Csak szuperlatívuszokban beszélnek szakértők a térbeli nyomtatás jövőjéről, ami forradalmasíthatja az űripart és az egészségügyet, minimálisra csökkentheti a logisztikai költségeket, és a gazdaság szinte minden területén jelentős változásokat hozhat. A svájci Credit Suisse szakértői szerint például a két éve még mindössze kétmilliárd dolláros piac 2020-ra több mint tizenegymilliárd dollárossá bővülhet, ez éves szinten több mint húsz százalékos növekedést jelent. Az amerikai McKinsey az otthoni 3D-nyomtatás elterjedésében látja a jövőt, szerintük 2025-től a 3D-nyomtatóipar – éves szinten – 230-550 milliárd dollárral lesz jelen a gazdaságban.
Nem csoda, hogy egyre több szereplő kíván belépni a 3D-nyomtatás piacára. Az idei év nagy újdonsága a HP megjelenése, amely nemrég mutatta be 3D-ben nyomtatott üvegét. A kínai cégek is rohamléptekben fejlesztenek, a WinSun Decoration Design Engineering például áprilisban állt elő a világ első „háznyomtatójával”, mellyel akár napi tíz ház is felépíthető. A kínai cégek azért is szállnak egyre szívesebben versenybe, mert a 2014–2017 közti időszakban számos első generációs gyártó szabadalma lejár, megkönnyítve ezzel a hasonló termékek piacra bocsátását és végső soron az árak csökkenését.
A magyar vállalkozások sem akarnak lemaradni. Van köztük tizenöt éves gyakorlattal rendelkező, professzionális 3D-nyomtatással foglalkozó cég és számos lelkes startup is, akik saját fejlesztésükkel kívánnak boldogulni.
Ipari méretekben
A magyar 3D-nyomtatás pionírja a Varinex, 1998 óta foglalkoznak professzionális 3D-nyomtatással. „Kezdetben egy olyan berendezésünk volt, amelyik rétegről rétegre, papírból építette fel a számítógépes tervezőrendszerekkel megálmodott térbeli modelleket” – emlékszik vissza a kezdetekre Falk György, a cég igazgatóságának elnöke. 2001-ben ezt egészítették ki egy 100 mikrométeres pontosságra képes, gipszporrétegekre fújt ragasztó elven működő verzióval, amivel számos projektet oldottak meg. Azonban hátránya volt, hogy a kész modell – porózus volta miatt – igen könnyen tört, ezért a megfelelő szilárdság eléréséhez műgyantával kellett átitatni. Később a cég egy 16 mikrométer rétegvastagsággal dolgozó (ez számít ma a legvékonyabbnak) Objet/PolyJet eljárást alkalmazó professzionális nyomtatóba invesztált, majd beruháztak egy EOS GmbH FROMIGAP 110-es berendezésre, ez lézerrel olvaszt össze rétegről rétegre poliamid port. Az így készülő modellek tulajdonságai már szinte teljesen megegyeznek a fröccsöntéssel készíthető alkatrészekével. Végül megvásároltak egy Stratsys 3D-nyomtatót, amely olvasztott huzallerakásos (Fused Deposition Modeling – FDM) technológiával dolgozik.
Ezek a nagy teljesítményű nyomtatók évente körülbelül 8-10 000 modellt nyomtatnak nagy multinacionális cégek és sok hazai kis- és középvállalkozás megrendelésére. „A legtöbb cég arra használja ezt a lehetőséget, hogy számítógéppel tervezett új termékeit még a sorozatgyártás előtt kinyomtassa, és tesztelje. Az így szerzett tapasztalataikat beépíthetik a termék végleges verziójába. Minderre elég pár nap, és a költségek is alacsonyak” – mondta el a szakértő. De a cég nyomtat öntőmintákat, szerszámokat, egyedi orvosi implantátumokat és ékszereket is. Falk György sok olyan dizájnerrel dolgozik együtt, akiknek kulcsfontosságú, hogy terveiket ne csak papíron, de a fizikai valóságában is be tudják mutatni megrendelőiknek. „Magánszemélyeknek is készítünk modelleket, elsősorban a vasút- és repülőmodellezőknek, és ritkábban egy-egy egyedi játék vagy ékszer nyomtatására is felkérnek minket.”
Mindezek megfelelő előállítása a Varinex képviselője szerint, csak a professzionális nyomtatókkal lehetséges. „A jelenleg Magyarországon kapható 3D-nyomtatók a személyi nyomtatók kategóriájába tartoznak” – magyarázta. „Ezek jóval olcsóbb szerkezetek, és egyelőre még nem is alakult ki, hogy pontosan mi a céljuk. Ezekkel az inkább amatőrnek nevezhető nyomtatókkal meg lehet tanulni a rétegről rétegre építkezést, de tudomásul kell venni, hogy profi dolgokra még nem használhatók.”
A trónkövetelők
Falk György véleményével szívesen vitatkoznak a hazai startup fejlesztők. A 2013-ban alapított 3D Printing Zrt. például ugyanúgy gyártott már prototípusokat, modelleket és alkatrészeket, finommechanikai berendezéseket és kis sorozatú termékeket, sőt egyedi gépeket és járműveket is. „Számos területen hasznosították már a 3D-nyomtatónkat. Az egyik legkülönlegesebb például olyan védett, nagy értékű érmék reprodukálása volt, amelyek másképpen nem jutottak volna el a nagyközönséghez” – mondta el Gyűrű Géza, a cég műszaki igazgatója.
A budapesti székhelyű vállalkozás konstruktőrei szerint mind a műszaki, mind a gazdasági paraméterek tekintetében vannak fehér foltok az itthon kapható termékek palettáján. Ezért szerettek volna olyan nyomtatót fejleszteni, amely gyorsan, stabilan és költséghatékonyan dolgozik az egyedi vagy kis szériás előállításon. A kifejezetten ipari felhasználásra tervezett, műanyagszál-olvasztásos technológiával működő Lambda 200 3D-nyomtató fejlesztése körülbelül fél évbe telt. A 3D Printing célja a hazai ipari vállalkozók versenyképességének növelése azáltal, hogy a 3D-nyomtatással gyorsabbak, rugalmasabbak és egyedibbek lehetnek.
Hasonlóképp az ár-érték arány maximálását kívánja elérni a Polyprocess Kft. égisze alatt működő Operor. Kiváló nyomtatási minőséget garantál a szintén műanyagszál-olvasztásos, additív technológiával működő Operor i4 típusú 3D-printer. „A célunk egy olyan nyomtató megalkotása volt, amely valahol az otthon összeszerelhető olcsó kitek és a teljesen összeszerelt, jó minőségű nyomtatók között van” – jelentette ki Nagy Attila Áron, az Operor ügyvezetője. „A fejlesztés is onnan indult, hogy az első kész nyomtatómon rengeteg minden nem tetszett néhány hét után, mert hiába volt drága, nem tudtam hozzáigazítani saját projektjeimhez. Az első olcsó változatok pedig nagyon nehezen voltak összerakhatók, sokat kellett őket szerelni, mert egyfolytában szét akartak esni. Innen jött az ötlet, hogy építsünk egy gépet a kettő között”. Így született meg az igény szerint alakítható eszköz, amely alkatrészeinek jelentős része is 3D-nyomtatott, így könnyen reprodukálható.
Az elektronika és a szoftver nyílt forrású, tehát ha egyszer valaki szeretne másik fejet, vagy más elektronikát használna, bátran megteheti. Ahogy az ügyvezető fogalmazott, az ember „nincs bezárva egy kötött rendszerbe”. És a könnyű szerelhetőség és karbantarthatóság is segíti az átlagfelhasználó hozzájutását a készülékhez. Sőt, a magyar cégnél jelenleg egyedi 3D-nyomtatókon is dolgoznak, keresik az új technológiákat, hiszen nemcsak műanyagból lehet építkezni, és a műanyagok közül sem csak a hőre olvadókkal.
Tömegeknek célozva
Az egyetlen magyar közösségi finanszírozó oldalon – az Indiegón – is elérhető, 3D-nyomtató-gyártó cég, a Craftunique sem feltétlen a professzionális felhasználás felől közelít. Ők egy felhasználóbarát és költséghatékony 3D-nyomtatót kívántak fejleszteni, amely minden otthoni igényt kielégít. „Nem az volt a célunk, hogy egy újabb nyomtató kerüljön a piacra, hanem inkább az, hogy a legjobb megoldásokat ötvözzük egy kompakt asztali 3D-nyomtatóban” – jelentette ki Horváth János vezető szoftverfejlesztő.
A kétéves fejlesztés nyomán készült, 50 mikrométeres anyagvastagsággal dolgozó CraftBot pedig olyannyira eredményes, hogy nemcsak az eredetileg kitűzött 40 000 dollárt sikerült hatszorosan túlszárnyalva, 245 547 dollárt gyűjteni hozzá az Indiegón, de az otthoni felhasználáson kívül érdeklődött már a gép iránt fogtechnikai labor, konduktív műanyag nyomtatással kísérletező elektronikai cég, megújuló energiákkal foglalkozó energetikai vállalat, 3D játékfejlesztő és építész iroda is. Ezenkívül Makaótól az USA-ig több külföldi iskola és egyetem is rendelt már tőlük nyomtatót oktatási célzattal. A felhasználók szeretik, hogy a CraftBot együtt jár a szintén saját fejlesztésű, ingyenesen letölthető CraftWare szoftverrel. Horváth János meg is jegyezte, hogy azok a területek érdeklik a Craftunique munkatársait, ahol a mechanika, elektronika és szoftver egyesítése szükséges egy kiváló termék létrehozásához.
Bár az „első magyar fejlesztésű 3D-nyomtató” címmel mindhárom startup szívesen büszkélkedne, abban azonban egyetértenek, hogy a 3D-nyomtatás itthon még gyerekcipőben jár. Mivel viszonylag kevesen ismerik, fontos az ismeretterjesztés és tanítás. Ahogy Garami Ákos, a 3D Prints képviselője fogalmazott: „sokan túl drágának és elérhetetlennek tartják a 3D-nyomtatást, pedig valójában nem nagyobb luxus, mint egy tablet vagy egy okostelefon. Üzleti vonalon a makettnyomtatással igen költséges javítások előzhetők meg, és a lakossági felhasználás szempontjából is bőven van mit tenni a 3D-nyomtatás népszerűsítéséért.”
A teljes elterjedést gátolhatja ezenkívül a kinyomtatható tárgyak nagysága. Jelenleg a Magyarországon elérhető legprofesszionálisabb gépek sem tudnak 49×39×20 centiméteres tárgyaknál nagyobbat előállítani. Így a méretesebb makettek például darabokban készülnek el, amiket aztán összeragasztanak. Külföldön már létezik olyan 3D-nyomtató, amelynek munkatere 4×2×1 méter, ebben már egy kisebb autó első makettjét is el lehet készíteni. Viszont árát, az 1,6 millió eurót (plusz áfa) itthon a cégek nem finanszírozzák meg.
Egyetemi projektek
BME Gépészmérnöki Kar Polimertechnika Tanszék
Dr. Kovács József Gábor tanszékvezető-helyettes kérdésünkre elmondta, hogy jó néhány doktori szakdolgozat foglalkozott a prototípusgyártással, és több alapanyag-fejlesztési, illetve orvostechnikai munka is született már a 3D-nyomtatás lehetőségeit felhasználva. Az ipari felhasználáshoz köthető projektek közül a tanszékvezető-helyettes kiemelte a műanyagalakító szerszámok fejlesztését.
„Ezek az eszközök maguk is műanyagból készülnek, ami első hallásra furcsa lehet, azonban a vázolt technológia nagymértékben felgyorsíthatja a termékek fejlesztési idejét.” A Polimertechnika Tanszék rendelkezik egyébként az országban az oktatási intézmények között a legtöbb (négy) különböző elvű 3D-nyomtatóval egy helyen. A 3D Systems Z310-es Z Corp. nyomtató por alapanyagokból kötőanyag segítségével építi a modelleket. A Stratasys Alaris 30 a Polyjet technológia, a Fromlabs Form1 a sztereolitográfia, a Velleman K8200 pedig az FDM technológia elvén működik.
BME Építészmérnöki Kar
A Rajzi és Formaismereti Tanszéken tavasszal üzemeltek be egy Stratasys Objet30 típusú 3D-nyomtatót. Ezt az UV-sugárzásra szilárduló fotopolimer műanyag technológiával és 27 mikrométer rétegvastagsággal dolgozó nyomtatót oktatási és kutatási célra kívánják használni. Mivel a technológia viszonylag drága, különleges, kézi vagy egyéb szerszámgépgyártással elő nem állítható formákat és modelleket szeretnének vele létrehozni. „A kezdetén vagyunk egy változásnak: a digitális technológiák építészeti tervezésben történő elterjedésének. A komputerizáció erőteljes kihatással van az építészképzésre, és nyomot hagy a születő terveken is” – magyarázta Pálóczi Tibor tanársegéd. A tanszék már jelenleg is tart 3D-nyomtatással és a CNC gyártással foglalkozó kurzust, de a jövőben szeretné a digitális tervezési módszerek és gyártástechnológiák vonalát erősíteni a képzésben.
Debreceni Egyetem Biomechanikai Laboratórium
A Debreceni Egyetem a 3D-nyomtatás orvosi felhasználásában jár élen. A Biomechanikai Laboratóriumban egy 2005-ben üzembe helyezett, porral és ragasztóval dolgozó Zprinter 310 és egy tavaly beszerzett, műgyanta alapanyagot használó, Objet Connex 260 típusú nyomtató üzemel. „Elsősorban egyedi csontpótlások előállítására, műtéti tervezéshez és oktatáshoz alkalmazzuk a 3D-nyomtatást” – mondta el Manó Sándor, a labor minőségirányítási vezetője. „Jelenleg az egyik legfontosabb kutatási projektünk egy speciális ültető-fektető elektromos betegágy kifejlesztése, amelynek különböző fejlesztési fázisaiban különböző módon tudtuk hasznosítani a 3D-nyomtatót a modellek elkészítésétől egészen a prototípus egyes alkatrészeinek legyártásáig.” 2015-ben egy különleges pályázati projekt indul majd, amelynek keretén belül a koponyahiányok egyedi implantátummal történő pótlását fejlesztik tovább.
