényének sikere után került sor. A termékeket „vakon” kóstoló húsevők kilencven százaléka (!) elégedett volt.

„Meg akarjuk változtatni azt a hitet, hogy a finom hús csak állati eredetű lehet. Minden egyben van a koncepció valósággá válásához: kiváló minőségű élelmiszerek, stratégiai partnerségek a világ minden részéről, épülőben lévő nagyméretű gyártószalag, és az első Alt-Meat ipari nyomtatók” – magyarázza Ben-Shitrit.

Űrkutatás és 3D nyomtatás egyre több szálon és egyre szorosabban kapcsolódnak össze. Jelenleg a „fent” gyártott tárgyakat tanulmányozásra vissza kell juttatni a Földre, amellyel egyrészt jelentősen nőnek az anyagi költségek, másrészt időigényes is.

Ezen az állapoton mindenképpen változtatni kell, amit persze könnyű kimondani, viszont annál bonyolultabb megvalósítani.

A helyszínem való kutatáshoz, például a kristálygyártás ideális paramétereinek kidolgozásához műholdas laboratórium kell, rengeteg műszerrel. A költségeket többek között a szállítás és a folyamatos áramellátás is jelentősen növeli.

Legracionálisabbnak a helyi lehetőségek kihasználása tűnik. Mikrogravitációs környezetben például minimalizálható az esetleg mérgező vagy nagyon meleg stb. tesztelendő anyagokkal való műszeres (és persze emberi) érintkezés.

Nemzetközi űrügynökségek komolyan tanulmányozzák a gyors prototípuskészítő technológiák mikrogravitációban történő használatát. A jelenleg futó projektekben műholdas és űrmissziók során egyaránt tesztelnek 3D nyomtatókat.

A NASA FFF technológiával dolgozik a Nemzetközi Űrállomáson (ISS). Az Európai Űrügynökség (ESA) AMAZE projektje a hulladékveszteség nélküli fémgyártást oldaná meg.

A rezgések hiánya a rakéták indításakor leegyszerűsíti a saját tömegüket sokszor a földön sem bíró nyomtatott szerkezetek létrehozását. Másrészt ezek a rezgések nagyon erősek a mikrogravitációban, úgyhogy ezen a téren is komoly problémákat kell orvosolni.

Egy-egy űrmisszió során szabálytalan formájú objektumok, például vázszerkezetek vagy parabolikus antennatükrök 3D nyomtatással történő gyártására is elég idő áll rendelkezésre. A nyersanyagok kiválasztása viszont nagyon fontos, de egyben korlátozhatja is a lehetőségeket. Az űriparban széles körben használt Ti-6Al-4V titánötvözet helyett hatékonyabb lehet a morzsolódó titán-hidrid. A törött titánrészek elvileg hidrogénnel is kezelhetők. A meghibásodott részeket egyébként célszerűbb nyersanyagként újrahasznosítani, mint megvárni a következő szállítmányt.

Versenykerékpárosoknál a tömeg jelenti a legnagyobb különbséget. Jó hír, hogy a trevisoi kerékpárgyártó Pinarello új versenybringája, a Dogma F könnyű darab. Az olasz vállalat a belga 3DP specialista Materialise-zal közösen készítette, és az additív gyártásnak köszönhetően, az ülés nagyon fontos komponense, a nyeregcső bilincs tömege közel a felére csökkent.

Az iparágban minden gramm számít. Például hegymenetben, vagy ha viharos szél fúj, nagyon nem mindegy, hogy hány kiló a kerékpár. A Pinarello ezért a versenytársaknál könnyebb biciklit tervezett. A kivitelezéshez azonban nemcsak a tömeget kellett csökkenteni, hanem az alkatrészek és a költségek, minőség, gyártás tempója, gyártott termékek száma közötti egyensúlyt is optimalizálniuk kellett.

Hagyományos gyártással bőven túlmentek a nyeregcső bilincs óhajtott tömegén. A problémát orvosolandó, léptek kapcsolatba a fémnyomtatásban (is) otthonosan mozgó Materialise-zal. A munkákat a cég fémekre specializált brémai központjában végezték.

A tervek gyorsan mentek, a frissítésekhez – a klasszikus megoldásokkal ellentétben – sem új öntőformákra, sem CNC programozásra nem volt szükségük. Digitális terveken könnyű módosítani.

A Pinarelloval közösen végzett tervezés összes iterációjánál virtuális, szimulációs tesztekkel kezdték. Ügyelniük kellett arra, hogy az ülés minden esetben elbírja a kerékpáros tömegét. Következő lépésben a Pinarello utakon végzett fizikai, például fáradtságteszteket.

A tesztek mellett a kétezer darab időben – egy hónap leforgása alatt – történő gyártása szintén komoly kihívást jelentett. Könnyített a helyzeten, hogy segédanyagokra és manuális utómunkálatokra sem volt szükségük. Kialakították a gyártási időnek és az anyagnak (titánnak) megfelelő nyomtatási paramétereket, a munkafolyamatokat pedig az ősszel piacra kerülő Materialise Process Tuner finomhangolta. A programmal, az automatizációval a paraméterek gyorsabban, hónapok helyett hetek alatt beállíthatók, és a hibák száma is drasztikusan csökken.

A nyeregcső bilincs végül tökéletesre sikerült, a titándarab tömege 42,5 százalékkal kevesebb lett, mintha az eredetileg tervezett alumíniumból, hagyományos technikával készítették volna. A kétezer darab gyártása pedig mindössze három hétig tartott. Klasszikus eljárásokkal, a rendelések, az esetleges nyersanyaghiány stb. miatt hat-tizenkét hónapot vett volna igénybe.

3D nyomtatás nélkül egyre több iparágat azért nehéz ma már elképzelni, mert additív technológiákkal, a rugalmas tervek mellett, olcsóbb, gyorsabb és fenntarthatóbb a gyártás. A hajóipar is e területek közé tartozik.

A rotterdami kikötő egy új rakpartjánál telepítették a világ első nyomtatott acél hajócövekjeit, egész pontosan egy tizenkettes sorozat első hat darabját. A nyomatok a kikötői hatóság az infrastruktúrát megújítani hivatott programjához kapcsolódnak. A programmal a gyártás fenntarthatóságát akarják növelni, a rakpartoknál lévő új eszközök előállítását az innováció és a digitalizáció határozza meg.

A cövekek a kikötői hatóság és a helyi fémnyomtatás-specialista RAMLAB együttműködésének gyümölcsei. Nem ez az első közös munkájuk, korábban hajtócsavarokat és más alkatrészeket nyomtattak együtt.

A hajócövekeket hagyományosan acélöntéssel készítik. 3D nyomtatással felgyorsul, és a helyszínhez közelebb valósítható meg a gyártás. Ez a két tény önmagában növeli a fenntarthatóságot.

A tesztekből kiderült, hogy a printelt acél hajócövekek minősége legalább annyira jó, mint az öntötteké. A jövőben az eredeti formákat újratervezhetik, hogy a kész termékek még erősebbek és tartósabbak legyenek.

A kikötő a gyártóipari innovációt támogató RDM Rotterdam inkubátornak is otthont ad. A létesítményben diákok, üzleti közösségek és tudósok dolgoznak a jövőn. Szükség is van a megújulásra, amelyben a 3D nyomtatás fontos szerepet játszik.

A RAMLAB az RDM létesítményében drótíves additív gyártótechnikával (wire arc additive manufacturing, WAAM) printelte a hajócövekeket. A rétegek egymásra rakásánál robotok végezték a hegesztőmunkát.

„3D nyomtatással lehetővé válik a helyi és kívánság szerinti gyártás. 2017-ben készítettük el a világ első hitelesített nyomtatott hajtócsavarját. Az idei hajócövekek hasznos tesztül szolgáltak arra, hogy kisszériás termékek, az öntéssel és az alkatrészek Kínából történő importjával összehasonlítva, gyorsabban előállíthatók 3D nyomtatással” – jelentette ki Vincent Wegener, a RAMLAB egyik vezetője.

Az utóbbi néhány évben a muzeológia is felismerte a 3D nyomtatótechnológiákban rejlő lehetőségeket. Az ezen a területen megvalósított 3DP alkalmazások egyik legaktuálisabb példája a gdanski Borostyánmúzeum, ahol július 24-től Jakub Pastuszak helyi ipari tervező erősen retro hangulatú munkáit állítják ki.

A múzeum ezen a napon nyitotta meg új helyén, a frissen helyreállított 14. századi Nagy Malomban kapuit a látogatóknak. Kortárs művészetben és borostyánból készült történelmi műalkotásokban egymás mellett gyönyörködhetnek.

A művész ugyan nem borostyánkővel dolgozik, alkotásait viszont alaposan megihlette a megkövesedett gyanta. A múzeumban négy nyomtatott munkáját állította ki. Mindegyik emberek és tárgyak interakciójára összpontosít.

„Az élő anyaggal való kapcsolat hiánya kognitív disszonanciához vezet, és ez nem jó tervek kivitelezéséhez. A 3D nyomtatás segíthet annak a kockázatnak az elkerülésében, hogy a projektek a háromdimenziós elképzelések zárt gömbjében maradjanak” – magyarázza az additív gyártásban idő- és pénztakarékos alkotói eszközt látó Pastuszak. Ha a művészek nem használnák, munkáikhoz további (3DP) specialistákat kellene alkalmazniuk.

A kiállítás egyik nyomtatott darabja egy 17. századi mesterember 1:6 méretarányban elkészített szobája. Hagyományos technikákkal évekig dolgozhattak volna rajta, több nyersanyag kellett volna hozzá, és több is ment volna kárba. A 3DP technológia egyértelműen környezetbarátabb.

A múzeum ritkaságokat tartalmazó borostyánkő-szekrény, borostyánkőben talált negyvenmillió éves ősgyík másolat elkészítésével is megbízta az elképzeléseit az ottani szakértőkkel és 3D tervezőkkel kivitelező művészt. A nagyobb modelleket Zortrax printerekkel (LPD, LPD Plus), a részletesebbeket, például szobrokat, arcokat, kezeket, csillárokat, gyertyatartókat UV LCD nyomtatóval készítették el.

Előtte, a pontos 3D modellekhez alaposan tanulmányozták a 17-18. századi eredetieket, majd a printelés következett, aztán pedig az utómunkálatoknál a Zortrax Apollerrel megtisztították, fényesre csiszolták a nyomatokat.

Az additív gyártás terjedésével egyre több műanyag-tárgyat állítanak elő. A növekedés mellékhatásaként nő az olcsóbb, de a lehető legjobb minőséget biztosító megoldások iránti igény is.

A nyomtatást követő munkák nagyon fontosak egy termék előállításánál. Egyre többen foglalkoznak a folyamat leegyszerűsítésével, automatizálásával.

Felületek minőségi befejezése bonyolult geometriájú darabok esetében különösen problémás, komoly kihívásokkal jár. Optimalizált nyomtatási módszerekkel kombinálva azonban az új eljárásokkal még ezekben a problémás esetekben is jó végeredmény érhető el.   

A német AM Solutions új módszert dolgozott ki termoplasztikus anyagokból porágyas eljárással készült nyomatok utómunkálataihoz. A biztonságos és költséghatékony eljárással különböző méretű és formájú tárgyak egyetlen munkafolyamatban, megismételhető eredménnyel dolgozhatók meg. Nincs közben szükség az eddigi időigényes és drága változtatásokra.

A nyomtatási ismeretek és az új eljárás együtt tökéletesebb és homogénebb felületeket eredményez. Bizonyos esetekben az érdesség akár négy óra leforgása alatt az ötödére csökkenthető.

Több eddigi változtatásra vagy a pontos feldolgozó szakaszok megtartására sincs már szükség, amivel komoly összegek takaríthatók meg. De a pénz az éremnek csak az egyik oldala. A másik, hogy a munka stabilabbá, biztonságosabbá válik, például kerámianyomatok is garantáltam tartósabbak.

„Az új megoldást több folyamatot végig próbálva dolgoztuk ki. Az új termékkel nyomatok szerteágazó választéka dolgozható meg. Mindegy, hogy kicsi és érzékeny, vagy nagy darabokról van szó, mindig homogén és konzisztens tárgy az eredmény” – nyilatkozta Christoph Bätz, a projekt egyik vezetője.