FREEDEE BLOG

A tengeri/óceáni ökoszisztémák egészsége, megóvásuk létfontosságú az emberi élet és a bolygó számára. Több szempontból is az: például, mert a földkerekség lakosságából öt személyből kettőnek a hal az elsőszámú állati protein.

Ezek az ökoszisztémák az árvízvédelemtől kezdve az üdülésig/turizmusig, szerteágazó területeken kulcsszereplők: szállítmányozásban, a szennyezettség ellenőrzésében, viharok elleni védekezésben stb. De talán a legfontosabb, hogy a víz a széndioxid-megkötésben, és így a tengeri/óceáni ökoszisztémák a gyorsuló klímakatasztrófa elleni küzdelemben szintén kihagyhatatlan tényezők.

Folyamatos megfigyelésük, monitorozásuk az ott élő állatok és növények egészségének, az általuk kialakított egyensúly fenntartásának egyik feltétele, de nélküle a „halból élő” lakosság létkörülményei is megváltoznának – drasztikusan romlanának.

A második legnagyobb dél-koreai városhoz, Puszanhoz közeli Koreai Oceanológiai Tudományok és Technológiai Intézet kutatói két másik akadémiai intézménnyel együttműködve, a tengeri környezetet megfigyelő, adatokat gyűjtő „intelligens” bóját terveztek.

A terv nem új, de tavaly a kivitelezésben is komoly előrelépést tettek, a prototípust pedig nemrég mutatták be. A fejlesztők elmondták, hogy bójáik több mint tizenötféle adatot gyűjthetnek, köztük a víz sótartalmának, pH-jának (egy adott oldat kémhatásának), hőmérsékletének a változásairól, de a halászatra alkalmas és használt területek koordinátáiról is. Mivel a megoldás nemcsak ígéretes, hanem energiatakarékos, biztonságos és nem utolsósorban méretezhető is, további alkalmazásokra számítanak.

A bójákat tengervíz-elemek működtetik, amelyek a természetben bőségesen előforduló nátriumforrást használnak. Nátriummal töltik fel őket. Az Intézet és partnerei cégekkel együttműködve próbálnak előállítani több tengervíz-elem alapú terméket.

Ezeket az eszközöket 3D nyomtatással alakítják ki nagy mennyiségben egyedire; igaz, más technikával nem is nagyon lehetne. Ráadásul a költségek sem ugranak meg szignifikánsan – és ez is a 3D nyomtatásnak köszönhető.

Az interplanetáris űrrepülés valóra válásához közeledve, a szektorban egyre többen foglalkoznak a világűrbéli additív gyártással. A NASA-nak fémnyomtatót fejlesztenek, az Európai Űrügynökség (ESA) pedig szintén printert tervez és gyárt; az egyelőre névtelen FFF-gép korai, prototípus-állapotánál tartanak.

A fejlesztések az IMPERIAL projekt keretében történnek, az egészen különleges rendszer futószalagot használ elvileg végtelen hosszúságú nyomatok előállításához. Egy csomó a magas hőmérsékletet tűrő, gondosan tervezett nyomtatószállal kompatibilis.

A projektkonzorcium tagjai az OHB és az Azimut Space német űrhajós cégek, az ír Athlone Technológiai Intézet és a BEEVERYCREATIVE portugál 3DP szolgáltató.

A gép lehetőségeit az ESA koramárciusi Fejlett Gyártás workshopján mutatták be, ahol egy 1,5 méter hosszú rudat printeltek vele.

Az IMPERIAL az ESA korábbi sikeres MELT projektjének a folytatása. Az ipari FFF 3D nyomtatást tesztelték vele a súlytalanságban. Az IMPERIAL egy lépéssel tovább megy: a teljesen az űrre tervezett gyártórendszer a mai printerek méretkorlátait hivatott megszüntetni. A gépek munkatere által jelentett megkötéseket már sikerült túllépniük – ezt demonstrálták a workshopon, ahol bebizonyosodott, hogy a kompakt printer képes feldolgozni nagyteljesítményű termoplasztikus anyagokat.

Valószínűleg kívánság szerinti (on-demand) gyártásra és karbantartásra fogják használni a Nemzetközi Űrállomáson (ISS).

„Földön kívüli gyártómegoldások kidolgozása nagyméretű tárgyakhoz létfontosságú lesz a jövőbeli űrmissziók fenntarthatóságához” – magyarázza Advenit Makaya, az ESA egyik mérnöke.

A printernek szigorú technológiai feltételeknek kell megfelelnie: kiváló, földi minőségű polimereket kell korlátlan hosszúságban nyomtatnia mikrogravitációs környezetben. Áramfogyasztása erősen korlátozott, és a nyomatoknak utómunkálatok nélkül kell használhatónak lenniük (azokra nincs lehetőség az Űrállomáson). Az anyagveszteséget minimalizálni kell, és úgy, hogy teljesen újrahasznosítható legyen.

A montreali PyroGenesis portfoliója szerteágazó: védelmi, bányászati, fémfeldolgozó, olaj és gáz, környezetvédelmi és additív gyártóipari cégeknek kínál high-tech megoldásokat.

Március 11-től pedig hivatalosan is jelen van a NASDAQ részvénypiacon. Az azt megelőző egy évben a cég papírjai a kanadai tőzsdén is kifejezetten jól teljesítettek.

„Izgalmas mérföldkő a vállalat történetében, jó ideje terveztük, és dolgoztunk közösen rajta. Büszkék vagyunk, hogy NASDAQ tagok lettünk, és várjuk a neves platformon való kereskedést. Részvényeinket mostantól két nagyobb tőzsdén jegyzik, és arra számítunk, hogy a pénzügyi közösségen belül a PyroGenesis ezzel még láthatóbbá válik, ugyanakkor potenciális ügyfeleink körében is jobban fogják ismerni a termékkínálatunkat” – nyilatkozta elégedetten P. Peter Pascali, a PyroGenesis elnök-vezérigazgatója.

Cégét a plazmaatomizáló technológia, az additív gyártóiparban népszerű Ti64 nevű titánpor-gyártás legfejlettebb folyamatának feltalálójaként tartja nyilván a szakmai közvélemény. Manapság már világviszonylatban is ők számítanak az egyik kulcsszereplőnek.

Ez azért lehet így, mert folyamatosan és nagymértékben növekszik a csúcsminőségű atomizált fémporok iránti kereslet. Az ok elég egyértelmű: a kereslet növekedése az additív gyártószektor térhódításának egyenes következménye. A PyroGenesis 2019-ben alapított is egy, kizárólag erre a területre fókuszáló leányvállalatot (PyroGenesis Additive).

Mivel nagyon komoly a benne lévő potenciál, a nyomtatópor-gyártás kapóra jött a cégnek, újrapozícionálta magát vele az üzleti világban. 2018-ban csúcstechnológiával felszerelt fémpor-előállító üzemet nyitottak, ott folyik a gyártás. Termékeiket főként a légjármű-ipari és a biomedikális szektor egyre több 3D nyomtatást használó vállalatai, szervezetei vásárolják.

Titánporukat hamarosan az európai piacon is terítik, az Aubert & Duvallal ezért lettek partnerek.

A hagyományosról az additív gyártásra történő átállás több szempontból kedvez az autóiparnak.

A szerszámokat házon belül elkészíthetik, ami gyorsabb, rugalmasabb, hatékonyabb, és a velük létrehozott termék is egyedibbre alakítható ki. Pótalkatrészek előállítására szintén hasznos technológia, különösen, ha azokat már nem gyártják szériában. De a 3DP nagyon komplex, alkatrész-specifikus hűtési csatornák integrálására is lehetőséget ad.

Az autóiparban az EOS M 400 gépe az egyik legnépszerűbb 3D nyomtató, az Audi is előszeretettel használja. A Volkswagen Csoporthoz tartozó gyártó évek óta alkalmazza a 3DP-t, prototípusokat építenek, kiegészítő alkatrészeket, szerszámokat gyártanak vele. A cég elemzőközpontjában a műanyag-nyomtatással például egy ideje a gyártási folyamat szerves részeként számolnak.

A fémnyomtató-központ 2017-ben, a bajorországi Ingolstadtban nyílt meg. Kezdetben pótalkatrészekre összpontosítottak, de az SLM (szelektív lézeres olvasztás) – lényegében lézeres porágy-fúzió – eljárással ma már más alkatrészeket és szerszámokat is printelnek. Ezekhez van szükségük az M 400-asokra. Az EOS gépeinek köszönhetik, hogy pótalkatrészekhez egyáltalán nem használnak hagyományos gyártóeljárásokat, például fröccsöntést.

Az együttműködés gyümölcsöző, a fémnyomtató-központtal kapcsolatban eleve az EOS adott tanácsot az Audinak. Azóta több mint százezer alkatrészt nyomtattak fémporból, amelyeket különböző modellekbe építettek. A technológiával fokozatosan jutott el addig, hogy sorozatgyártásnál is figyelembe vegyék.

Most bővíteni fogják az alkalmazások körét, ráadásul mindkét cég úgy gondolja, hogy a 3D nyomtatás a jövő elektromos autóinak gyártásában is nagyon komoly szerepet játszhat.

„Az EOS kezdeti minősítésétől az egész folyamatlánc belső fejlesztéséig és finomításán át egy új gyártási módszer szabványosításáig, most aratjuk le az évekig tartó fejlődés gyümölcseit. Amikor a hagyományos módszerek elérik a határukat, additív gyártást használunk. Így felelünk meg a minőségi szabványoknak és a gyártási időnek” – nyilatkozta Matthias Herker, a fémnyomtatás-központ technikai termékmenedzsere.

A 2011-ben alapított, ma már négyszáznál több személyt alkalmazó utrechti Ultimaker, a desktop 3D nyomtatás élharcosa a Nemzetközi Nőnap alkalmából húsznál több gépet adományozott középiskoláknak azért, hogy támogassa a nők STEM (tudomány, technológia, mérnöki diszciplínák, matematika) oktatásban való nagyobb részvételét.

A cég partnere az additív gyártási kutatások, találmányok, innováció és a terület népszerűsítésének vezető amerikai szervezete, az America Makes. A gépeket könnyű kezelni, szoftvereket és nyomtatóanyagokat is adnak mellé.

A kezdeményezés dicséretre méltó, mert a STEM szempontjából különösen fontos, elméletet és gyakorlatot összekapcsoló 3DP szektorban dolgozó mérnökök mindössze 13 százaléka nő. Az Ultimaker és az America Makes mindenképpen azt akarja, hogy sokkal többen legyenek, az arány jelentősen változzon.

„El vagyunk kötelezve az átlátható és mindenki számára könnyen használható professzionális 3D nyomtatók, szoftverek, anyagok és szolgáltatások létrehozása mellett. De vállalatként ennél is fontosabb, hogy fenntartható értékeket teremtsünk, és egyenlőség-alapú környezetet kovácsoljunk, amelyben lehetővé válik, hogy a következő generáció mérnöknői kihasználják a 3D nyomtatást, és ezzel a technológiával találjanak megoldást a világ kihívásaira. Együtt képesek vagyunk rá” – nyilatkozta Greg Elfering, az Ultimaker Americas elnöke.

A cég korábban is adakozott már oktatási céllal, tucatnyi printerrel járult hozzá a MakerGirl kezdeményezéséhez, amelyben rosszul felszerelt vidéki környezetekben tanítottak lányokat a technológiára.

A mostani adományozással a 3DP-ben rejlő vállalkozói lehetőségekre is fel szeretnék hívni fiatal nők figyelmét, hogy használják ki a technológiában lévő potenciált. Így kapcsolódnak az amerikai nemzeti szintű Additive Edge programhoz.

Az America Makes szintén elégedett, oktatási és munkaerő igazgatójuk, Josh Cramer elmondta: bizakodik, hogy emelkedni fog a területen dolgozó nők száma, ami nemcsak az additív gyártás, hanem az egész gyártóipar előnyére válik. (Az Ultimaker gépek magyarországi forgalmazója a FreeDee Printing Solutions.)

A 2019-ben alapított floridai L3Harris Technologies az 1895-ben indult Harris Automatic Press Company folytatása – és az L3 Technologies vállalattal történt fúziójának terméke –, de a dátumoknál sokkal fontosabb, hogy védelmi ipari beszállítóként és információtechnológia-szolgáltatóként „command and control” (C2) rendszereket, vezeték nélküli megoldásokat, rádióeljárásokat, repüléstechnikai szerkezeteket, földi és űrantennákat, tehát legmodernebb hírközlési eszközöket, eljárásokat fejleszt.

Ügyfelei között a katonai és a kereskedelmi szektor képviselői egyaránt megtalálhatók. A megfigyelő technológiák, a mikrohullámú hadászati eszközök és az elektronikus hadviselés a vállalat specialitása. Mindezek után egyáltalán nem meglepő, hogy a földkerekség hatodik legnagyobb védelemtechnológiai cégéről van szó.

Rádiófrekvenciás (RF) áramkörüket és több nyomtatott anyagminta-tömbjüket hamarosan a világűrbe, a Nemzetközi Űrállomásra (ISS) küldik. A printelést az űrbeli viszonyokra fejlesztett Dragonfly gépen végezték, most pedig azzal kísérleteznek, hogy a nyomtatott anyagok alkalmasak-e RF-alkalmazásokra.

Az áramkört az Űrállomáson kívül, tehát szélsőséges környezeti viszonyok között fogják működtetni, és egyben tesztelni a tartósságát, s persze azt is, hogy mennyire masszívak ezek az anyagok. Ha sikerrel járnak, a jövőben kisebb műholdakon alkalmazhatják, illetve űrmissziókban is hasznosíthatják.

„Az additív gyártás kritikus szerepet játszik kicsi és nanoméretű műholdas alkalmazások fejlesztésében. A 3DP a kutatás, a tervezés és a gyártás szinte minden aspektusát érinti. A kísérlet célja, hogy űrkörnyezetben teszteljünk egy nyomtatott integrált kommunikációs áramkört, és elemezzük az anyagok RF-tulajdonságait” – nyilatkozta Arthur C. Paolella, az L3Harris vezető tudósa.

Sok műhold használ rádiófrekvenciás kommunikációs rendszert, a Nemzetközi Űrállomás viszont a legideálisabb környezet annak eldöntésére, hogy a 3DP technológiák mennyire működőképesek a világűrben. A kísérlet hat hónapig tart, az áramkört utána hozzák vissza a Földre.

A Palari Csoport, egy fenntartható ingatlanokat fejlesztő oaklandi (Kalifornia) cég házakat épít, értékesít és kezel. Áramvonalas projektjeikben technológia, wellness és fenntarthatóság integrációjára törekednek.

A szintén oaklandi Mighty Business építéstechnológiai vállalat hasonló szellemben, a környezetbarát szempontok mellett esztétikumban és megfizethető árakban gondolkozik. Munkáikban fejlett technológiákat – 3D nyomtatást, robotikát és automatizációt – használnak, integrálnak. 3DP eljárásuk lehetővé teszi moduláris házak építését, kivitelezésük sokkal gyorsabb, mintha hagyományos eljárásokat alkalmaznának.

Printereiken saját fejlesztésű hőre keményedő műanyag-kompozittal, „könnyű kőanyaggal” (Light Stone Material, LSM) nyomtatnak. Mivel az LSM UV-fényre keményedik meg, sokkal hatékonyabb a klasszikus építőanyagoknál.

A két hasonló profilú és küldetésű cég eldöntötte, hogy erőiket egyesítve, tizenöt nulla fosszilis energiát fogyasztó otthont építenek, amellyel létrehozzák az Egyesült Államok első nyomtatott „lakóház-közösségét.” A projekt nemcsak egy koncepció kivitelezhetőségének a bizonyítéka (proof of concept), hanem üzleti javaslat is egyben.

Kapcsolódnak egy, az utóbbi években elkezdődött, és hamarosan trenddé váló jelenséghez: additív gyártással építenek házakat. A kivitelezhetőség Kínától Kanadáig, többszörösen bebizonyosodott már, a következő lépés az iparrá válás, az AM építőipar kialakulása lesz.

Az együttműködés legfontosabb újítása a nyomtatás módja. Míg additív gyártással dolgozó sok építőcég a végleges helyszínen rakja le az alapanyagokat, addig a Palari csoport és a Mighty Business ipari környezetben előregyártja a lakásokat. Ezzel a megoldással a gépek és az anyagok megbízhatósága is nő, a házak hamarabb készülnek el, alacsonyabbak az építési költségek.

A költségeket az a tény is csökkenti, hogy a hagyományos eljárásokhoz kötelezően használt épületfa ára gyakrabban változik, mint a 3D nyomtatóanyagoké. A munka sokkal automatizáltabb, a munkaidő a printerek specifikációinak figyelembe vételével, pontosabban kiszámítható, mert az időjárás, a betegségek és az ipari feltételek kevésbé befolyásolják a kivitelezést.

Az egészségügyi szektor rengeteg megpróbáltatáson esik át, és a Covid-19 világjárvány több előtte is gyengének vélt pontját tette egyértelművé. A beszállítási lánccal például most különösen sok a probléma. 3D nyomtatótechnológiákkal évek óta igyekeznek megoldást találni ezekre a negatívumokra, a pandémiával pedig újabb lökéseket kapott, nagyon felgyorsult a folyamat.

Additív gyártással mindenféle méretre, igényre van lehetőség: egyedi orvosi műszerek, anatómiai modellek, sebészeti útmutatók alakíthatók ki vele. Műtétek jobban előkészíthetők, a sebész időt spórol meg, amivel jelentősen csökken a hibázás kockázata. A beteg alakjára dolgozzák ki a megoldást, például a testéhez teljesen passzoló implantátumokat.

A nyomtatott beültetések piacát nagymértékben befolyásolja a transzplantációk, átültetett szövetek és ízülethelyettesítések száma. A személyre szabott, nyomtatott beültetésekkel csökken a fertőzés veszélye, hamarabb rendbe jönnek a csontok, komfortosabban érzi magát a páciens. Nem véletlenül, mert az implantátum könnyebb, tartósabb, jobban alkalmazkodik a csontok formájához, mintha hagyományos módszerrel készült volna.

A Precedence Research piackutató és tanácsadó cég ezekről a beültetésekről készített felmérést. Megállapították, hogy a 2020-ban 1,5 milliárd dolláros üzlet, évi 19 százalékos átlagnövekedéssel, 2030-ra 9 milliárdos piaccá válik.

A növekedés egyik hajtóerejét, az ortopédiát különösen meghatározza a 3DP, a 2021 és 2024 közötti 25 százalékos emelkedés kb. 1,94 milliárd dollárt generálhat. A nyomtatóanyagok fejlődése szintén a piaci nyereséget növelő fontos tényező.

Az ortopédiában a polimeres és a fémes nyomatok egyaránt elterjednek, a fellendülés a gerincműtétekre is kihat.

A fogászati és a koponya-beültetések szintén fontos alkalmazások, sok kapcsolódó műtéttel. A tanulmány alapján a lézeres porágy-fúzió, az elektronsugaras olvasztás és az úgynevezett material jetting lesznek a legfontosabb technológiák.

A mai piacot Észak-Amerika dominálja, a bevételek 30 százaléka ott generálódik. Kínának, Indiának és Japánnak köszönhetően, 2022-re az Ázsia-Csendes-óceáni térség lesz a második legfontosabb régió.

Több mint egy évvel a pandémia kitörése és világjárvánnyá nyilvánítása óta, globális reményeinket a hatékony oltási kampányba vetettük, mert különben aligha tudunk visszatérni a régi életünkhöz. Gyógyszer-gyártók példátlan gyorsasággal állították elő a vakcinákat, a tömeges oltással viszont nemcsak logisztikai, szervezési problémákat kell megoldani.

Világszerte sok kutatócsoport foglalkozik a feladat különböző aspektusaival. A pittsburghi Carnegie Mellon Egyetem (CMU) által vezetett egyik új oltótechnikához 3D nyomtatással készült hibrid mikrotű-tömböket (Hybrid-MNA) használnak. A koncepció gyártási és immunológiai szempontból egyaránt hatékony.

Az új megoldás a vakcinát a szervezetbe, a bőr rétegei közé (intradermálisan) kis dózisokban bejuttató eszközből áll, de a kis dózis ne tévesszen meg senkit sem, mert erős és hosszú ideig tartó immunitást ad a Covid-19 ellen. A technika előnye, hogy az eredeti dózis töredékének beadásával is védetté válunk, így pedig növelhetők az oltóanyag-készletek, kiküszöbölhetők a hiányok, többen és hamarabb sorra kerülhetnek.

A mikrotű az egyetem gépészmérnök-professzora, Burak Ozdoganlar munkáján alapul. A fejlesztők az eszköz gyártását is optimalizálják, 3D nyomtatást és robotikus automatizációt használnak hozzá. A szükséges mikroprecizitású és a gyártást költséghatékonnyá tevő 3DP technológiát a Boston Micro Fabrication (BMF) dolgozta ki.

A Hybrid-MNA-k másik nagy előnye, hogy könnyű tárolni és szállítani, ami megkönnyíti a használatát.

„A modern vakcina-technológiákban a fejlődés látványos, viszont még mindig 18. századi oltóeszközt használunk. A Hybrid-MNA megközelítéssel kisebb dózist kell beadni, az oltás fájdalommentes, és az eszköz potenciálisan önadagolóvá is válhat” – nyilatkozta Karl Ruping, a kutatásfejlesztésben partner Tiba Biotech vezérigazgatója.

A világ fémporgyártásában vezető pozíciót betöltő svéd Höganäs AB leányvállalata, a porok kötésén alapuló – kötőanyag-sugaras (binder jetting) – technikával működő fémnyomtatókat gyártó Digital Metal tiszta rézből készült porral bővítette DM P2500 gépével kompatibilis anyagainak választékát.

Csak néhány cég foglalkozik a 3DP szempontjából nehezen megmunkálható fémmel, így a Digital Metal az úttörők egyike. Mivel a lézertechnológiával működő gépeknek a réz a fényvisszaverődés miatt problémás anyag, ezért a lézert nem használó porkötéses nyomtatóeljárás működő alternatíva, komoly potenciál rejlik benne.

A Digital Metal úgy tűnik, igen masszív ipari keresletet elégít ki sikeresen az új termékével. „Helló, réz!” – olvashatjuk a cég honlapján.

„Binder jetting technológiánkat használva, a tiszta rézzel való nyomtatás miatt, az egyik legjobban várt, nyomtatóanyagot mutattuk be. E technika számára abszolút új dologról van szó. A réz az ügyfelek kívánságlistájának élmezőnyében van, folyamatosan nő az alkalmazások iránti érdeklődés” – nyilatkozta Christian Lönne vezérigazgató, majd hozzátette, hogy egy ideje dolgoztak már az új poron, az ügyfelek közreműködése és visszajelzései nélkül viszont más lehetett volna a végeredmény.      

Az anyagból elsősorban a hőt jól tűrő és az elektromosságot vezető printek készülhetnek, például hőcserélők és motoralkatrészek. Az energetikai szektorban, a gépjárműiparban és elektromos alkalmazásokban számítanak rá.

Ezekhez az alkalmazásokhoz rézötvözetek szintén rendelkezésre állnak, a rezet például rozsdamentes acéllal, szerszámacéllal, sőt, titánnal is keverik (316L, 17-4PH, DM D2, Ti6A14V).

A réz használata az additív gyártásban nem terjedt el annyira, mint például a titáné. Az előrejelzések viszont bizakodásra adnak okot, a SmarTechAnalysis elemzése szerint 2029-ben 1,4 millió kiló rézporból fognak nyomtatni változatos termékeket.