imagazin arrow2-left arrow2-right arrow2-top arrow-up arrow-down arrow-left arrow-right cart close dossiers education fb instagram menu notification oander rss rss-footer search service shuffle speech-bubble star store stores tests twitter youtube

Kezünkben az iPhone XS és iPhone XS Max!

Nézd meg és olvasd el első benyomásainkat!

A 3D nyomtatás jelene és kihívásai


A 3D nyomtatás a 2010-es évek elején robbant be végérvényesen a köztudatba. Azóta látványos sanghaji épületektől kezdve az Adidas-futócipőig bezárólag szinte mindent printeltek már. Sőt, kiskacsát és kiscicát mentettek meg a technológiával, miközben a hangsúly fokozatosan a gyártóiparra és a fémnyomtatásra tevődött át.

2011-ben a dél-angol Southampton Egyetem mérnökei mindössze hét nap alatt és csupán 5 ezer fontból sikerrel megtervezték és letesztelték a világ első nyomtatott, ember nélküli légi flottáját. A Kor Ecologic és a Stratasys ugyanebben az évben elkészítette a világ első printelt autóját, az Urbee-t, aminek még a szélvédőjét is nyomtatták.

Mindeközben a flamand Materialise 14 karátos aranyat és ezüstöt kínál nyomtatásra, amellyel jelentősen csökkentek az ékszerek előállítási költségei, az ékszerészek lehetőségei pedig jelentősen kibővültek. 2012-ben egy 83 éves betegen 3D nyomtatott állkapocs-protézissel segítettek.

A kiragadott példák kiválóan rávilágítanak arra, mekkora diadalútnak indult a 3D nyomtatás (3D Printing, 3DP) az évtized elején.

3D Bumm!

Egy technológia térhódításához három feltétel teljesülése szükséges. Egyrészt nyilvánvalóan „késznek” kell lennie, azaz az áttöréshez már nem szükségesek további fejlesztések. Másrészt kritikusan fontos a társadalmi elfogadottság is. Végül pedig az újító-szellem, az addigiakhoz képest gyökeres változás lehetősége az utolsó szempont.

Az évtized elején a 3DP már mindhárom feltételnek eleget tett.

A nyílt forrású RepRap után egyre több olcsóbb gép jelent meg, szép lassan lejártak a fejlődést gúzsba kötő ősi szabadalmak, jött az áresés, a demokratizálódás. Olyannyira, hogy 2013 körülre már egyenesen trendivé vált a technológia. Akkoriban – a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás mellett – jóformán minden a 3D nyomtatásról szólt. Virágzott az informatikatörténet garázskorszakát idéző, szakértő barkács-közösségek „csináld magad” alapú maker-kultúrája, és közben kialakult az iparág, valamint egyre több terület integrálta magába a 3DP-t.

Lakóháztól hallókészülékig, foghídtól csokoládéig, jármű-alkatrésztől játékkonzolig, cipőktől (Adidas Futurecraft 4D) áramkörig szinte mindent printeltek. Nyomtattak már például a Nemzetközi Űrállomáson is, az erre a célra létrehozott, speciális Made in Space nevezetű géppel, nem egy esetben pedig emberek és állatok életét mentették meg a technológiával.

Általánosságban elmondható, hogy annak ellenére, hogy a különféle iparágakban, az építészetben, kísérleti laborokban eddigre már évtizedek óta használták modellalkotásra a 3D nyomtatást, a 2010-es években egyre több újabb területet meghódított a már nem csak szemléltető eszközökre, prototípuskészítésre korlátozódó technológia.

A felhasználási kör nagy általánosságban azóta is két részre bontható: fogyasztói és ipari 3DP-re. Az egészségügy (művégtagok, műtétek előkészítése élethű szervmodellekkel, bionyomtatás, szövetek), az oktatás vagy éppen a főként a holland Iris van Herpen nevével fémjelzett divat kitüntetett jelentőségű alkalmazási területek, a legmarkánsabb változások azonban a gyártóiparban történnek.

A trendváltást elsősorban az tette lehetővé, hogy egyre jobb minőségű nyomatok készültek titánból, alumíniumból, acélból; illetve az egyes gépekkel már többféle anyag is használhatóvá vált.

Cégóriások vállán

Az évtized első felében úgy tűnt, hogy a folyamatos áreséssel, méretcsökkenéssel és jó marketingtevékenységgel, a 3D nyomtató bevonulhat az otthonokba – valahogy úgy, mint a személyi számítógép az 1980-as években. Egy ideig a desktop printerek forradalmát éltük, ám hamar kiderült, hogy a 3D nyomtató – egyelőre – nem olyan univerzális eszköz, mint a személyi számítógép. A nyomtatás időigényes folyamat, és bizony szakértelem sem árt hozzá, plusz a megfizethető asztali gépeken elsősorban csak két műanyagot (a nyomtatószálak zömét kitevő ABS-t és PLA-t) használhatunk.

Ezzel szemben a 3DP, mint szolgáltatás viszont valóban elterjedt, és már nemcsak a 3D-s szelfi MiniMe-ket keresik a vásárlók, hanem a legkülönfélébb megformálható, olykor nagyon összetett geometriájú tárgyakat is. A jelen egyik fontos tendenciája, hogy a korábban kívülálló nagy cégek sorra kezdenek el foglalkozni a technológiával, és nyújtanak szakterületi szolgáltatásokat. Ezek a vállalatok felismerték, hogy a 3D nyomtatással nagyobb a tervezői szabadság, hagyományos eljárásokkal kivitelezhetetlen tárgyak készíthetők, csökkenthető az alkatrészek száma.

Az iparágba bekapcsolódott például a hagyományos kétdimenziós nyomtatás főszereplője, a HP is. A vállalat rögtön ipari léptékű műanyagszálas technológiával és persze printerrel (MultiJet Fusion) újított, mostanra meg már fémprintert is fejlesztettek. De ne hagyjuk ki a sorból a General Additive néven új üzletágat nyitott GE-t, az Airbust, a Boeinget, a Caterpillart vagy a Siemenst sem, és a felsorolást még folytathatnánk.

Valamint arról se feledkezzünk meg, hogy az USA hadiipari komplexuma, a 3D fémnyomtatás egyik legfontosabb felhasználója az ipari szereplőkkel gyakran közösen dolgozik projekteken.

Közlekedés és 3D nyomtatás

Az ipari alkalmazások közül a leglátványosabb eredmények kétségtelenül a járműiparban láttak napvilágot. Az autógyártók már nemcsak prototípuskészítésre, hanem végfelhasználásra szánt alkatrészek előállítására is használják a technológiát. A Bugatti új féknyerge például nemcsak az autóipar eddigi legnagyobb féknyerge, egyben a világ legnagyobb (41 x 21 x 13,6 centis, 2,9 kilós) titán-alkatrésze is. De említhetnénk még a kötöttpályás közlekedést is, ahol a Deutsche Bahn már rendszeresen 3D eljárásokkal újít fel egyes szerelvényeket.

A 3DP-vel még a repülőgép-alkatrészek gyártása is megváltozik: a technológia segítségével olcsóbb az előállításuk, tömegük akár 50 százalékkal csökkenthető, a termelési folyamat pedig kevesebb környezetszennyezéssel jár. Egyelőre azonban főként könnyebb darabokat és prototípusokat dolgoznak ki vele, de a Boeing nagyobb szerkezetek printelését is tanulmányozza.

Természetesen a szárazföldi és légi közlekedés mellett a hajóipar sem maradhatott ki. A jachtalkatrészeket és a kisebb csónakokat követően 2017-ben, Rotterdamban elkészült a világ első printelt hajópropellere.

Az idő pénz

Míg a hagyományos technológiákkal, például a fröccsöntéssel, egy nagyobb nyers darabból (fém-, műanyag-, akármilyen tömbből) választják le a felesleges anyagot, addig a 3D nyomtatás vékony rétegek lerakásával, a rétegek egymáshoz adásával hoz létre tárgyakat. Az utóbbinál mindig hozzáadunk valamit az alaphoz, az előbbi esetében kivonunk belőle. Innen is ered a két eljárás elnevezése: additív, illetve szubtraktív gyártás.

A gyártási idő továbbra is kulcsfontosságú szempont mindkét esetben. Márpedig a nagyszériás 3DP-hez, a termékek tömeges személyre szabásához még mindenképpen le kell rövidíteni a nyomtatási időt.

Az egyik megoldás erre gyorsabb gépek fejlesztése. E téren az ígéretes eredmények ellenére áttörésről még nem beszélhetünk. A 3D Systems egyik rendszere például 2014-ben, a világon elsőként, leelőzte a fröccsöntő gépeket. Gyorsabban, darabonkénti 30 másodperces tempóban nyomtatott ki 2400 pici lámpaernyőt, mindössze 20 óra leforgása alatt. Ez azonban inkább egyedi eset volt, nem indított trendet.

A kivitelezhetőbbnek tűnő másik megoldást az amerikai Markforged jegyzi. A cég nemcsak a világ első szénrostos gépét hozta létre, hanem saját gyártóeljárást és egy Metal X nevű fémprintert is fejlesztett. De ami ennél is fontosabb, hogy egy egyedi, a prototípus-készítést és a gyártást egymáshoz közelítő, kvázi egybeintegráló koncepciót dolgozott ki és valósított meg a gyakorlatban.

A kulcsszó: 3D printerfarm! A Metal X-et ugyanis úgy tervezték, hogy több tíz, száz, vagy ezer másik géppel is együtt, csoportban tudjon működni. A feladatokat egy teljes hatékonyságra törekvő központi irányítórendszer osztja szét, ez garantálja az összehangolt működést. Magyarul a méret- és/vagy kapacitásnövelés helyett egyszerűen csak több printert kell munkába állítani.

Nagy vonalakban így néz ki tehát a 3D nyomtatás jelene. Érezhető, hogy még bőven tart a lendület, főleg most, hogy az ipar is kezdi magának felfedezni a technológiát, amely idővel költséghatékonyabb, rugalmasabb és környezetkímélőbb megoldássá válhat a hagyományos eljárásokkal szemben. Egyre több gyártó száll be a fejlesztésbe, és egyre ambiciózusabb tervek valósulnak meg. A következő nagy feladat a meglévő akadályok lebontása lesz…

Forrás: FreeDee Blog3D Printing Industry, 3Ders.org, 3DPrint.com

BTS

Ezt már olvastad?

A Sirinek ez is az egyik baja, hogy mindenki a célközönség. Valószínűleg hatékonyabb lenne, ha először jól működő modulokat hoznának létre egy-egy funkcióra szabva.

Miért nem ismeri anyanyelvünket az Apple virtuális asszisztense? - Klikk ide!