A 3D nyomtatás legizgalmasabb eredményei a tömeggyártásban – a sportcipőtől az orvosi műszerekig

A 3D nyomtatás végre nem csak prototípusok fejlesztésére szolgál. Egyre gyakrabban használják végfelhasználói alkatrészek előállítására, és bár korábban – a költségek, a gyártási idő és a pontosság okán – kérdéses volt, alkalmas-e nagy volumenű gyártásra, ma már ehhez sem férhet kétség. Egyre több vállalat bizonyítja, hogy a minőséget, a testre szabhatóságot és a hatékonyságot össze lehet hangolni a nagy szériás additív gyártással. Erre mutatunk az alábbiakban néhány konkrét és látványos példát, a sportszerektől a repülőgép-alkatrészeken át a tűpontos egészségügyi alkalmazásokig.

Align Technology: fogászati eszközök tömeggyártása 3D nyomtatással

Az amerikai Align Technology 3D nyomtatással készült fogszabályozó megoldásokra specializálódott, leghíresebb terméke az Invisalign nevű „láthatatlan” fogszabályzó. A cég honlapja azt írja, azóta támogatják a 3D nyomtatást és szkennelést, hogy 2011-ben megvásárolták a szájüreg 3D szkennelésére alkalmas eszközt gyártó iTero-t, majd 2024-ben a polimer 3D nyomtatókat fejlesztő Cubicure-t. Az Align Technology a csúcsterméknek számító aligner öntőformától az első közvetlenül nyomtatott fogszabályozó eszközéig és szájpadlásemelőjéig használja a 3D nyomtatást, naponta akár egymillió egyedi alignert és több százezer öntőformát gyárt 3D nyomtatással.

Adidas és Carbon: tömeggyártás 3D nyomtatott futócipőkkel

Az Adidas 2016-ban kötött partneri megállapodást a Carbon céggel futócipők gyártásának forradalmasítására. Utóbbi vállalat esettanulmánya megemlíti, hogy nem sokkal később már be is mutatták a Futurecraft 4D cipőt, amelynek többzónás középtalpát egyetlen nyomtatási ciklusban, rácsszerkezettel állították elő. A következő lépés az volt, hogy vastagították a sarkat alátámasztó részt, mivel a futás közben ez a pont kapja a legnagyobb terhelést. 2021-ben aztán az Adidas bejelentette a harmadik generációs 4DFWD-t, amely az anizotrópia fizikai tulajdonságát kihasználva biztosítja a futáshoz szükséges kényelmet és funkcionalitást. Az új középtalpat szintén az Adidas és a Carbon fejlesztette ki a Carbon DLS™ eljárással, EPU 44 elasztomerből, ami nagyon ellenálló és szakadásálló, miközben fenntarthatóságra törekszik, hiszen 40 százalékban bioalapú.

GE Aviation: repülőgép-alkatrészek tömeggyártása 3D nyomtatással

A GE Aviation több mérföldkövet is elért a 3D nyomtatás alkalmazásával végzett tömeggyártásban. A Voxel Matters szerint a gyártó észak-karolinai gyára 2021-ig már több mint 100 000 darab hajtóműalkatrészt állított elő CMC (kerámia mátrix kompozit) anyagból, míg az alabamai Auburn üzem szintén több mint 100 000 fúvókakomponenst készített már additív technológiával. A CMC olyan fejlett anyag, amely szilícium-karbid szálakat tartalmaz, súlya harmada a hagyományos fémötvözetekének, és kétszer akkora hőt bír el, így javítja a motor hőhatékonyságát, csökkenti az üzemanyag-fogyasztást és a szén-dioxid-kibocsátást.

Chanel: szempillaspirál-kefék 3D nyomtatása

A Chanel évek óta ismert Volume Révolution nevű szempillaspirálja ugyancsak 3D-nyomtatott termék: egész konkrétan az apró sörtéjű, finom kefe készül ezzel a megoldással. A világelső, 2018-ban indult projekt komoly figyelmet kapott, mivel valódi tömeggyártásról volt szó. A kefékből hetente kb.  250 000 darab készült a gyártással megbízott Erpro 3D Factory 15 darab gépén. Később A Chanel és az Erpro elindította az E.Y.E nevű szolgáltatást, amely személyre szabott szempillaspirál-keféket kínál.

A fém 3D nyomtatása forradalmasította még a golfütők gyártását is

A Cobra Golf nevéhez fűződik az első olyan tömeggyártású putter golfütő, amely HP Metal Jet technológiával készült. Ezzel a megoldással a mérnökök olyan szerkezeteket tudnak tervezni, amelyeket a hagyományos módszerek nem tesznek lehetővé, és a fém 3D nyomtatása mára elérte azt a minőségi szintet, illetve sebességet, amely a tömeggyártást is lehetővé teszi. A HP-val együttműködve a Cobra felgyorsította az ütők fejlesztését, és szélesebb közönség számára is elérhetővé tette azokat, hiszen jelentősen csökkenteni tudta a gyártási költségeket.

Bosch Advanced Ceramics: kerámia 3D nyomtatás tömeggyártásban

A Bosch Advanced Ceramics a 3D nyomtatás és a kerámiaanyagok területén egyaránt előrelépést ért el, amikor nagy pontosságú orvosi alkatrészeket kezdett gyártani. Ezek ún. szigetelőhüvelyek, amelyeket laparoszkópos műtéteknél használnak, és a fejlesztésük nagy kihívást jelentett az apró méretek miatt, ugyanis a külső átmérőjük mindössze 1,3 mm, a falvastagságuk pedig 90 mikron. A gyártó oldala szerint a sikeres tesztfázis után 1400 darabot nyomtattak ki belőle egyszerre, amellyel évi akár 20 000 darabos igényt is ki lehet szolgálni.

Protézisek tömeggyártása 3D nyomtatással

Az ír Stryker 2013 óta már legalább kétmillió protézist gyártott 3D nyomtatással. A cég ehhez a saját fejlesztésű Tritanium nevű titánötvözetet használja. Készült már belőle térdprotézis, valamint háromféle gerincprotézis. Előbbi, a Triathlon Tritanium rendszer fejlett dizájnt és magas porozitású biológiai rögzítési technológiát ötvöz, amelyet a SOMA eszközökkel terveztek, és a Stryker saját additív technológiájával gyártottak. Az életciklus-elemzés szerint az eljárás gazdaságosabb, és anyag- és környezeti erőforrásokat is megtakarít.

Gábor János, NEW technology