MINDENT A 3D NYOMTATÁSRÓL

Minden technikában vannak fordulópontok, amikor valamivel sikerül megváltoztatni a játékszabályokat. Az FDM-nél a Markforged a folyamatos szálerősítéssel egy ilyen áttörést hozott el, míg az resines nyomtatásnál a Carbon cég DLS (Digital Light Synthesis) technikája változtatja meg a játékszabályokat. Ezekről korábban már eset szó, mivel 2013-as példák.

Ipari méretekben a legnagyobb dobást a 2015-ben alapult a Desktop Metal produkálta. Fejlesztéshez és induláshoz a Google, Ford és a BMW félmilliárd dolláros kockázati tőkjét kalapozták össze ők heten: Ric Fulop, A. John Hart, Jonah Myerberg, Yet-Ming Chiang, Chris Schuh, Ely Sachs és Rick Chin.

Az Additive 2.0-t a Desktop Metal hirdette meg alakulásakor. Céljuk a nyomat darabárának csökkentése és a sebesség növelése volt, és ezáltal a 3d tömegtermelés elindítása. Ezt a szoftveres rendszerek és az anyagtudomány legújabb lehetőségeinek alkalmazásával érték el. A pénzt sem szórakozták el, ezt nem mutatja jobban, mint az hogy 2017 áprilisában két fém nyomtatót és vele együtt két fő irányt mutattak be.

A Studio System-et  az irodai fém prototípus gyártásra, ami Bound Metal Deposition technologiát használja. Felmelegíti a műanyag-fémpor keverék fémrudat és abból FDM nyomtatáshoz hasonlóan állítja elő a nyomatot, amiből utána kémialilag kivonják a kötőanyagot és utána, irányított melegítéssel a fémrészecskéket összeolvasztják. Ezt szinterezésnek hívjuk és közben hozzávetőlegesen 15%-al zsugorodik a nyomat, de ez szoftveresen irányított folyamat, tehát eleve annyival nagyobb darabot nyomtatnak hogy a végén mérethelyes terméket kapjunk.

A Production System-et, ami tömeg termelésre szakosodott. A Single Pass Jetting technologiát használja, ami 100-szor gyorsabb, mint a lézer alapú technológiák. Egy mozdulattal teríti fémport és teljes széllességében nyomtatja a rétegeket és szárítja is azokat. A szinterezés ugyanúgy szoftveresen vezérelt itt is ahogy az előző rendszernél. Előnye a sebesség és az hogy ennek hála az így gyártott termékek már árban is fel tudja venni a versenyt a hagyományos megmunkálással készült társaikkal.

A Desktop Metal 2019-ben novemberében újabb két kategóriát indított. A Shop System gépműhelyekbe szánt fém gyártóegység, ami hagyományosabb metal binder jetting technologiát használ. Itt az újdonság a gép méretében volt hiszen sokkal kompaktabb megoldást készítettek mint a vetélytársak.

Fiber, ami μAFP (micro automated fibre placement) technologiát használja, ami folyamatos karbon- vagy üvegszál erősítéssel fdm nyomtat technikai műanyagokat, mint a PEEK, PEKK vagy nylon. Kémiailag stabil, rendkívüli mechanikai tulajdonságokkal rendelkező, könnyű, erős és ESD biztos nyomatokat lehet vele előállítani.

2021-ben a DesktopMetal felvásárolta az EnvisionTEC-et, ez után már csak ETEC-nak hívjuk ezt a céget. Ezzel egyidőben elindították a Desktop Helth is amivel mondhatni ketté szedte a EnvisionTEC-et. A fogászati és egészségügyi szegmensre ezentúl a Desktop Helth koncentrált. Az ETEC a nagysebességű resines nyomtatásra összpontosított ezt követően. Cserébe a Desktop Metal innovatív anyag támogatását nyerte az üzleten:

Még ebben az évben felvásárolja az ExOne-t is, így megszilárdítja vezető szerepét a binder jetting fém nyomtatásban. Ezzel a lépéssel termék portfoliójukat szélesítették és ez után a ExOne a Destop Metal termékei által le nem fedett területre összpontosít.

Érdekes irányvonal még a FIGUR, ami Desktop Metal fém lemez megmunkáló “nyomtató” rendszere, de ez még fejlesztés alatt áll.

ETEC és Desktop Helth legnagyobb riválisa DWS systems és a Formlabs. A nyomtatási minőségen felül a legnagyobb erősség mindegyik cégnél a minősített és a különleges igényekre specializált anyagválaszték.

A Binder Jetting irányban a HP, GE Additive és a Digital Metal a fő riválisa, de a Production System sebességét még egyik cég sem tudta lekövetni.

A Destop Metal Fiber termékcsaládjára válaszul a MarkedFoged előállt fém nyomtatási megoldásával, amihez kifejlesztették a Desktop Metal 3 lépcsős folyamatához hasonló saját eljárásukat.

A Studio Systemre reagálva a Raise3D, az Ultimaker és a MakerBot is csatlakozott az FDM fém nyomtatáshoz csak az utolsó kettő a szinterezést kiszervezte így csökkentve a költségeket. Ezen cégek példája mutatja, hogy igazából bármelyik FDM nyomtató (akár egy Ender 3 is) képes megbirkózni a feladattal, ha megfelelő anyag és szoftver elérhető és a szinterezés megoldja más.

2015-ben létrejött a MASSIVit és nekik köszönhetjük Gel Dispensing Printing (GDP) technologiát. Fényérzékeny polimert nyomtat rétegről-rétegre hasonlóan egy FDM nyomtatóhoz. FDM-nél hűtve szilárdul meg az anyag műanyag addig GDP-nél UV fény hatására köt meg a gél. Gépeik akár 30x gyorsabbak egy nagyformátumú FDM nyomtatónál, és támasztékot is csak minimálisan igényelnek a nyomatok. A legújabb gépükre Cast-In-Motion (CIM) technikát fejlesztették ki ezzel már izotróp öntvények gyártására is alkalmas lett legújabb gépjük.

GDP és a szálerősítést ötvözte a Continuous Composites és a hagyományos 3d nyomtató felépítést is lecserélte egy ipari robotkarra. Technologiájukat Continuous Fiber 3D Printing-nek (CF3D) nevezték el. A végeredmény egészen lenyűgöző már megjelenésében is:

A technikai továbblépésben a Wayland Additive-et érdemes megemlíteni akik az EBM technikát fejlesztették tovább amit NEUBEAM-nek neveznek. A Neutralised rövidítése került bele a névbe jelezve hogy töltés semlegesített a rendszer, amivel többféle anyag (volfrám, réz, tantál) nyomtatása is lehetővé vált. Konkurenciájuk az Arcam-ot felvásárló GE additive.

Aurora Labs egyszerre több réteget terít és azokra szakaszosan egyszerre rajzolja fel a formákat. Ezt a technologiát Multi-layer Concurrent Printing-nek (MCP) keresztelték el.

Tritone Dominant a Moldjet technologiát fejlesztette ki.

  1. fázis: forma nyomtatás
  2. fázis: folyékony fém integrálása a formába
  3. fázis: hőkezelés a forma megszilárdult
  4. fázis: automatikus réteg ellenőrzés
  5. fázis: hiba esetén visszacsiszol
  6. fázis: lehet asztalt cserélni.

A munka forgó rendszerben folyik így egyszerre több formát és gyorsabban készít a gép. A kész nyomatról leoldható a tartó forma, ezután a nyomatok készen állnak  szinterezésre.

Előnye hogy pormentes, így biztonságos. (Minden fémporos technológia rendkívül veszélyes csak védőfelszerelésben patyolat tiszta környezetben végezhető. A finom fém por ugyanis belélegezve halálos) Ez a technologia is képes Titán, rozsdamentes acél, szerszám acél, réz és egyéb ötvözetek nyomtatására is.

Utoljára de nem utolsó sorban itt van még az EVOLVE Additive Solutions akik egy újabb technologiát fejlesztettek ki amit STEP-nek kereszteltek (Selective Thermoplastic Electrophotographic Process). Az alapja 2d nyomtatásból ismerős xerográfia a folyamatnak. Elektrosztatikusan egy hengerre egyszerre rajzolják fel különböző anyagokból a réteget. Funkció szerint másból a tartószerkezetet és a tárgyakat. A továbbitó szalagon melegítik az anyagot, majd ezt olvasztják össze a tárgyasztalon készülő nyomattömbbel rétegről-rétegre. Előnye a kipróbált nagy sebességű digitális nyomdai technológia használata, a magas felbontás, és a zárt rendszer ami ráadásul felhasználóbarát és könnyen használható. Ha megbízhatónak bizonyul, és versenyképes árban képes termelni, valamint el tud terjedni ez a technológia, újra feje tetejére állíthatja az ipart. Főleg, ha hozzá értő kezekbe kerülne mondjuk Xerox, Ricoh vagy Minolta.

Otthoni asztali 3d nyomtatásban, most a sebbesség az, ami egyre nagyobb mértékben nő. A fenti technologiákból elsőként FDM fém nyomtatás demokratizálodása várható, majd a szálnyomtatás is remélem beköltözik otthonaikba egyszer.

SLA nyomtatásnál remélem rövidesen megjelennek az otthoni folyamatos elemelés nélküli resines nyomtatók és a sebbeség-minőség ott is végre megfizethető áron hozzáférhető lesz hétköznapi használatra is.

Történeti sorozatom ezzel véget ért, viszont a következőekben új témák és több gyakorlatilag is hasznos cikk és hír fog megjeleni az oldalon.