A különböző additív gyártástechnológiákhoz hasonlóan a fémnyomtatást is egyre szélesebb körben alkalmazzák a különböző iparágak. Ennek egyik fő oka, hogy nagy szabadságot ad a tervezőknek és gyártóknak, mivel alkalmazásával olyan geometriájú alkatrészek hozhatók létre, amelyek hagyományos fémipari eljárásokkal nem lennének megvalósíthatóak.

A 3D Systems által alkalmazott DMP (Direct Metal Printing – közvetlen fémnyomtatás) technológia lényege, hogy a berendezésben egy nagy pontosságú célzott lézersugár pásztázik, amely a vízszintesen terített vékony fémpor rétegeket olvasztja össze, így akár rendkívül bonyolult geometriájú alkatrészek is nagy pontossággal elkészíthetők. A fémnyomtatás során az oxidáció elkerülése rendkívül fontos, ezért a zárt építési kamrából eltávolítják az oxigént és az alkalmazott építőanyag függvényében nitrogén vagy argon gázzal helyettesítik, amely létre hozza az optimális gyártási környezetet. A 3D Systems DMP Flex 350 esetében a nyomtatás megkezdése előtt ez a művelet háromszor megismétlődik, így szinte minden oxigén és pára távozik a kamrából. Ezzel a módszerrel az oxigénszint 25 ppm körülire csökken ellentétben más berendezések kamráinak 300–700 ppm-es értékével szemben. Az optimalizált gázfelhasználásnak köszönhetően a DMP Flex 350 jóval alacsonyabb üzemeltetési költséggel működtethető és lehetővé teszi kiváló minőségű és jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező alkatrészek elkészítését.

Fémnyomtatással készített csípő protézis. Fotó: 3D Systems

A DMP nyomtatókkal előállított tárgyak zárványmentes, teljesen tömör, 99.99%-os denzitású, kémiailag homogén anyagszerkezetet alkotnak, az elkészült darabok a hagyományos technológiákkal (forgácsolás, polírozás, hőkezelés, bevonatolás) megmunkálhatók.

Mechanikai tulajdonságaik tekintetében nem maradnak el a hagyományos eljárással készített alkatrészektől, sőt az additív technológiának köszönhetően sok esetben azokat felül is múlják. Az új technológia lehetővé teszi a természet által már „feltalált” tudás alkalmazását, például olyan belső struktúrával rendelkező tárgyak létrehozását – pl. csont szerkezet -, amely csökkenő súly mellett nagyobb szilárdságot eredményez. További a természettől elleshető lehetőség az organikus formák gyártása, ahol csak oda kerül építőanyag, ahol az erővonalak a tárgyon belül ténylegesen lefutnak.  Összességében megállapítható, hogy a mérnöki gondolkodás kiszélesítésével olyan formák és alkalmazások hozhatók létre, amelyek eddig a gyártási korlátok miatt elképzelhetetlenek voltak. Fontos azonban itt megjegyeznünk, hogy az additív technológia kiegészítője és nem leváltója a hagyományos gyártási technológiáknak.

Alkalmazási területek:

• Repülőgép- és autóipari, illetve motorsport alkatrészek gyártása
• Áramlástechnikai berendezések (turbinák, szivattyúk)
• Orvosi implantátumok, orvostechnikai eszközök készítése
• Fogászat (koronák, hidak, fogpótlások)
• Sportszer gyártás

Fém alapanyagok és ötvözetek széles választéka

A fémnyomtatás esetében is kulcsfontosságú az elérhető anyagok választéka, valamint azok igény szerinti cserélhetősége. Ez esetben a DMP Flex 350 ígérkezik az egyik legjobb megoldásnak, hiszen egymást követően több eltérő építőanyaggal lehet dolgozni. A DMP Flex 350 esetében az anyag cseréje egyszerűen megoldható, mivel a berendezés építőanyag ellátó rendszere egyszerűen kigurítható a munkatérből és egy rövid takarítást követően az újabb építőanyag-konténer behelyezhető. Ez a folyamat mindössze néhány órát vesz igénybe. Ez a technológia jelenleg egyedülálló a 3D Systems esetében.

A DMP Flex 350 alapanyagait fejlesztő mérnökök tesztelték és precízen optimalizálták a gyártási folyamatokhoz. Jelenleg 11 fém alapanyag áll rendelkezésre a készülékhez: különféle titán, alumínium, kobalt króm, nikkel, martenzit és egyéb rozsdamentes acél ötvözetek.

3DXpert szoftver – integrált, teljeskörű megoldás a tervektől a késztermékig

A 3DXpert a 3D Systems által fémnyomtatókra fejlesztett integrált szoftver, amely az additív gyártási munkafolyamat minden lépését lefedi, a tervezéstől a nyomtatás befejezéséig.

A szoftver többek között lehetőséget nyújt a rácsszerkezet gyors és felhasználáshoz igazított optimalizálására, amely mindamellett, hogy kevesebb anyagfelhasználást, kisebb súlyt és rövidebb nyomtatási időt eredményez, javítja az alkatrészek funkcionális tulajdonságát, miközben megfelel a terhelési igénybevételeknek.

Az alkatrész különböző zónáihoz a geometria figyelembevételével eltérő lézer-szkennelési stratégiákat rendel, amellyel a nyomtatási idő további csökkentése érhető el, miközben megőrzi az alkatrész integritását és biztosítja a kiváló minőséget.

Továbbá a támasztékrendszer kialakítása, módosítása, finomhangolása, a kevesebb anyagfelhasználás és rövidebb utómunka érdekében teljes mértékben egyedileg szerkeszthető és a beállított paraméterek hasonló munkákhoz sablonként elmenthetőek.

A 3DXpert egyik legnagyobb erőssége a Build Simulation modul, amellyel minimalizálható a költséges és időigényes próbanyomtatások száma a megismételhető és pontos gyártás eléréséhez. Mindezt egy integrált, a teljes gyártási folyamatot lefedő szimulációnak keretében, az eredmények alapján lehetővé téve a nyomtatandó alkatrészek korrekcióját.

Alkatrész gyártás a CERN tudósaival a világ legnagyobb gépének fejlesztéséhez

A 3D Systems DMP nyomtató rendszerei számos ipari környezetben bizonyították már, ezek közül az egyik legnagyobb projekt a Nagy Hadronütköztetőhöz (LHC: Large Hadron Collider) készített hűtőalkatrész volt.

A CERN részecskegyorsítója a világ egyik legnagyobb és legösszetettebb gépezete, amely egy 27 km hosszú föld alatti alagútban helyezkedik el 50-150 méter mélyen a svájci–francia határnál.

A szakembereknek az LHCb detektor fejlesztése során egy olyan nagy pontosságú, szivárgásmentes hűtőalkatrészekre volt szüksége, amelynek elkészítése a szigorú kritériumok miatt (falvastagság 0,25 mm, -40°C-os fagyállóság) hagyományos gyártási eljárásokkal korábban nem járt sikerrel, így került szóba az additív gyártás alkalmazása. A tudósoknak a 3D Systems mérnökeivel együttműködve sikerült optimalizálni az alkatrészt, amelyet DMP Flex 350-es nyomtatón titánból nyomtattak ki.

További információért látogasson el weboldalunkra: 3D Systems DMP Flex 350

The post 3D Systems DMP FLEX 350 appeared first on Műszaki Magazin.

Mégsem látjuk, hogy a készülékek fontos kellékei lennének már a háztartásoknak, és a 3D-nyomtatást végző szolgáltatók sem szaporodnak gombamód. A miértnek a digitrendi.hu járt utána. 

Közel negyven éve létezik a technológia, amelyről már a maga idejében is robbanásszerű megoldásként beszéltek. A gyors fejlődés azonban időről-időre elmaradt, részben a technológia bonyolultsága, részben a drága eszközök miatt. A digitalizáció viszont várhatóan meghozza a  látványos fellendülést, főleg amit az újabb ipari forradalom: az Ipar 4.0 generál. Európában a következő négy-öt évben évi 15,3 százalékos növekedést prognosztizálnak a kutatók. Az IDC szerint 2022-ben már egy közel 7,5 milliárd dolláros üzleti lehetőség vár a piaci szereplőkre.

A nyomtatóértékesítés stabil üzlet, a szolgáltatás a jövő nagy ígérete

A hazai 3D nyomtató piacon ma még jellemzően az ipari nyomtatók értékesítése hozza pénzt, de szolgáltatásként egyre többen vállalnak bérnyomtatást is. A vevőnek azonban a legtöbb szolgáltató esetében hoznia kell magával a nyomtatni kívánt modell 3D-s tervét, amihez már professzionális szoftvereket is letölthetünk.

A nyomtatás feltétele, hogy a modell matematikai formában jelenjen meg a számítógépen, ugyanis ezt fogja a nyomtatóvezérlő szoftver felszeletelni vékony rétegekre, és ezeket építi egymásra. Járható út a 3D szkennelés is, de ez csak egyszerű másolat készítésére alkalmas, alaki módosításokra nem.

Jelenleg a legelterjedtebbek a műanyag alapanyagot használó gépek, a fémes nyomtatásra alkalmasak ma még túlságosan költségesek, áruk több száz millió forint körül mozog.

A hobbi modellektől az ipari 3D nyomtatókig

A 3D nyomtatás egyik szakavatott ismerője Falk György, cége a Varinex Zrt.  jó ideje meghatározó szereplője is a hazai piacnak. „Húsz éve foglalkozunk ezzel a technológiával, amit kezdetben még – rapid prototyping –, vagyis gyors prototípusgyártásnak hívtak. Először Barack Obama, korábbi amerikai elnök használta a 3D nyomtatás szót, ettől kezdve terjedt el az elnevezés” – emelte ki a szakember.

Falk György – cégtársával Voloncs Györggyel együtt – vállalkozásukat kizárólag az ipari célú 3D nyomtatásra építi.  Az otthoni felhasználású 3D nyomtatók szerinte technológiai szempontból nem igazán stabilak, olcsó, gyorsan elhasználódó alkatrészekből készülnek.

A Varinexnek az ipari nyomtatók kereskedelme jelenti manapság a fő bevételi forrást. A cégvezető ugyanakkor a szolgáltatást sem tartja lebecsülendő tevékenységnek sőt, nagyon sokáig ez volt az üzletág fő profilja.

A tanácsadás segíthet a leggazdaságosabb üzleti modell kialakításában

A technológia ipari célú felhasználása már számos iparágban bizonyul kellően jó megoldásnak. A drága acélszerszámot használó fröccsöntésnél például gyorsabb és hatékonyabb lehet a 3D nyomtatás. Ha viszont nagyon pontos alkatrészre van szükség, akkor azt még valamilyen utómegmunkálásnak – köszörülés – is alá kell vetni.

A 3D nyomtatással a kisebb sorozatú, vagy kísérleti fázisban lévő termékek költséghatékonyabb előállítása is megoldható. A prototípus gyártás a fejlesztések idejét is rendkívüli módon lerövidíti. A 3D technológia alkalmas a tömegméretű egyediesítésre is. Ilyen lehet például a szemüvegkeret gyártás, vagy a fogpótlás, vagy az egyéb implantátumok készítése.

Vannak már kisebb optikai vállalkozások, amelyek beszkennelik a páciens fejének a geometriáját, és annak 3D modelljét használják fel arra, hogy egyedi szemüvegkeretet tervezzenek a számára, amit aztán a 3D nyomtatóval rendelkező cégeknél nyomtatnak ki.

A Varinexnél az eddigi értékesítési és bérnyomtatási profilt tanácsadói tevékenységgel is bővítenék. Három-négy nap alatt fel lehet deríteni, mely alkatrészeket lenne érdemes –a ma már Additive Manufacturing-nek nevezett –3D nyomtatással gyártani. A konzultációs tevékenység jelentős szerepet játszhat a 3D nyomtatás, mint kiegészítő gyártás széles körű elterjedésében.

Aki tett egy próbát a lakossági piacon is

Az ismert üzletember, kockázati tőkés, Simó György néhány éve szállt be a 3D nyomtatás piacára cégével a FreeDee Printing Solutions-zel.  Amikor belépett a piacra, a Gartner kutatói még a lakossági felhasználású 3D-nyomtatók boomjáról beszéltek. A cég koncepciójában ezért eredetileg a lakossági felhasználók, a tehetősebb családok kereslete is szerepelt, de ez végül nem vált be. Így fordultak ők is fokozatosan az ipari felhasználók felé.

A FreeDee jelenleg asztali nyomtatók értékesítésével foglalkozik. A cégvezető szerint az oktatási intézmények is fontos felhasználók lehetnének. Van is erre kész terve, de az állami kontroll miatt ez egyelőre nehézkesnek tűnik. A FreeDee víziója, hogy Magyarországon minden iskolában legyen legalább egy nyomtató.

Idéntől jönnek az olcsóbb fémnyomtatók is, közülük a klasszikusok 400 millió forintba kerülnek. Vannak azonban már kisebb, 10-20 milliós kategóriájúak, a FreeDee ezekkel is meg akar jelenni a piacon. Szolgáltatásban is gondolkodnak, de az üzletember még nem látja azt a keresletet, ami eltartaná ezt a részleget.

Magyarországon már a 3D nyomtatók gyártása is beindult.  A Videotonban már foglalkoznak ilyen jellegű összeszereléssel. Megkeresésünkre azonban egyelőre csak azt erősítették meg a cégnél, hogy egy amerikai megrendelő megbízásából gyártanak ilyen készülékeket.

Az ipari üzemek lehetőségei bővülnek

A magyarországi ipari üzemek körében egyre gyarapszik azok száma, amelyek használnak már 3D-nyomtatót, ezek többsége nemzetközi nagyvállalat itteni leányvállalata – köztük a Bosch, a GE, a Knorr-Bremse és a Siemens. Utóbbi cég  budapesti erőműtechnikai részegységeket, berendezéseket gyártó üzemében egy éve használják a 3D nyomtatási technológiát. Bérnyomtatást is igénybe vesznek a nagyobb méretű részegységekhez. A 3D nyomtatással előállított műanyag alkatrészekkel alacsonyabb rendű pótalkatrészeket is tudnak helyettesíteni. Van, amikor csak a végleges alkatrész megérkezéséig használják a 3D-s pótlást.

Tobias Panse, a telephely vezetője is azt emeli ki, hogy:

“A 3D- nyomtatás az egyik technológia, ami az ipari üzemek digitalizációjában meghatározó szerepet játszhat. Az ennek révén elérhető megtakarítás ugyanakkor csak az egyik tényező. További szempont, hogy az üzem önállóan, külsős partnerek bevonása nélkül is tudjon rugalmasan reagálni a gyártás során felmerülő helyzetekre.”

Műanyaggal helyettesíthetők bizonyos szerszám- és készülékelemek is, ezt is kipróbálták már. Fém helyettesítésére viszont minden esetben csak alapos mérnöki vizsgálat után veszik igénybe.

Munkaerőpiaci kihívások, perspektívák

A munkaerőhelyzet egyelőre nem okoz gondot, vélhetőleg a még nem túl nagy kereslet miatt. A 3D nyomtatásból nincs még klasszikus képzés, és megoszlanak a vélemények az ehhez szükséges tudás mikéntjéről is. Vannak, akik szerint – főleg a 3D modellek megszerkesztése miatt – nem árt a speciális tudás, de vannak olyan vélemények is, amelyek szerint még a legbonyolultabb gépek használatához is elegendő egy kezelői tanfolyam. A gépkezelői szakma nagyon sokban hasonlít a CNC esztergálásra, annyiban mégis nagyon más, hogy a 3D-nyomtatásnál nem elveszünk az anyagból, hanem építünk. Térlátást igényel, ez is könnyen tanítható. A lényeg, hogy a jövendő 3D nyomdászban legyen meg a 3D-ben gondolkodás képessége.

Sági Gyöngyi

The post Mitől lesz bomba üzlet a 3D-nyomtatás? appeared first on Műszaki Magazin.