Ünnepélyes keretek között adták át március 21-én a Pécsi Tudományegyetemen a legújabb 3D nyomtatókkal, valamint speciális kutató-és mérőberendezésekkel rendelkező 3D Központot, ami kiemelt szerepet játszik majd az oktatásban és a kutatásban is. Szervezett formában, látogatóközpontként is megtekinthető lesz majd, így bárki, aki a tudomány és a modern technika ötvözete iránt érdeklődik, az előzetesen meghirdetett időpontokban betekintést nyerhet a 3D technológia kulisszatitkaiba. Tervezik a középiskolák meghívását is, hogy körükben is időben elkezdjék a tájékoztatást a 3D nyomtatásról.
 

A Pécsi Tudományegyetem célja, hogy a 3D projekten keresztül több területen, így az orvosi ellátásban, a csúcstechnológiák széleskörű alkalmazásában, valamint a kutatás-fejlesztés-innováció területén is forradalmasítsa a régió fejlődését. A centrum a Műszaki és Informatikai Kar épületkomplexumában, a korábban kari könyvtárnak otthont adó részben kapott helyet. A két szintből és több egységből álló kutatótérben dr. Nyitrai Miklós professzor, a 3D Központ vezetője volt a kalauzom.

Schweier Rita írása

Jó ide bejönni, gondosan ügyeltek arra, hogy a látogató ne egy rideg, ipari környezetbe érkezzen.

Valóban figyeltünk arra, hogy látványában is kellemes hatást keltsen a fogadótér, aki hozzánk érkezik, helyet tudjon foglalni, és könnyen kapcsolatba léphessen azokkal az emberekkel, akik majd fogadják. Színes arculati elemeink láthatóak a fal egyik oldalán, a másik oldalra pedig - szimbolizálva a tevékenységünket - elhelyeztünk néhány nyomtatott alakot, formát. A későbbiekben tovább szépítjük a felületeket, felmerült egy ivókút vagy egy italautomata terve is, ez majd még alakul. A terek elhatárolása és a jobb áttekinthetőség érdekében az építkezés második fázisában a recepció után emelünk majd egy üvegfalat, ami elválasztja a tereket, de átengedi a fényt. Fontos szempont volt a tervezés során is, hogy elegendő fényhez jusson az épület, ezért körben is hatalmas ablakaink vannak. Az üvegfalon túl egy tárgyalóteret alakítottunk ki, ide ülhetnek le a hozzánk érkező ipari tárgyalópartnerek vagy a kutatók, illetve havonta egyszer mi is átbeszéljük, hol állunk. A projektben öt kar vesz részt, és minden kar delegált egy-egy koordinátort. A megbeszéléseinken a projekt-és a pénzügyi menedzsereink, valamint a marketingvezetőnk mellett ők is jelen vannak. 

Jut-e valamely kar hangsúlyosabb szerephez a projektben?

Nehéz ezt megítélni, hisz az alma nem összehasonlítható a körtével. A Közgazdaságtudományi Kar nélkül nehéz lenne dolgozni, hisz ők adják a marketinget, és meghatározó szerepük van az üzleti modellünk kialakításában is. A művészeink egészen más aspektusból szeretik ezt a technológiát, számukra ez egy olyan eszköz, amely által megvalósíthatják új elképzeléseiket. A Műszaki Kart abban a tekintetben is kiemelném, hogy a helyért nekik tartozunk köszönettel. Számukra például az épületmakettezés az érdekes a technológiában, illetve a gépészeknek a prototípus tervezés. Az orvosi-egészségtudományi területen is óriási lehetőség ez a technika, az első lépcsős, szemléltető eszközök nyomtatásától indulóan egészen az implantátumokig. Egy CT vagy egy MRI felvétel alapján jelenleg ki tudunk nyomtatni olyan csontokat, amelyek segítenek az orvosnak megtervezni a műtétet, vagy olyan vágó-szúró sablonokat, amelyeket felhasználhat a műtét során, de az általunk nyomtatott eszközök beépítésre, tehát a testbe még nem kerülnek be. 

Mindezt abból a négy évre szóló, közel kétmilliárdos költségvetésből valósítják meg, amit támogatásként kaptak a projekthez?

Igen, most még ebből gazdálkodunk. Ez pontosan 1,85 milliárd, amiből 200 millió forint a debreceni egyetemé. Ebből az összegből finanszírozzuk a kollégáink bérét is. A tervünk az, hogy a szolgáltatások bevételéből a központ nullszaldós lesz a következő két évben, azaz a saját lábára áll. 

Milyen szempontok szerint döntenek arról, hogy mit nyomtassanak?

Az egyeztetések után egyelőre én vagyok az, aki erről dönt, és a felelősséget vállalja. A későbbiekben meglátjuk, létre kell-e hozni erre egy külön panelt.

Azt ugye, kijelenthetjük, hogy országosan is egyedülálló ez a központ.

Ilyen összetettségben, ekkora mennyiségű eszközparkkal az országban valóban csak ez a központ létezik – bár az eszközöknek jelenleg csak a kétharmada van itt -, ám nyomtatókat másutt is lehet találni. Ami emellett még egyedülálló jelenség, az az öt kar összefogása.A visszajelzésekből tudjuk, hogy ez hazai és nemzetközi viszonylatban is példaértékű.

A tárgyalóteret elhagyva több kisebb formátumú nyomtatót látok egymás mellett.

Ezek magyar fejlesztésű gépek, tíz van belőlük, körülbelül háromszázezer forintba kerülnek darabonként. Az oktatást ezeken remekül el lehet végezni, hiszen nagyon hasonló alapelven működnek, mint a 90 milliós berendezésünk. De nemcsak az oktatásra kiválóak, hanem bizonyos szolgáltatások költséghatékony elvégzésére is. 

Közben Mendler János gépészmérnök az egyik nyomtatónál elmagyarázza, miként készülnek a csontok oktatási célokra. 

Az öntött csontokhoz formát kell készíteni, a formához pedig mintadarabot, ez alakul most. Ez egy nagyobb formátumú csont lesz, amit több kisebb részből rakunk össze, ezért is megfelelőek erre a célra ezek a nyomtatók. A tálca – a rétegek formálásával – egyre lejjebb kerül, végül egy körülbelül 20 centiméter magas terméket tudunk kinyomtatni. 

A nyomtatófejnek és az asztalnak is el kell érnie egy megfelelő hőfokot, az asztalnak 60 fok körülit, a nyomtatófejnek pedig 215 fok körülit. Ez azt jelenti, hogy a filament, vagyis a nyomtatáshoz használt anyag, amit a fejbe behúz ez a tolószerkezet, egy kis kamrában megolvad, és ahogyan tolja be a következő filament darabkát a hajtómű, úgy nyomja ki alul a már megolvadt formát. Azt, ami a meleg fejből megolvadva kikerül, két ventilátor azonnal hűti, és megszilárdul. Egy másik nyomtatón ezt meg is tudjuk nézni, az asztalon egy félbe vágott csontnak a vágási felületét látjuk, a végén alakul a csontfej, ami kitágul, és olyan lesz, akár egy víztorony. A nyomtatóhoz egy parányi pendrive-ot csatlakoztattam, azon van minden adat, és ezek alapján zajlik a művelet. A kinyomtatandó csontot három dimenzióban modelleztem, majd a modellt egy speciális programmal rétegekre vágva kaptam meg azt a fájlt, amit ez a gép már tud értelmezni. Ebből egyébként egy combcsont készül, 17 centiméter magas lesz a felső és az alsó része, a közbülső pedig 10 centiméter körüli.

Mennyi idő alatt készül el egy rész?

Két és fél, három óra alatt, de párhuzamosan zajlik a munka több gépen. A végén ráöntöm a szilikont, majd a mesterdarabot kiveszem a szilikonformából, és annak a helyére öntöm a poliuretán öntőgyantát.

Minőségében mennyire közelíti meg az eredetit?

Nem teljességgel olyan, de az a célunk, hogy fejlesztéseinknek köszönhetően megközelítsük annak tulajdonságait, minőségét. Lényeges eleme a folyamatnak az öntés anyaga és módja. Ha poliuretán habot öntünk, akkor egy álló helyzetben lévő formába habosítunk, és a kivételkor tömött anyagot kapunk. Lehetséges forgatni is a formát – ez a rotációs öntés -, ekkor kevesebb anyagot töltünk bele, így üreges terméket kapunk, olyat, akár a csokitojás, csak a felületére rakódik az anyag. Aztán ezt az üreget ugyancsak kitölthetjük habbal, és akkor létrejön egy velőscsont formátum, azaz kívül kemény, belül puhább. Ez nagyon hasznos a hallgatói gyakorlatoknál, mert a diákok érzik, amikor megfúrják, hogy mikor haladnak át a csont külső, kemény felületén, és hol kezdődik a lágyabb rész. 

A tervezés fázisa gondolom, jóval hosszabb időt vesz igénybe, mint az elkészítés.

Ez így van, bár ez attól is függ, milyen alapadatokból dolgozunk. Ezek az adatok lehetnek CT-felvételek, ha egy konkrét esetfeldolgozásról van szó. A CT-ről szegmentálással el lehet választani a kemény állagú anyagot a lágy részektől, ezt háromdimenziós modellként megjeleníthetjük a számítógépen, és azután kinyomtatható. Beszkennelve, pontfelhőként, szintén lehet háromdimenziós modellt készíteni belőle. Ha nem egy konkrét csontról van szó, akkor az internetről le lehet tölteni mintapéldányokat, amik segítenek az elkészítésben. A csatlakozó felületeket kell pontosan kidolgozni, hogy jól illeszkedjenek egymáshoz, és ne forogjanak el. Ha a csontmodell kompletten megvan, és nem kell rajta sokat alakítani, akkor mindez körülbelül csak másfél órát jelent. Az itt látható csont megformálásánál a munkafolyamat hosszabb időt vett igénybe, mert egy új szoftverrel dolgoztam, illetve csalnom is kellett egy keveset, mivel a forgatószerkezetbe nem fért bele  a hosszú csontrész. A traumatológusokkal történt egyeztetés után muszáj volt a száránál megrövidítenem, ami szobrászkodást, többletidőt igényelt.  

Önnek mi a végzettsége?

1982-ben végeztem gépészmérnökként, a háromdimenziós rendszerekbe önszorgalomból tanultam bele, és 1995-től foglalkozom háromdimenziós tervezéssel. Annyiban nekem ez újdonság, hogy eddig a gépészetben szabályos formákkal dolgoztunk, bár a design már hozott változatosságot. Ezek az organikus formák egészen más feldolgozást igényelnek, sok szoftvert kell ennek kapcsán tanulmányozni, tesztelni, hogy kiderüljön, melyek a legalkalmasabbak. Anyagilag is mérlegelendő, mely szoftvereket válasszuk, hisz vannak ingyenesek, vannak olcsóbbak és nagyon drágák is, és ezek között is nagy a merítés. 

Közben dr. Nyitrai Miklós a központ „lelkében”, a mérnökök, kutatók szobájában beszélget a kollégáival, akik a monitorok előtt terveznek. Az irodájuk mellett található területre mutatva elmondja, hogy annak a funkcióját még nem találták ki, egyelőre megmunkáló állomásként használják, itt végzik az elektronikai összeszereléseket. 

Ha a lépcsőn lemegyünk, ott találjuk a nagyobb nyomtatókat?

Igen, az alsó szinten, több helyiségben. Az előkészítőnek nevezett szobában, ebben a másfél tonnányi gépben a nyomtatóból kijött terméket – ami olvasztott, vékony rétegekből áll össze - tovább lehet szépíteni, lefújatni a port róla, ez tehát az utómunkák elvégzésére kiválóan alkalmas. Ebből a helyiségből nyílik a raktár, itt tároljuk a festékeket, a filamentumokat, és egyéb eszközeinket. Átlépve a másik helyiségbe, látunk egy FDM-nyomtatót, ami már sokkal nagyobb, mint a fentiek, ez került 90 millió forintba. Működését egy görög mérnök tanította be, aki négy napig beszélt a használatáról a kollégáknak. 

Nekünk vannak jó mérnökeink?

Szerencsére vannak nagyon jó szakembereink, itt inkább a munkaszervezést kell jól átgondolni, és azt eldönteni, hogy melyik projektre fektessünk hangsúlyt, és melyik várhat. Rengeteg jó ötlet kering Pécsett és Baranyában is, a kritikus pontot az jelenti, hogyan tudjuk ezeket ide becsatornázni. Ki kell tehát építeni a kapcsolatot az innovátorokkal. Ha már beérkeztek a számunkra is hasznosítható elképzelések, akkor a szaktudást igénylő munka elvégzése már nem kérdéses. 

Továbbsétálva látható itt egy fabrikáló laboratórium, ahol nem a 3D eszközök kapnak helyet, hanem a hagyományosak, ilyen a ráspoly vagy a marógép. Itt pedig egy olyan gép található, aminek külön szobát kellett építeni, ugyanis a leírásában benne foglaltatik, hogy mekkora térben, milyen klimatizációs viszonyok mellett használható. Már a beépítése is komoly műszaki feladatot jelentett. Öten-hatan már tudják használni.

A központ működéséhez összeállt a teljes csapat?

Még több mérnököt szeretnék itt látni, 5-10 fővel gondolom a bővítést. A gépek és a feladatok számának a növekedéséhez kell igazítani a munkatársi létszámot is. Azt sem szeretném, ha unatkoznának, de azt sem, ha rájuk dőlne a munka. 

Aztán itt jön a kedvenc gépem, ami hat anyagot és hét színt képes egyszerre kinyomtatni. Ez egy valódi csoda. Más technológiával működik, mint a többi, nem porosan nyomtat. Nagy tudású eszköz, ez is egy 80-90 milliós berendezés. 

Van egy munkaállomás is, ahol a gépeket lehet elindítani, vezérelni, és itt láthatunk egy további gépet, ami az előzőhöz hasonlóan, „jet” alapon működik. Fizikálisan kisebb a másiknál, és a fogorvosi alkalmazásokhoz jelent hatalmas lehetőséget. Dr. Marada Gyula és a fogorvosok már el is kezdték használni. Marada Gyula egyébként tanítja is ezt, benne van a debreceniek általi fejlesztésben is. A szájsebészeti-fogászati beavatkozásokhoz szükséges segédeszközöknek, műtéti eszközöknek a gyártása a hagyományos módon ma is zajlik, de sok esetben ez sokkal jobban kivitelezhető egy ilyen nyomtató segítségével. Egy páciensre szabott fogszabályozóból – ami egyedi, tehát nem kell belőle több ezer - a nyomtatás útján költséghatékonyabban, gyorsabban lehet elkészíteni egy darabot, mint a hagyományos módszerekkel. Egyszerűen szólva: az nyomtasson 3D-ben, akinek csak néhány darabra van szüksége, és nem baj, ha azok újak, és nincs róluk minta. 

Ebben a térben a jövőben várhatóan lesz még egy szilikon vagy Kevlar nyomtatónk. 

A hátsó része az alsó szintnek már a Corvus Med birodalma. Ez a cég több mint húsz éve protézisek gyártásával foglalkozik, jól ismertek a piacon is, de még nem használták a 3D technikát. A beköltözésért bérleti díjat fizetnek majd az egyetemnek, és várhatóan novemberben érkeznek ide. Az átalakítás második fázisában lesz teljességgel kész az ő területük, de egyes részeik már most is láthatóak, például ez a mosó, vasráccsal, rozsdamentes berendezésekkel. 

Az sem mindennapi történés, hogy egy egyetemi projekthez egy tőkével rendelkező pécsi cég bejelentkezik, és úgy dönt, velünk együtt dolgozik. Ennek mindössze annyi volt a nyitja, hogy jól szót értettünk egymással. Megkockáztatom, hogy ha az egész projektet bezárják, és csak ez a kapcsolat marad meg, már megérte. Évente tartunk összetartásokat a csapatnak, ennek része a március végi disznóvágás is, ahova a cég vezetője, Csóka Csaba hozta a malacot. De mi is igyekszünk gesztusokat tenni feléjük, így jól kijövünk egymással. 

Lehet azt látni, hogy még hány nyomtató szükségeltetik a központ „ideális” működtetéséhez?

Ez a központ kész sosem lesz, hisz maga a szakterület is gyorsan fejlődik, és mindig lesz olyan alkalmazás, ami miatt új gépeket, vagy másféléket, vagy ugyanabból többet kell vásárolni. Az eszközbeszerzésre kapott pénznek jelenleg több mint a felét költöttük el. A nyomtatók mellett a szkennerek is nagyon fontosak, azok még majd érkeznek. Terveztük egy nagy fémnyomtató megvételét is, de azt szándékosan a második évre toltuk, mivel azon még törjük a fejünket. Eredetileg egy 250 milliósat írtunk be, az a legkorszerűbb, ami elérhető, ám most azon gondolkozunk, hogy egy kisebb munkatérbe jóval olcsóbban is meg tudnánk venni, és a maradék pénzt olyan nyomtatókra tudnánk költeni, amik időközben jelentek meg a piacon. Ilyen a Kevlar, vagy a szilikon nyomtató. Az alapgondolatunk az, hogy viselkedjünk úgy, mintha nem kaptunk volna pályázati pénzt, és zsebből fizetnénk. Ilyen módon minden egyes esetben el kell töprengenünk azon, hogy ötéves távlatban a beszerzésünk rentábilis lehet-e, azaz ki tudja-e termelni azt, amit ráköltöttünk. A jelenleg meglévő gépeknél a válaszok igenek voltak, azonban a 250 milliós fémnyomtató esetében ebben már nem vagyok biztos. Amikor egyébként mi ezt a fémnyomtatót beírtuk a pályázatba, Magyarországon még egyetlenegy sem létezett, ám azóta egy kisebb berendezés már van Debrecenben, az ottani Ortopédiai Klinikán, és tudomásom szerint a budapesti Műszaki Egyetem is vásárol egy nagyot. Kérdés tehát, kell-e egy ekkora országba több ilyen. Természetesen, ha bejönne ide egy cég azzal, hogy három millió fémalkatrészt kellene gyártanunk évente, amihez elengedhetetlen egy fémnyomtató, akkor megvennénk. 

A központ tervezésekor volt-e Önök előtt minta?

A logikája minden ilyen központnak azonos. Szikáran fogalmazva: vegyél gépeket, tedd be őket egy megfelelő térbe, és vegyél embereket. Az már különbség, hogy az adott szabályozási környezetbe ez a tevékenység miként illeszthető be, azaz hogyan lehet ezt működtetni egy egyetemen, illetve az is, hogy milyen működési modell alapján fogunk munkába. Az kezdetben felróható a hibánknak, hogy sokat markolunk és keveset fogunk, ám a rendszeres monitorozással lehetőségünk van a módosításokra: leépíthetünk majd lábakat, vagy épp felvehetünk még tíz embert. Az olasz modell például olyan, ami gyakorlatilag ember nélkül működik, kis gépekkel. Mindenki feltölti a kvótáját, interneten rendel magának nyomtatást, majd odamegy és elviszi. Ez számomra inkább egy érdekes játék, semmint egy hasznos tudományos portfólió. 

Mindarra, ami jelenleg ebben a központban eszközként, gépészetileg megtalálható, nagy szükségünk van, ám ez csak az alap. A kincs, az érték az ember. A sikerünk két év múlva azon múlik, hogy az itt dolgozók össze tudnak-e állni tisztességes csapattá, lesz-e egy jó irányítási rendszerünk, ami biztosítja, hogy minden feladatot el tudunk látni, valamint azon is, hogy a gépeket megfelelő módon tudjuk-e használni. 

( A cikket hamarosan folytatjuk. )