ÚJ FEJLESZTÉSEK Házat, ételt

HÁZAT, ÉTELT ÉS SZERVEKET IS KÉSZÍT MÁR

EGY 3D-S NYOMTATÓ

ÚJ FEJLESZTÉSEK | A térhatású printerek az építőiparban, az egészségügyben és az űrkutatásban egyaránt mind nagyobb szerephez jutnak. A jövőben pedig néhány területen akár a tömeggyártásból is kitúrhatják a régi gyártóeszközöket.

A koronavírus-járvány kitörése után az első hónapokban komoly problémát jelentett, hogy a nyugati országokban a létfontosságú egészségügyi eszközök terén hiány lépett fel. Az orvosoknak szánt arcpajzsokból vagy a lélegeztetőgépekből sem volt elég. Mivel Ázsiában az ellátási láncok összeomlottak, nem lehetett rendelni a Távol-Keletről, illetve lehetett, de sok hónapos átfutással. Ebben a helyzetben rengeteg európai, például olasz, spanyol vagy francia kórházban nagy segítségnek számított, hogy csatarendbe lehetett állítani a 3D-s nyomtatókat. Így a szükséges eszközöket helyben el tudták készíteni. „A Covid-válság jó apropó volt arra, hogy e készülékek megmutassák, miféle előnyei vannak a digitális gyártásnak” – fogalmazott az egyik ágazati szakember, Sumeet Jain.

A térhatású printereket egyébként „békeidőben” is előszeretettel használják az oktatási intézmények, az autógyárak vagy a fogászatok. De minden olyan hely szóba jöhet, ahol prototípus előállítására van szükség, illetve egyedi alkatrészek, termékek kellenek, amelyeknek az elkészítése – például a kis sorozat vagy a fröccsöntő szerszámok magas ára okán – túl költséges lenne a gyártósorok bevetésével. A térbeli nyomtatás produktumainak a felhasználási köre tehát roppant széles. Akár koponyaimplantátumokat vagy éppen különféle kommunikációs műholdak alkatrészeit is el lehet készíteni 3D-s nyomtatókkal.

EMBERI SZÖVETET, SZERVET…

A mára már igen széles körben elterjedt gépek működési elve egyszerű: úgy alkotnak tárgyakat, hogy vékony rétegeket raknak, azaz nyomtatnak egymásra. Alapesetben hőre lágyuló műanyagokat vagy fém-műanyag kompozitokat használnak, amelyek a fűtött nyomtatófej által biztosított magas hőmérsékleten könnyen formázhatók, viszont kihűlve megszilárdulnak.

Vannak olyan – jóval drágább – ipari 3D-s printerek is, amelyek vas- vagy acélhatású eszközöket is elő tudnak így állítani. A felhasználható anyagok sora pedig évről évre folyamatosan bővül. Léteznek ma már olyan berendezések, amelyek például növényi, állati vagy akár emberi szövetet is képesek nyomtatni a fenti módon. Hoszszabb távon így a cél az lenne, hogy emberi szerveket szintén lehessen készíteni.

Több próbálkozás volt már, amely ezen a téren bizakodásra ad okot. A San Diegó-i székhellyel működő Organovo cég például a „vesegyártáson” dolgozik. Állításuk szerint már tudnak olyan veseszövetlemezeket alkotni, amelyek segíthetnek a betegek kezelésében.

HÁZAT IS LEHET NYOMTATNI

De akadnak más, ugyancsak meglepő felhasználási területek is. Ilyen például az építőipar. A térbeli nyomtatás ezen szegmensének komoly múltja van: a kínai WinSun például már 2014-ben bemutatott

EGYELŐRE NEM LETT TÖMEGTERMÉK

Úgy tíz évvel ezelőtt, amikor igazán elkezdték bontogatni a szárnyaikat a 3D-s nyomtatással foglalkozó cégek, a társaságok még reménykedtek benne, hogy az átlagemberek is rákapnak a térbeli printerek vásárlására. Ám azoknak, akik felültek a forradalomról szóló, hangzatos PR-szövegeknek, csalódva kellett tapasztalniuk, hogy a gépek használata körülményes. Egy olcsóbb darabbal lehet mondjuk jópofa, tenyérnyi mesefi gurákat nyomtatni, de a házi használatra készült „fi lléres” berendezések mondjuk egy hosszú távon is használható csésze legyártására már alkalmatlanok voltak. Ezért a készülékekből többnyire néhány próba után porfogó lett a szoba sarkában. „Most pedig a jövőről és arról az ipari forradalomról fogok beszélni, amelyet mi kezdünk majd el.” Ezekkel a nagy szavakkal mutatta be a MakerBot társalapítója, Bre Pettis New Yorkban a legújabb 3D-s nyomtatójukat még 2009-ben. Később azonban a vállalatnak – annyi más társához hasonlóan – rá kellett ébrednie, hogy az átlagemberek nem fognak rákapni ezekre az eszközökre, ezért egy komolyabb leépítés után, 2017-ben kénytelenek voltak pro-

fi lt váltani. Azóta inkább a cégeket és az oktatási intézményeket igyekeznek kiszolgálni.

egy olyan, persze nem asztalnyi, hanem nagyszobányi gépet, amely tíz nyomtatott házat tudott legyártani egyetlen nap leforgása alatt. Azóta 3D-s nyomtatással iroda és nyilvános mosdó is készült.

Kontinensünkön Németország tavaly kezdett el komolyabban foglalkozni az épületek nyomtatásával. Bajorországban egy háromemeletes társasházat építettek olyan szerkezettel, amely cementalapú anyaggal dolgozik. A technológia előnye, hogy nincs szükség az építkezéseknél nagy brigádokra. A gépet mindöszsze két munkás is képes kezelni. De tavaly Csehország első printelt háza is elkészült: a vízre rakható kunyhó építésénél állítólag a felére estek vissza a kiadások, pusztán azért, mert nem a hagyományos módszerekkel építkeztek.

Az újfajta gyártóeszközöknek az űrkutatásban szintén nagy szerepe lehet a jövőben. A NASA tervei szerint idővel elég lesz elküldeni egy tárgy tervét az űrállomásokra, és helyben ki tudják majd nyomtatni azt, ami szükséges.

Az egyelőre az álmodozás szintjén létező marsi kolóniák alapításánál is fontos szerephez juthatnak a térbeli printerek. Az amerikai űrhivatal már bemutatta azokat a nyertes pályázati terveket, amelyek alapján elkészülhetnének a vörös bolygó első házai. Persze egyáltalán nem biztos, hogy ezeket tényleg használni is fogják, hiszen egy marsi domb vagy hegy – akár mesterségesen kivájt – barlangjában, egy felfújható „sátorban” jóval egyszerűbb, olcsóbb és a sugárzásoktól is sokkalta védettebb menedék alakítható ki. Már ha egyáltalán belátható időn belül – mondjuk 1520 év távlatában – megoldják a Mars-uta-

zás folyamán felmerülő ezer kihívás közül legalább a sugárterhelési vagy a viszszatérési problémát. Erről a planétáról – ellentétben a Holddal – még néhány kilogramm kőzetmintát sem hoztunk. Erre is csak három-öt év múlva tesz próbát a NASA. Így az ötven esztendővel ezelőtti pár napos emberes holdrepülés és a kéthárom évig tartó emberes Mars-misszió össze sem hasonlítható kihíváshalmazt jelent, s ebben a 3D-s nyomtatás sem sokat segíthet…

Mindenesetre a képek alapján szürke, tojás alakú épületekben laknának az első marsi emberek. A tervezőcsapat azért választotta ezt a formát, mert 3D-s nyomtatóval egy ilyen épületet kifejezetten praktikus megépíteni, ugyanis így keveset kell mozognia a gépnek.

A 3D NYOMTATÁSI ÁGAZAT GLOBÁLIS MÉRETE

Milliárd dollár

Megjegyzés: mintegy 35 milliárd dollárra várják az ágazat globális méretét. 10,0 10,0 10,0

4,4 4,4 4,4 4,7 4,7 4,7 6,9 6,9 6,9 8,3 8,3 8,3 12,1 12,1 12,1 14,5 14,5 14,5

’13 ’14 ’15 ’16 ’17 ’18 ’19

Forrás: statista.com

TOVÁBBI KIHÍVÁSOK

Bár már ott tartunk, hogy bútorokat, ételt és repülőgép-alkatrészeket is lehet nyomtatni, az ágazat előtt még mindig van két jelentős akadály. Egyrészt ott, ahol nagy fokú precizitásra van szükség, ahol kis hibahatárral kell dolgozni, a 3D-s printereket minőségben még mindig lepipálja a CNC-vezérlés. Másrészt a térbeli nyomtatók a lassúságuk miatt egyelőre nem tudnak versenyezni a gyártósorokkal, így a modern tömeggyártásba nem lehet bevonni ezeket.

Ám mindkét téren folyamatos a fejlődés. Egyre gyorsabb és pontosabb nyomtatók látnak napvilágot. Így előbb-utóbb eljutunk arra a pontra, hogy a 3D-s printerek akár a végfelhasználóknak készült termékeket nagy számban is könnyedén le tudják gyártani. Az előrejelzések szerint ez a bő 14 milliárd dolláros piac globálisan hat év múlva 35 milliárdos lesz.

DEVECSAI JÁNOS