Berta Sándor
Elkészült a világ legnagyobb ipari 3D-nyomtatója
Az új berendezés hatékonyabbá, olcsóbbá, gyorsabbá és rugalmasabbá teszi a prototípusok gyártását.
Yilmaz Uygun, a brémai Jacobs Egyetem logisztikai mérnöki, technológiai és folyamatok professzora és kutatócsoportja fejlesztette ki a világ legnagyobb ipari delta 3D-nyomtatóját. A négy méter magas gépet a Kieserling Alapítvány által finanszírozott projekt keretében alkották meg a szakemberek és ígéretes ipari alkalmazási lehetőségeket, valamint további kutatási és együttműködési lehetőségeket kínál a tudósok számára.
Az olyan ágazatokban, mint a pótalkatrészipar, a prototípusgyártás, valamint a gép- és berendezésgyártás, rendszeresen szükség van olyan egyedi komponensekre, amelyek egyrészt összetett szerkezetűek, másrészt csak kis mennyiségben szükségesek. A probléma az, hogy a hagyományos gyártási eljárások aligha alkalmasak ilyen egyedi alkatrészek gyártására. A gyártás gazdaságtalan, sőt néha lehetetlen - az adott komponens méretétől és bonyolultságától függően. A világ legnagyobb, ipari felhasználásra alkalmas, delta kialakítású 3D-nyomtatója lehetővé teszi, hogy a kutatók az additív gyártási folyamat segítségével költséghatékonyan állítsanak elő összetett egyedi alkatrészeket a még tesztelési fázisban lévő prototípusokhoz. Így kialakításuk rugalmasan és gazdaságosan igazítható a vizsgálati eredményekhez és szükség szerint megújítható.
A 3D-nyomtató teljes magassága több mint négy méter és akár 1,5 méter sugarú nyomtatási területet, valamint akár 2,5 méteres nyomtatási magasságot kínál - ezzel egyedülálló a maga nemében. Ezt a tervezés teszi lehetővé: a nyomtatófej a nyomólemez fölött lebeg, három háromszöget alkotó karhoz - innen a delta elnevezés - csatlakozik. A karok lehetővé teszik a nyomtatófej bármilyen irányba történő mozgatását. Az így létrejövő nyomtatási terület lehetővé teszi rendkívül nagy komponensek alkatrészek nyomtatását.
Jelenleg a nyomtatott alkatrészeket egy projekt részeként függőleges szélturbinákban használják - amelyekhez a turbinákat additív gyártási eljárással készítik. További, különböző iparágakra vonatkozó projekteket terveznek. A nyomtatási sebesség jelenleg körülbelül 5 kg/óra - a kívánt nyomtatás összetettségétől függően. A sebesség, valamint a felhasznált nyomtatási anyag - jelenleg filament, azaz hagyományos műanyagból, például PLA-ból, PET-ből vagy ABS-ből készült szálak - olyan pontok, amelyekben Uygun nagy lehetőségeket lát a jövőben.
Az íves és filigrán alkatrészek tartószerkezeteként kinyomtatott, de később kidobásra kerülő felesleges anyagot felapríthatják és pelletként újrahasznosíthatják: "Jelenleg egy pellet extruder kifejlesztésén dolgozunk, hogy pelletet tudjunk gyártani, és azt használhassuk fel alapanyagként a filament helyett. Ez radikálisan csökkenti a szénlábnyomot. Emellett csökkenthetjük a költségeket, biztosíthatjuk az ellátási láncot, és függetlenséget biztosíthatunk bizonyos beszállítóktól és régióktól" - jelentette ki Uygun.
A professzor és csapata a nyomtatási folyamat során a minőségbiztosítás továbbfejlesztésére is összpontosít. Ennek érdekében egy kamera alapú rendszert fejlesztenek ki, amely vizuálisan felügyeli a nyomtatási folyamatot. Hosszú távon a Honeycombnak (magyarul méhsejt), ahogyan a 3D-nyomtatót elnevezték, a nyomtatásban jelentkező eltérések esetén korrigálnia kell magát. "Célunk, hogy a Honeycombot közvetlenül a gyártásba vigyük. Számos ötletünk van a nyomtatás felgyorsítására a minőség feláldozása nélkül. Itt a csoport több, különböző méretű fúvókanyílásokkal rendelkező nyomtatófej egyidejű használatát kutatja, amelyeket különböző összetettségű termékgeometriákhoz és ennek megfelelően különböző sebességgel lehet használni. Ha ez sikerül, a rendszert közvetlenül a termelésben lehetne használni" - hangsúlyozta Uygun.
A Honeycomb név azért is találó elnevezés, mert a nyomtatott alkatrészek belső szerkezetét írja le. Ez a méhsejtes szerkezet azt jelenti, hogy kevesebb anyagot használnak fel és a gyártott darab könnyű és stabil. Egy újabb hozzájárulás a hatékonysághoz és a fenntarthatósághoz. "Már több érdeklődő is van a kísérleti projektek iránt" - szögezte le a szakember.
Yilmaz Uygun, a brémai Jacobs Egyetem logisztikai mérnöki, technológiai és folyamatok professzora és kutatócsoportja fejlesztette ki a világ legnagyobb ipari delta 3D-nyomtatóját. A négy méter magas gépet a Kieserling Alapítvány által finanszírozott projekt keretében alkották meg a szakemberek és ígéretes ipari alkalmazási lehetőségeket, valamint további kutatási és együttműködési lehetőségeket kínál a tudósok számára.
Az olyan ágazatokban, mint a pótalkatrészipar, a prototípusgyártás, valamint a gép- és berendezésgyártás, rendszeresen szükség van olyan egyedi komponensekre, amelyek egyrészt összetett szerkezetűek, másrészt csak kis mennyiségben szükségesek. A probléma az, hogy a hagyományos gyártási eljárások aligha alkalmasak ilyen egyedi alkatrészek gyártására. A gyártás gazdaságtalan, sőt néha lehetetlen - az adott komponens méretétől és bonyolultságától függően. A világ legnagyobb, ipari felhasználásra alkalmas, delta kialakítású 3D-nyomtatója lehetővé teszi, hogy a kutatók az additív gyártási folyamat segítségével költséghatékonyan állítsanak elő összetett egyedi alkatrészeket a még tesztelési fázisban lévő prototípusokhoz. Így kialakításuk rugalmasan és gazdaságosan igazítható a vizsgálati eredményekhez és szükség szerint megújítható.
A 3D-nyomtató teljes magassága több mint négy méter és akár 1,5 méter sugarú nyomtatási területet, valamint akár 2,5 méteres nyomtatási magasságot kínál - ezzel egyedülálló a maga nemében. Ezt a tervezés teszi lehetővé: a nyomtatófej a nyomólemez fölött lebeg, három háromszöget alkotó karhoz - innen a delta elnevezés - csatlakozik. A karok lehetővé teszik a nyomtatófej bármilyen irányba történő mozgatását. Az így létrejövő nyomtatási terület lehetővé teszi rendkívül nagy komponensek alkatrészek nyomtatását.
Jelenleg a nyomtatott alkatrészeket egy projekt részeként függőleges szélturbinákban használják - amelyekhez a turbinákat additív gyártási eljárással készítik. További, különböző iparágakra vonatkozó projekteket terveznek. A nyomtatási sebesség jelenleg körülbelül 5 kg/óra - a kívánt nyomtatás összetettségétől függően. A sebesség, valamint a felhasznált nyomtatási anyag - jelenleg filament, azaz hagyományos műanyagból, például PLA-ból, PET-ből vagy ABS-ből készült szálak - olyan pontok, amelyekben Uygun nagy lehetőségeket lát a jövőben.
Az íves és filigrán alkatrészek tartószerkezeteként kinyomtatott, de később kidobásra kerülő felesleges anyagot felapríthatják és pelletként újrahasznosíthatják: "Jelenleg egy pellet extruder kifejlesztésén dolgozunk, hogy pelletet tudjunk gyártani, és azt használhassuk fel alapanyagként a filament helyett. Ez radikálisan csökkenti a szénlábnyomot. Emellett csökkenthetjük a költségeket, biztosíthatjuk az ellátási láncot, és függetlenséget biztosíthatunk bizonyos beszállítóktól és régióktól" - jelentette ki Uygun.
A professzor és csapata a nyomtatási folyamat során a minőségbiztosítás továbbfejlesztésére is összpontosít. Ennek érdekében egy kamera alapú rendszert fejlesztenek ki, amely vizuálisan felügyeli a nyomtatási folyamatot. Hosszú távon a Honeycombnak (magyarul méhsejt), ahogyan a 3D-nyomtatót elnevezték, a nyomtatásban jelentkező eltérések esetén korrigálnia kell magát. "Célunk, hogy a Honeycombot közvetlenül a gyártásba vigyük. Számos ötletünk van a nyomtatás felgyorsítására a minőség feláldozása nélkül. Itt a csoport több, különböző méretű fúvókanyílásokkal rendelkező nyomtatófej egyidejű használatát kutatja, amelyeket különböző összetettségű termékgeometriákhoz és ennek megfelelően különböző sebességgel lehet használni. Ha ez sikerül, a rendszert közvetlenül a termelésben lehetne használni" - hangsúlyozta Uygun.
A Honeycomb név azért is találó elnevezés, mert a nyomtatott alkatrészek belső szerkezetét írja le. Ez a méhsejtes szerkezet azt jelenti, hogy kevesebb anyagot használnak fel és a gyártott darab könnyű és stabil. Egy újabb hozzájárulás a hatékonysághoz és a fenntarthatósághoz. "Már több érdeklődő is van a kísérleti projektek iránt" - szögezte le a szakember.