FREEDEE BLOG

A 3D nyomtatás nagyon sok területen, köztük természetesen a sportban is jelen van. Labdarúgó Európa- és világbajnokságok mellett, kétségtelenül az olimpiai játékok csinálják a legnagyobb hírverést a sportnak.

Jó hír, hogy a most futó tokiói játékokról – először az olimpiák történetében – sem hiányzik az additív gyártótechnológia (a paralimpián szintén ott lesz), és ha nem is tudjuk, de naponta többször láthatunk printelt darabokat.

A Protect & Gamble, a helyi szervezők és a Nemzetközi Olimpiai Bizottság együttműködésének gyümölcseként ugyanis 98 pódiumot nyomtattak. Külön örvendetes, hogy minden egyes dobogót újrahasznosított anyagból, részben az óceánból a „köz” által, az ENSZ „felelősségteljes fogyasztást” hirdető #CleanOceans programja keretében összegyűjtött műanyagból készítettek.

A szervezők – állításuk szerint – ezzel a gesztussal jelzik a környezetvédelem iránti elkötelezettségüket.

Az óceán mellett, a fenntartható fejlődést promótáló Protect & Gamble és a Nemzetközi Olimpiai Bizottság iskolákból, áruházakból és hivatalokból is gyűjtötte a műanyag-hulladékot.

A Pódium projekt elsődleges céljaként, több mint másfélmillió, polietilénből és polipropilénből készült műanyagzacskót szedtek össze. Belőlük hasznosították nyomtatásra a műanyag-műgyanta kombinációanyagot. Elmondták, hogy a projektben feldolgozott minden egyes műanyagcuccal 75 gramm széndioxidtól mentik meg a bolygót. A másfél millió darabbal megspórolt energia egy háztartás 112 évnyi fogyasztására elég.  

A Tokió 2020 emblémát (eredetileg tavaly rendezték volna a játékokat) is jegyző Asao Tokolo tervező műve, a pódium Japánt, az ország hagyományait és az olimpiai eszmét fejezi ki. A színvilág, a hagyományos indigókék, a design Japán fejlődését, a szigetország történelmét hivatott megjeleníteni.

Az ExOne a binder jetting nyomtatótechnológia legismertebb képviselője, a vállalat gépeivel több mint húsz anyagból – fémekből, kerámiából, kompozitokból, homokból – készíthetők nyomatok.

Az 1995-ben alapított cég a technológia úttörője és vezető világpiaci szereplője, idő- és költséghatékonyság elveinek megfelelően működő printerei a nyomtatóanyagokat gyorsan precíziós részekké, fémöntőformákká, innovatív szerszámkészítő megoldások alapjaivá alakítják. A gépek mellett természetesen anyagokat és szolgáltatásokat is kínálnak.

A cég székhelye az amerikai „rozsdaövezethez” tartozó pennsylvaniai Pittsburgh városához, egy hagyományos gyártóközponthoz közeli, az „acélvárostól” húsz kilométerre fekvő North Huntingtonban található.

Pozícióikat megerősítését és az ipari 3D nyomtatás további fejlődését szem előtt tartva, új fémnyomtató-központot nyitottak a németországi Gersthofenben. A Münchentől mindössze 45 percre lévő központ az ExOne európai „főhadiszállása” is lesz egyben.

A befektetéssel egy régóta meglévő, fémöntéssel foglalkozó ügyfelek számára homok öntőformákat printelő létesítményt bővítettek. A 270 négyzetméteres új központban végponttól végpontig történő mérnöki megoldásokat kínálnak fémnyomtatáshoz. Szolgáltatásaik szerteágazóak, az anyagfejlesztéstől a tervezői munka támogatásáig, sok területre kiterjednek.

A világ legnagyobb fémnyomtatóját, az X1 160Prot Németországban fejlesztették és gyártották, a munkában az európai binder jetting és az amerikai fémprintelés szakértelem ideális kombinációját látják, és a jövőben tovább akarják erősíteni ezt a vonalat.

Az új központ egyik nagy előnye ideális fekvése, a közvetlenebb kapcsolat az európai ügyfelekkel és szakértőkkel.

Sanghajban minden bizonnyal szeretik a nyomtatott hidakat, mert a kínai metropolisz Baoshan negyedében, egy ipari központban, név szerint a Bölcsességöböl Parkban immár a másodikat húzták fel.

Az első, egy betonhíd 2019 januárja óta működik. A júliusban felavatott második abszolút unikum – a világon az első tetszés szerint, bármikor összecsukható és kihajtogatható, maximum egy tonnáig terhelhető, gravitációalapú automatikus figyelmeztetőrendszerrel felszerelt híd.

Az új híd 9,34 méter hosszú, kilenc – egyetlen gombnyomással össze- és kicsomagolható – szakaszból, 36 printelt háromszög-alakú panelből áll, mindegyik egyedi tervezéssel készült.

A Baoshan negyedben sokat tesznek a 3D technológiák népszerűsítéséért: a 26,3 méter hosszú és 3,6 méter széles betonhíd mellett, 3DP múzeum is található a több mint húsz ipari szereplőnek otthont adó parkban. Egyikük, az XEV kutatásfejlesztési központot is nyitott.

A bluetooth-szal vezérelhető, egy perc alatt összecsukható (és „kinyitható”) híd neve Transformer (Alakváltó), egyben a 3DP kínai sikertörténetének újabb állomása.

A név tisztelgés az amerikai Hasbro és a japán Takara játékgyártók 1984 óta forgalmazott, járművé, fegyverekké és más technikai eszközökké átalakítható, képregényekben és rajzfilmekben sokszor megcsodált robotjai előtt.

Lu Bin, a híd főépítésze elmondta, hogy a paneleket német gyártó termékéből, újrahasznosítható kompozitanyagból, poliészter-karbonátból nyomtatták. Egyértelműen a környezeti lábnyom minimumra csökkentése volt az anyag- és a technológiaválasztással is a céljuk. Az építész szerint a 3D nyomtatás ideális erre.

A 3DP-t azért is dicsérte, mert bonyolult tervek, új formák és textúrák kivitelezhetők vele. A paneleken láthatjuk is mindezt – hangsúlyozta. Az alkalmazott technikát nem árulta el, de valószínűleg valamilyen extrudáló módszerrel dolgoztak. Az összes panel megtervezése mindössze három napig tartott.

A 3D Systems bemutatta és elkezdte árulni, a cég sztereolitográfia (SLA) technológiájához fejlesztett, gyártásra alkalmas új akrilát műgyantáját (Accura AMX Rigid Black). Ez a kemény anyag az első, amelyből nagyüzemi gyártásban nagy felbontású, pontos, remek minőségű felületekkel rendelkező, hosszútávú mechanikai hatásokat jól bíró termékek állíthatók elő.

Az anyaggal főként az autó- és motorsportokra, fogyasztói termékekre, szolgáltató-irodákra és más gyártókra gondoltak; prototípuskészítéstől végtermékek előállításáig, rendkívül széleskörűek a benne rejlő alkalmazási lehetőségek.

Fejlesztését részben a Toyota Gazo Racing (TGR), a világ legextrémebb körülményei között is versenyeztethető sportautóinak gyártási követelményei inspirálták. A két vállalat 2019 óta partneri kapcsolatban áll egymással, a TGR jól ismeri a 3D Systems anyagait és technológiáit.

 „Az Accura AMX Rigid Black-kel méretesebb, komplex darabok gyárthatók SLA nyomtatással. Nagyobb autóalkatrészek stabilizálhatók nyomtatott szerelvényekkel, készíthetők elő CNC-maráshoz. Teszteltük, és a kézzel végzett korábbi munkával összehasonlítva, az idő 90, az anyagiak 60 százalékát spóroltuk meg. Meg fogja változtatni a gyártást” – nyilatkozta Alexander Liebold, a TGR egyik vezetője.

A cég anyagfejlesztő csoportja szintén elégedett. Szerintük például a szolgáltató-irodák mostantól jobban összpontosítanak majd végtermékek gyártására. Az anyag és az SLA technológia összekombinálásával munkájuk hatékonyabbá válik.      

Az Accura AMX Rigid Blackből készült nyomatok felületminősége annyira jó, hogy az összes fröccsöntött termékkel felveszi a versenyt. A nyomást ugyanúgy tűri, mint a szabvány termoplasztikus anyagok. Mechanikailag belső- és külső terekben egyaránt kiválóan teljesít. Bármilyen környezetben megállja a helyét.

„Az első németországi nyomtatott lakóépülettel, pozitív nyomás nehezedik az iparágra: az építőipari szakmáknak nagyobb lesz a vonzereje, nő az új technológiákkal történő építkezés és az új stílusú modern épületek iránti igény” – mondta Ina Scharrenbach, Észak- Rajna-Vesztfália (többek között) építkezés- és lakhatás-ügyi minisztere.

Beckumban ő adta hivatalosan át az ország első printelt, kétszintes lakóépületét. A kivitelezést a terület dán főszereplője, a robotprintereiről ismert COBOD német forgalmazója, a PERI végezte el. Az épület fontos lépés, a 3DP-nek megnyithatja az utat az építőiparban, a technológia végre ebben a szektorban is kommerszializálódhat.

A PERI nemcsak partnere, hanem részvényese is az úttörő Henrik Lund-Nielsen által vezetett dán vállalatnak, 2018 óta használja a BOD2 printert. Németország mellett az USA-ban, is dolgoztak vele, nemrég kezdtek el egy, megfizethető árú épületek nyomtatásáról szóló arizonai projektet.

A PERI Németországban és világviszonylatban is a beton kézi öntéshez használt zsaluzóeszközök egyik vezető beszállítója. A 3D nyomtatás iránti érdeklődésük komoly előrelépést jelent, és jelzi, hogy az újításoktól inkább ódzkodó szektor megértette: az automatizáció és a digitalizáció a jövő.

Ezért van szükség robotnyomtatókra építkezéseken.

„Dán partnerünkkel együtt megmutattuk, hogy a 3D betonnyomtatás piacra kész. A beckumi projekt több ipari folyamatot belendítő mérföldkő. A kategóriájában első ház az összes résztvevőnek különleges emlék marad” – nyilatkozta a PERI innováció- és marketingrészlegét vezető Thomas Imbacher.

A 3DP-alapú épületnyomtatásban érintett többi vállalattal ellentétben, a COBOD tervek és jövőképek ismertetése helyett partnerei által, főként a BOD2-vel printelt – tényleges épületeket és szerkezeteket mutat be. Ezért tartják a terület éllovasának.

A hollandiai Amersfoort székhelyű Vertico a robotika-alapú épületnyomtató platformot fejlesztő, gyártó vállalatok egyike. Legújabb gépük, EVA viszont túlmutat az eddigieken, ő az első „belépési szintű” épületnyomtató, tehát nem kell hozzá különleges szakértelem, nagyon speciális ismeretek. 50 ezer euróba kerül, ami ebben a kategóriában olcsónak számít.

A gépet az építőipar mellett kutatásfejlesztésre, felsőoktatási intézményekben használhatják.

Több éve nyomtatnak épületeket, kezdetben sokan átverésnek tartották, mára viszont globális üzletté kezd válni, az előrejelzések alapján óriási piaci lehetőségekkel. Egyre több a speciális nyomtató, ezen az áron elsőként viszont a Vertico kínál plug&play megoldást.

Az új gép megkönnyíti a cementnyomtatással foglalkozó, azt kutató, alkalmazásokat fejlesztő vállalatok, egyetemek munkáját, például végre nem kell házon belül printert építeniük.

Hasonló történt a bioprinting egy kicsit még mindig egzotikusnak tűnő világában is, amikor a CELLINK szintén „belépési szintű”, kategóriáján belül olcsó rendszerrel demokratizálta a technológiát, és tette könnyebbé felsőoktatási és kutatóintézmények, orvosi cégek tevékenységét.

A könnyen telepíthető EVA gömbszerű építési terében tíz kiló cementtel tölthető fel, a kar 1,45 méterre elér. Nagyobbik változatánál hatvan kilóra és 1,65 méterre módosulnak ezek a paraméterek. Használatát online képzéssel is megtanulhatjuk.

Semmiféle helyszíni installáció nem kell hozzá, a megrendelt gépet maximum tíz hét alatt kiszállítják. Szeletelő szoftver és kezdő alapanyagok ingyen járnak mellé.

A francia COP Chimie bő három évtizede fejleszt anyagokat az ortopédia iparnak. A cég kutatásfejlesztési laboratóriumában most egy újjal álltak elő – ráadásul a COPSIL3D 4025 nyomtatott szilikon elasztomer már meg is kapta a tanúsítványt, hogy érintkezhet emberi bőrrel.

A puha és rugalmas anyaggal lehetővé válik ortézisek (térd-, váll-, kéz- és csuklórögzítő termékek) és külső protézisek 3D nyomtatása. Egy ilyen innovatív megoldással gyorsabban gyárthatók, jobban személyre szabhatók ortopédiai eszközök. Ortéziseket és protéziseket napi szinten hordó személyek életét könnyíti meg.

Az olajok vagy áttetsző elasztomerek formájában ismert szilikonok könnyen színezhetők, a magas és az alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállásuk, rugalmasságuk, jó textúrájuk és a vizet taszító (hidrofób) tulajdonságuk miatt kedveltek. Mivel vegyileg is stabilak, változatos fiziológiájú környezetekhez ajánlottak.

Sok termékhez, különféle alkalmazásokban, például higiéniai és tisztító árucikkekhez, ipari és élelmiszeripari öntőformákhoz, bevonatokhoz, kenőanyagokhoz, zsírokhoz, festékekhez, beültetésekhez, protézisekhez és játékokhoz használják őket.

Az egészségügyben azért szeretik, mert személyre szabható termékek kevesebb manuális munkával és öntőformák nélkül gyárthatók belőle, azaz gyorsabban és olcsóbban előállíthatók. Az adott termékben üregek alakíthatók ki, módosítható a szerkezetek megtöltésének mértéke, amivel például könnyebbek lesznek. Csökkenthető a tárgy keménysége, ellenállóképessége, javíthatók a mechanikai tulajdonságai stb.

A COPSIL3D 4025 speciális konzisztenciája lehetővé teszi a folyékony szilikon rétegről rétegre történő lerakását. Az anyag keménysége és reakciói a szerkezet típusának függvényében dolgozhatók ki. A belőle készült nyomatok mechanikus tulajdonságai ugyanazok, mint az öntött szilikoné. Bonyolult geometriájú, rugalmas részek kisszériás gyártásához, prototípuskészítéshez ajánlják.

A COP Chimie összeállt az online 3DP tanfolyamok francia specialistájával, az F3DF-fel, mostantól a szilikon-printelést is fogják tanítani – és népszerűsíteni.

Az 1876-ban alapított német Henkel elsősorban vegyipari és fogyasztási cikkeket állít elő, tevékenységét egyre inkább meghatározza a 3D nyomtatás. A Düsseldorf-székhelyű cég 53 ezernél több alkalmazottjának csak 15 százaléka dolgozik Németországban.

Természetesen Kaliforniában is jelen vannak, ottani két 3D nyomtatással foglalkozó létesítményük, a Concord laboratórium és a Dixon gyártóüzem printeléshez fejleszt és készít műgyantát. Júliusban kapták meg a nemzetközi minőségi szabvány ISO 13485: 2016 tanúsítványt. Ez a tanúsítvány teszi lehetővé orvosi eszközök gyártását, a megfelelő folyamat- és gyártáskontrollt, dokumentációt és visszakövethetőséget.

A Henkel esetében biokompatibilis műgyanták és más, implantátumokhoz nem használt anyagok gyártásáról van szó.

„A szabvány nemcsak méréshez és visszakövetéshez biztosít keretet, de a termékeik hitelesítésével kapcsolatos kockázatoktól is megóvják a cégeket” – nyilatkozta Rob Clemons, a Henkel 3DP mérnöke.

A tanúsítványhoz szervezeteknek működésük több oldalát kell alaposan átvizsgálniuk, hogy mindenben megfeleljenek a minőségi szabványoknak. A Henkelről készült auditban az olyan területekre fektették a hangsúlyt, mint az anyag- és termékfejlesztésben fontos szerepet játszó tervezéskontroll. A dokumentum kétezer oldalnál hosszabb lett.

A két létesítmény kezdettől végpontig, nyersanyagoktól a kész műgyantáig, komponensektől a végtermékig, árgus szemekkel figyeli a folyamatokat, kockázatkezelési szempontból az összest dokumentálják, elemzik.

A tanúsítvány megszerzése azt is jelenti, hogy a vállalat abszolút ügyel az egészségipar globális szabályozására, a szabályok betartására, az elvárásoknak való megfelelésre. A 3D nyomtatásban elképesztő a potenciál ezen a területen (is), mainstreammé viszont csak teljes minőségkontrollal válhat.

A szabvány beszerzése felé 2020 elején, a Covid-19 megjelenésekor, az első tesztek minőségével felmerülő problémák idején tették meg a döntő lépéseket. Mivel több 3DP gyártóval konzorciumban működnek együtt, a Henkel sokat segített kidolgozni egészségügyi eszközök nyomtatási folyamatait.

A biztonság és a konzisztencia volt a két főszempont.

Két szenátor és egy kongresszusi képviselő javaslatára az Egyesült Államokban ismét bevezették a nyomtatott fegyverekre vonatkozó törvényt, azaz megint tilos mindenféle modell, terv és használati utasítás online publikálása, amelyek alapján puskák, pisztolyok stb. printelhetők.

Mivel a 3D nyomtatással lehetővé vált műanyag lőfegyverek otthoni előállítása, nagyobb az esély, hogy minden korábbinál több személy fog engedély nélkül birtokolni semmiféle azonosítóval, például gyártási számmal nem rendelkező darabokat. Ezek a műanyag-fegyverek elkerülik a repülőtéri fémdetektorokat, könnyebben kijátszhatók velük a biztonsági ellenőrzőpontok. Az egyre több printerrel nő a potenciális veszély.

3D nyomtatóval lassan minden elkészíthető, az árak esnek, és pont ezekért az okokért veszélyes, ha a technológiát gyilkos szerkezetek barkácsolására büntetlenül alkalmazhatják.

Ha az előállításukhoz szükséges használati utasítások online elérhetők, lényegében bárki fabrikálhat otthon fegyvert. Az azonosítók hiánya miatt ezeket a fegyvereket nem lehet nyomon követni. Nincs hozzáférhető adat arról, hogy hol készültek, melyik boltban értékesítették, ki volt a vásárló stb. Az erőszakos bűnesetek számának növekedésével, csak olaj volt a tűzre, hogy egy Donald Trump elnöksége alatti törvénymódosítással, otthoni gyártásuk lényegében zöld fényt kapott.

A törvényhozók szerint megszüntettek egy szabályozási rést, viszont illúzióik sincsenek, mert aki akar, ha nem is a mindenki által ismert világhálón, de annak nehezebben elérhető fél- és illegális bugyraiban, a darkneten könnyen találhat printelt fegyvert, nyomtatási útmutatókat. (Tovább árnyalja a képet, hogy a tiltótörvény addig sem volt sikeres, amíg érvényben volt. A sötét webre azért elég könnyű rátalálni.)

Egy kicsit mégis megnehezítik a fegyvert legálisan nem birtokolható, de birtokolni akaró veszélyes személyek dolgát.

A régi-új törvénnyel egyidőben egy atlantai vállalat bejelentette, hogy mesterségesintelligencia-alapú új technológiájukkal nemcsak fém-, hanem műanyag-fegyverek is detektálhatók. Személyeket alacsony hatótávolságú radarral menetközben szkennelnek. A rendszer valósidejű 3D képeket generál a szkenekből, amelyeken látható, hogy mi van az illető zsebében, kézipoggyászában, hátizsákjában. A betanított mesterséges intelligencia könnyen azonosítja a fegyvereket és más veszélyforrásokat. A rendszer úgy működik, hogy a szkennelésre kerülő személyeket sem megállítani, sem zsebeiket kiüríttetni nem kell.

A fémnyomtatás egyik főszereplője, a németországi Lübeck-székhelyű SLM Solutions nemrég mutatta be friss újítását, a printeléshez használt segédanyag-mennyiséget jelentős mértékben csökkentő (és nem utolsósorban ingyenes) Free Float szoftvert.

Mire jó ez? Például arra, hogy a felhasználók korábban megvalósíthatatlan terveket kivitelezzenek, elképzelhetetlen komplexitású tárgyakat alkossanak. A programmal jócskán rövidül a nyomtatási idő, többet foglalkozhatunk a minőséggel.

Az SLM Solutions célja a termelékenység növelése, a nyomtatópor és az utófeldolgozás költségeinek csökkentése. Ha beválik, a Free Float komoly részt vállalhat az additív gyártás tömegtermeléssé alakulásának folyamatában.

A fémnyomtatáshoz hagyományosan kellenek segédanyagok. Ezek miatt munkálhatók meg ideiglenesen szerkezetek, a hőtöbblet elnyelésével pedig megelőzik a nyomat károsodását, torzulását.

A felhasználóknak már a tervezési szakaszban figyelembe kell venniük a segédanyagokat, illetve az utómunkálatoknál el kell távolítaniuk azokat. Mindkettő komoly kihívásokkal jár, nehezebbé teszik és lelassítják a gyártási folyamatot.

Segédanyagok használatával automatikusan több nyomtatóporra van szükség, amelyeket a későbbiekben már nem lehet újrahasznosítani. Így pedig emelkednek a munkára és az anyagokra fordított kiadások.

Az SLM Solutions 2017 óta próbál megoldást találni a problémára, elérni, hogy minimális mennyiségű segédanyaggal vagy segédanyag nélkül is működjön a 3D fémnyomtatás.

Ezeknek a próbálkozásoknak az eredménye a cég szinte minden gépével, így a régebbiekkel is kompatibilis, a hőproblémákat kezelő vektortechnológián alapuló Free Float. SLM fájlformátumot használ, három mód (alacsony, közepes, magas) alkalmazható. Az első simább felületet, alacsonyabb porozitást eredményez, és a nem kritikus sarkoknál kevesebb segédanyagra van szükség. A segédanyagok használata a harmadik módban csökkenthető legszignifikánsabb mértékben.