Alig pár hónapja, 2023 márciusában a floridai Cape Canaveral űrközpontból fellőtték a Terran 1-et, a világ első, nagyrészt 3D nyomtatással készült rakétáját, és bár a pályára állás hajtóműhiba miatt nem sikerült, az indítás mégis mérföldkőként került be a 3D nyomtatás történelmébe. A fejlesztések folyamatosak, a technológiával ma is számos iparág kísérletezik. De mielőtt a 3D nyomtatás jövőjét firtatnánk, vessünk egy pillantást a közelmúltba!

Az ezredfordulón az additív technológia – azaz a 3D nyomtatás – integrálását a hagyományos gyártási folyamatokba nagyfokú várakozás övezte. Ámulattal követtük az előrejelzéseket, hogyan fogja az új technológia forradalmasítani az ipart, és lehetővé tenni az egyedi termékek gyártását.
De mi is történt valójában az utóbbi két évtizedben? Mi a jövője a 3D nyomtatásnak? Mely iparágakban rejlik ma a legnagyobb potenciál az additív technológia felhasználásra? Az Ipar 4.0 Backstage podcast epizódunkban ilyen, és ehhez hasonló kérdésekkel fordultunk vendégünkhöz, Dr. Kovács Norberthez, a Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem polimertechnikai tanszékének adjunktusához. (Az epizód itt hallgatható meg: https://podcast.mortoff.hu/.)

Additív technológia és 3D nyomtatás

Az additív technológia kifejezés azon alapszik, hogy az egymásra épített rétegekből ún. hozzáadási technikával hozunk létre egy terméket. A mindennapokban ez a fogalom egy egyszerűbb és közérthetőbb kifejezésként terjedt el: 3D nyomtatás.

Mit tudunk manapság létrehozni 3D nyomtatás módszerével?

A technológia felhasználási köre folyamatosan bővül. Mára egyre több anyaggal vagyunk képesek 3D nyomtatni, mint a titán, a műanyagok, a polimerek (pl. hőre lágyuló alapanyagok), a műgyanta (műgyanta vagy műgyanta alapú nyomtatók) és a fémek (pl. orvostechnikai alkalmazások, űrtechnika, repüléstechnika). Emellett pedig lehetőség van üveg vagy akár beton nyomtatására is.

Nyomtathatunk házat, nyomtathatunk élelmiszereket!

Igen, elsőre meghökkentően hangzik, azonban ezek már nem ördögtől való elképzelések. A 3D nyomtatást ugyanis egyaránt alkalmazza az építőipar és az élelmiszeripar is. Habár még kiforratlan terület, de lehetőség van a házak/épületek bizonyos elemeinek létrehozása egyfajta betonnyomtató berendezéssel.
Az élelmiszeripar területét tekintve a kezdeti fázisban különböző csokoládényomtatók jelentek meg, de manapság már olyan élelmiszereket is képesek vagyunk nyomtatni, mint a húsok és a tészták.
Rögzítsük magunkban az alábbi fogalmat is: bionyomtatás. A technológia segítségével lehetővé válik a különböző emberi szervek létrehozása is (pl. manapság már hallhattunk az első bionyomtatott fülről is). Ezeknek a célja egyrészt az implantáció, másrészt az így létrehozott emberi szervek felhasználhatóak a gyógyszerfejlesztések területén is, ahol az adott gyógyszer mellékhatásait (pl. vesekárosító, májkárosító hatás) nem állatkísérleteken keresztül, hanem az előállított szerveken vizsgálják.

Nézzünk példákat az ipari területen történő gyakorlati felhasználásra is!

A 3D nyomtatás módszerét az ipari szegmensekben is gyakran alkalmazzák olyan célokra, mint a megfogók, robotmegfogók, megtámasztók és jig-ek gyártása. Emellett a technológia lehetővé teszi a kisebb szériás termékek közvetlen előállítását is, amely a hagyományos megmunkálási eljáráshoz képest egy költséghatékonyabb megoldást eredményez.

Az additív technológia alkalmazásával eleget tehetünk az olyan EU-s irányelveknek is, mint a károsanyag-kibocsátás csökkentése. Ennek egyik módja a közlekedési eszközök tömegcsökkentése. A 3D nyomtatás segítségével ún. topológiailag optimalizált formákat hozhatunk létre, amelyeknek köszönhetően akár 50%-kal könnyebb lehet egy alkatrész súlya az eredeti beépített alkatrészhez képest. Ez a gyakorlatban például – egy repülőgép élettartamában – akár több ezer liter kerozin megtakarítását is jelentheti.

Mely iparágakban rejlik a legnagyobb potenciál az additív technológia felhasználásra?

A 3D nyomtatásnak számos felhasználási lehetősége van különböző iparágakban. A gyártási folyamatokba történő integrálása révén lehetőség nyílik egyedi, speciális megtámasztó mechanizmusok, beállító modellek és alkatrészek gyors kinyomtatására, amelyek idő- és költségmegtakarítást eredményezhetnek a szerelési folyamatok során. Emellett a 3D nyomtatás használható termékfejlesztéshez és prototípusok gyártásához is. Lehetőségünk van kombinálni a hagyományos gyártási technológiákkal (például a fröccsöntéssel), hogy kisebb darabszámú termékekhez gazdaságosabb és gyorsabb formaadó betéteket, szerszámokat hozhassunk létre.

Az additív technológia ma és a jövőben

A 2000-es évek elején nagy várakozásokat támasztottak az additív technológia elterjedéséhez. Mára azonban bebizonyosodott, hogy ez a fajta technológia nem alkalmas minden terület kiváltására, nem alkalmazható korlátlanul. Mindezek ellenére számos lehetőség rejlik benne, ezért a fő feladat, hogy felismerjük ezeket a lehetőségeket, és célorientáltan kiaknázzuk őket!

Útravaló azoknak, akiknek felkeltette az érdeklődését a 3D nyomtatás

Ma már Magyarországon is sok hozzáértő és megfelelő tapasztalattal rendelkező cég van a területen, akikkel érdemes lehet felvenni a kapcsolatot a téma iránt érdeklődők számára. Mindenekelőtt azonban határozzuk meg, hogy milyen célból és milyen célra szeretnénk az eszközt megvásárolni, és végezzünk próbagyártást a technológia megismerése és későbbi sikeres felhasználása céljából!

Hallgasd meg a teljes epizódot a podcast.mortoff.hu weboldalon, vagy bármelyik népszerű podcast-lejátszóban az Ipar 4.0 Backstage csatornáján!