A TRUMPF a 2019-es EMO Hannover kiállításon új 3D-s nyomtatási alkalmazásokat mutat be: az egyszerűen készíthető arcimplantátumoktól a műholdak alkatrészeiig.
Világszerte egyre nagyobb az érdeklődés a technológia iránt.
Az EMO Hannoveren, a világ vezető fémmegmunkálási vásárán, a TRUMPF csúcstechnológiás vállalat megmutatja, hogy a 3D-nyomtatás milyen előrelépést jelenti az ipar különböző szektoraiban. A 3D-nyomtatási folyamatok olyan bonyolult formák létrehozását teszik lehetővé, amelyek egyszerre kis tömegűek és stabilak. Ezek a digitális összeköthetőség előnyeinek köszönhetően zökkenőmentesen illeszkednek a ma használt csúcstechnológiás gyártási rendszerekhez. A 3D-nyomtató számos gyártási folyamat fontos eszköze, a tömeges testreszabástól az egyszeri termékekig. Segítségével az egyéni arcimplantátumoktól az autók vagy repülőgépek speciális alkatrészeiig akármit ki lehet nyomtatni. Ezek a rendszerek, amelyek egy darabban képesek alkatrészeket nyomtatni, gyakran megkímélik a szállítókat a többlépéses gyártástól.
„A 3D-s nyomtatási technológiák iránti érdeklődés továbbra is komoly, mert a folyamat előnyei egyre nyilvánvalóbbak a mindennapi felhasználás során. Ez legalább annyira vonatkozik a hagyományos fémipari vállalatokra, mint a légi- és űripar jövőbeli termékeire”
– mondta Thomas Fehn, a TRUMPF Additive Manufacturing ügyvezető igazgatója. A TRUMPF az egyike annak a néhány 3D-nyomtatószállítónak, amely saját lézereit fejlesztette ki. Ez a gép legfontosabb alkatrésze. Ez teszi lehetővé a vállalat számára, hogy rövid idő alatt új alkalmazási területeket öleljen fel, és állandóan fejlessze folyamatait. A TRUMPF például a közelmúltban első alkalommal nyomtatott rezet és aranyat zöld lézerrel. Ez az ígéretes újítás az ékszer- és elektronikai ipar előnyére válhat.
Három példa a TRUMPF 3D-nyomtatási megoldásaira az ipari gyártás területén:
- Személyre szabott koponya-, állkapocs- és arcimplantátumok
A CONMET orosz orvostechnikai eszközgyártó 2018 eleje óta használja a TRUMPF 3D-nyomtatóját koponya-, állkapocs- és arcimplantátumok gyártására. A sebészeti implantátumok gyártása régebben bonyolult eljárás volt. A sebésznek a koponya-, állkapocs- és arcimplantátumot a beavatkozás során egy perforált titánlemezből kellet kivágnia, majd méretre alakítania. Ez kimerítő feladat, és az idő nyomása negatív hatással lehet az illesztés minőségére. Az ilyen beavatkozások sokkal egyszerűbbek egy 3D-nyomtatott implantátummal. A kórház először felveszi a beteg adatait, és átküldi a CONMET-nek. A cég mérnökei az adatok alapján CAD modellt készítenek, és a sebésszel együttműködésben megtervezik az implantátumot. Ezt követően munkába állhat a 3D-nyomtató. Az implantátum készen áll a behelyezésre.
Tökéletesen illeszkedik és tiszta, mielőtt a beavatkozás megkezdődne. Ez megnöveli a beteg biztonságát, ugyanakkor csökkenti a költségeket és lerövidíti a műtétet. A rendszer könnyedén dolgozik az olyan bonyolult topológiákkal, amelyek gyakran szükségesek az implantátumokhoz. Sőt mi több, robusztus és tartós alkatrészeket képes nyomtatni, amelyek az ütéseknek is ellenállnak. Az implantátumok porózus szerkezete elősegíti az egészséges szövet benövését. Az árak is csökkennek, mivel a 3D-nyomtatótechnológia csak annyi anyagot használ, amennyire ténylegesen szükség van az implantátumhoz. A CONMET-nek sikerült kb. 40 százalékkal csökkentenie a koponya- állkapocs- és arcimplantátumok gyártási költségét. A vállalat most azt tervezi, hogy a TRUMPF 3D-nyomtatóinak segítségével új szintre emeli az implantátumok tömeggyártását, és több gépet szerez be.
- Kis tömegű tartókonzol kommunikációs műholdakhoz
A TRUMPF-ot megbízta a Tesat-Spacecom űrtechnikai vállalat egy 3D-nyomtatott tartószerkezet készítésével a német Heinrich Hertz kommunikációs műholdhoz, amelyet új kommunikációs technológiák űrbeli alkalmazhatóságának tesztelésére fognak használni. A konzol mikrohullámú szűrők vezérlésére használt külső motorokat rögzít. A TRUMPF mérnökei az Amendate vállalattal együttműködésben sikeresen optimalizálták a tartószerkezet geometriáját, és 55 százalékkal csökkentették a tömegét. A tömege most már 164 gramm helyett csak 75 gramm.
„Ez csak egy példa arra, hogyan tudjuk a 3D-nyomtatási folyamatot a műholdak gyártásában használni annak érdekében, hogy csökkentsük a tömeget és megnöveljük a hasznosteher-kapacitást”
– mondta Matthias Müller, a TRUMPF Additive Manufacturing légi-, űripari és energiaügyi vezetője.
A szakemberek az újratervezett alkatrészt a TRUMPF TruPrint 3000 3D nyomtatójával nyomtatták. Az új geometriát nem lehet hagyományos módszerekkel gyártani. Az optimalizált tartó egyszerre kisebb tömegű és robusztusabb. A műhold fellövése során az új tartószerkezet ugyanolyan nagy erőknek fog ellenállni, és jobban meg fogja őrizni az alakját. A Heinrich Hertz műholdküldetést a DLR űrügynökség hajtja végre a Szövetségi Gazdasági és Energetikai Minisztérium nevében, a Szövetségi Védelmi Minisztérium részvételével.
- Egyszerűen készíthető csatornatisztító fúvókák
A TRUMPF az USB Düsennel és a Heilbronni Alkalmazott Tudományegyetemmel együttműködésben bemutatta a 3D-nyomtatás előnyét a csatornákban használt tisztítófúvókák gyártásának területén. Ezeket a fúvókákat olyan „tisztítóbombák” elejére szerelik, amelyek kocsikon csúsznak végig a csatornákban, és 300 bar nyomású vízsugárral tisztítják meg a nagyobb csatornákat a szennyeződésektől. Bár a fúvókák felépítése egyszerű, az alkatrészek gyártása még így is négy lépésbe telik a dolgozók számára. Először ki kell vágniuk a nyersanyagot, majd egy esztergára kell illeszteniük, ki kell marniuk egy anyacsavart, végül pedig be kell ragasztaniuk egy kerámiatalpat.
A dolgozóknak folyamatosan mozogniuk kell a gépek között, és a ragasztás gyakran tökéletlen. A 3D-nyomtatott változat esetében kimarad a marás és a ragasztás. Az alkatrészt mindennemű tartószerkezet nélkül lehet nyomtatni, így nincs szükség utómunkálatokra. A szoftveralapú folyamat sokkal pontosabb, mint a manuális ragasztás. A mérésekből kiderült, hogy a nyomtatás 53 százalékkal csökkentette a gyártásidőt. Ez első alkalommal fogja lehetővé tenni évi 10 000 alkatrész gyártását. A másik előny, hogy a vízsugár egyenletesebb. A TRUMPF mérnökei úgy számítanak, hogy az új fúvókák csökkenteni fogják a vízfogyasztást és növelni fogják a tisztítási teljesítményt.
