Nem túl rég felröppent a hír, hogy létrehozták a világ első 3D nyomtatott kerékpár vázát. Ami össztelós, és ráadásul – az igazi bringbuzik nyálelválasztását fokozandó – titán ötvözetből készült. A hír futótűzként terjedt a neten, minden valamirevaló kerékpáros portál beszámolt róla. Egyes cikkírók már temették a hagyományos technológiával gyártott kerékpárokat, és lefestették a lehetséges jövőt, az otthoni, 3D nyomtatott kerékpárgyártást. Mivel a technológiával állítólag könnyebb, és olcsóbb lesz a végtermék. Biztos?
3D nyomtatni, mostanában menő. De tényleg. És mondom ezt minden cinizmus nélkül. Egyszerűen jó kimondani, és főleg megtervezni, és elkészíteni egy SAJÁT gyártású, és tervezésű alkatrészt. Már megtervezni is jó érzés egy saját ötletekből kreált alkatrészt, ha pedig le is tudod gyártani magadnak, az tényleg a giga-császárság. Ez utóbbira alkalmas a 3D nyomtató. Kis, – na jó, inkább nagy – túlzással olyan az érzés, mint amikor egy nőnek megszületik az első gyereke, melyet ő hordott ki. Ilyen, amikor egy férfi „várandós”.
A nagy kérdés viszont, hogy a végeredmény vajon tényleg jó lesz-e? Sőt nem csak hogy jó lesz-e, hanem hogy jobb lesz-e mint a hagyományos technológiával készült végtermék? Jelen esetben a kerékpár váz. Ebben az esetben szerintem nem.
Az ok, hogy ez a technológia egyszerűen nem igazán erre való. A 3D nyomtatás előnye, hogy nem kell hozzá szinte semmi egyéb szerszám, csak a 3D nyomtató, és az alapanyag, többnyire por formában. Nem kell nagy műhely, így maró, esztergáló, és CNC gépekbe sem kell tízmilliókat beruházni. Nem keletkezik töménytelen mennyiségű fém hulladék a megmunkálás során, alig kopnak a megmunkáló szerszámok. További előnye a technológiának, hogy meg lehet vele alkotni olyan alakzatokat és formákat, melyeket hagyományos megmunkálással egyszerűen lehetetlenség létrehozni. Leginkább azért, mert pl. olyan apró a tárgy, vagy olyan összetett a szerkezete, hogy nem lehet hozzáférni a megmunkáló szerszámokkal. Ezek az előnyei a 3D nyomtatásnak, de ezek igazából eléggé speciális előnyök. Például a világűrben, egy űrállomáson nagyon hasznos dolog, ha nem kell magukkal cipelniük műanyag fröcsöntő, esztergáló, maró, hegesztő, vagy kovácsoló gépet, hogy reprodukálni tudjanak egy meghibásodott alkatrészt. Nagyságrendekkel egyszerűbb vinni 1 db 3D nyomtatót, valamint alapanyag porokat és kinyomtatni azt. Akár többféle anyagot egymásra rétegezve. De az előnyök oldal itt nagyjából ki is fújt.
Jöjjenek a negatívumok: Szinte tök mindegy hogy milyen alkatrészről beszélünk. Az, hogy valamit milyen technológiával célszerű gyártani, azt leginkább a tárgy mérete, és a szükséges darabszám határozza meg, míg az hogy milyen anyagból legyen, az pedig a felhasználási terület, és az alkatrésszel szemben támasztott igények határozzák meg.
A méret: 3D nyomtatni egyenlőre nem lehet túl nagy dolgokat. Éppen ezért az ily módon készült termékek nem nagyon mennek 30 cm fölé, csak nagy, ipari gépek esetében. Tehát egy komplett, egy darabból készült váz felejtős.
Darabszám, és gyártási gyorsaság: Ebből a szempontból még nagyon gyerekcipőben jár a technológia. Egy távolkeleti tömegváz mindössze 20 perc alatt készül el, és ebben minden gyártási folyamat benne van. A 3D nyomatásnál 1 század milliméter!!! vastag rétegekből épül fel a termék, és sorról sorra halad a nyomtató. Óóóóóóóóóóóórákon át, vagy bonyolultabb, és több anyagot tartalmazó dolgoknál nem ritkán napokon át!!! eltart a folyamat, és a kész cucc, még persze nem az azonnal használatba vehető végtermék.
Persze ahogy terjed a technológia, egyre gyorsabb lesz a folyamat, nőni fog a gyártható méret, és csökkenni fog az ár, de most még, nagyon-nagyon az elején járunk…
Alapanyagok: A lézer olvasztja, tehát olyan anyag kell, ami olvasztható, de a hőhatástól nem gyengül el, nem megy tönkre. Jellemzően fémek, vagy műanyagok. Nem véletlen, hogy az Empire Cycles a titánhoz nyúlt. A titán legnagyobb gondja, hogy hagyományos szerszámokkal baromi nehéz megmunkálni. Így igazán könnyű cuccot csak sok-sok farigcsálás révén, és baromi drágán lehet belőle létrehozni. Éppen kapóra jött a 3D nyomtatás ezen gond megoldásra. Ráadásul az alapanyag elég erős, így az alapanyagot zömítő mechanikai hatások nélkül is létre lehet belőle hozni vállalható erősségű vázat. Én elhiszem nekik, hogy viszonylag erős is. Azt viszont már nagyon kétlem, hogy kellően merev is lenne. Főleg titánból, - ami a rugalmasság, és a komfort etalonja - és ráadásul össztelós felépítésben. Nem véletlen, hogy még nem lehet vásárolni belőle.
A 3D nyomtatás legnagyobb hátránya, az, ami egyben az előnye is, hogy lézer sugarak olvasszák az alapanyagot, és rétegről rétegre építik fel az adott pozícióban meg olvasztott molekulákból a készterméket. A végeredmény, hogy – nagyon leegyszerűsítve – egy öntvény-szerű anyag jön létre. Az most tulajdonképpen mindegy, hogy a késztermék belül térhálós, tömör, üreges, vagy lemezes szerkezetű, mert ahol van anyag, ott az kvázi öntvény. A megolvadt anyag hozzáolvad a korábbi réteghez. A késztermék erősségét leginkább az alapanyaga határozza meg, és a megmunkálási technológia ehhez a többé-kevésbé fix értékhez nem nagyon tesz hozzá.
Ezzel szemben a hagyományos fém megmunkálási eljárások legtöbbjénél nem pusztán olvadt, majd megszilárdult anyagból áll a késztermék. Kivétel ez alól az öntöttvas alkatrész. De ebből szerencsére nem igazán készül kerékpáralkatrész. A hagyományos módszerekkel megmunkált fémek szinte mindig átesnek valami felületzömítő eljáráson. Ilyen például a kovácsolás, a húzás, vagy a hengerelés. Ezek közös jellemzője, hogy zömítik az anyagot, ami ezáltal jelentősen erősebb lesz (akár 100%-al is!), mint a sima öntött anyag. Ezen eljárások hatására eltűnnek az anyagból az öntés során keletkező zárványok, keményebb felületű, ellenállóbb, és erősebb lesz a termék, mint a kiindulási alapanyag. Mivel nő az erősség, ezért kevesebb anyagra van szükség ugyanakkora terhelést elviselő alkatrész létrehozásához. Könnyebb lesz az adott alkatrész. Na ezt nem tudja a 3D nyomtatás.
Ha már van nyomtatónk, és van hozzá „titán porunk”, akkor használjuk:
Pont, mint ahogy a normál nyomtatóknál: ha hülyeséget gépelsz be, és kinyomtatod, attól a nyomtató, még kinyomtatja… Tehát nem árt érteni hozzá. Egy jó 3D tervező program átlagban 3 és 6 millió Ft közötti összegbe kerül. Azért ennyibe, mert annyira iszonyatosan sokat tud, és annyira durván bonyolult. Önmagában a program kezelésének elsajátítása sem kispálya, és akkor még mindig nem vagy mérnök, azaz hogy ha még a program kezelését meg is tanulod, előtte nem árt utána olvasni az alkatrésztervezésnek, és egyéb mérnöki tanulmányoknak. Néhány év az egyetemen. Egyszer majd bizonyára lesz annyira okos a mesterséges inteligencia, hogy elég lesz majd bemondani, hogy mit szeretnénk, mik az igények, és a kívánalmak, és kb. hogy nézzen ki, a program pedig kiszámol, még megtervez mindent és legyártja a prototípust. Manapság ettől még fényévekre járunk.
Mindezek ellenére én szurkolok a technológiának. Kis darabszámú prototípus gyártásra hibátlan a 3D nyomtató, és ha össze van kötve egy 3D scannerrel, akkor a már meglévő, ám de meghibásodott alkatrészek gyors pótlása is nagy mértékben egyszerűsödik. De amíg el nem jön Kánaán, addig is kerékpáralkatrészek terén szerintem maradjunk a bevált, és már bizonyított technológiák mellett.
Ha tetszett a cikk, kérlek lájkold, vagy oszd meg! Köszi!
