Két évtizede vezeti be a hallgatókat a 3D nyomtatás rejtelmeibe a GPK Polimertechnika Tanszékének szakembere, aki idén lett intézményünk ipari professzora.

„A BME-n mindig megkaptam azt a szakmai támogatást, hogy a megfelelő módon és körülmények között dolgozhassak kollégáimmal. A munkát folytatjuk, még számos izgalmas feladat vár ránk – válaszolta a bme.hu kérdésére Falk György okleveles gépészmérnök, a Varinex Zrt. igazgatóságának elnöke, megköszönve, hogy a Gépészmérnöki Kar dékánjának előterjesztésére az „Ipari Professzor” címet vehette át, így szeptemberben huszadik oktatói évét kezdte meg a Műegyetemen.

Falk György pályaválasztását családi háttere határozta meg: édesapja, a Műegyetemen végzett Falk Alfréd pályafutását mérnökként kezdte, majd főmérnökként fejezte be a Ganz-MÁVAG-ban a gőzmozdonyok gépészeti tervezésének felelőseként. Édesanyja gáztervezési szakember volt.

Az ipari professzor technikumot végzett, nem akart gimnáziumba kerülni. A legkiválóbb budapesti szakintézményekben szerezte első tapasztalatait: a Bánki Donát, aztán a József Attila Gépipari Technikumban folytatta tanulmányait. „Nagyon élveztem ezt az időszakot a rengeteg gyakorlati foglalkozás miatt. Érettségi után jelentkeztem a Műegyetemre, a pontszámom ugyan megvolt, de helyhiány miatt nem vettek fel. Ennek akkoriban örültem, mert elmehettem technikusként dolgozni az AFIT 4-es autójavítóhoz, ahol a Trabant kipufogódob sajtolószerszámainak elkészítése és hasonló feladatok vártak rám. Azonban két hónap múlva rájöttem, nagy hibát követtem el: tanulni jobb” – emlékezett derűsen a kezdetekre.

Falk György egy évvel később már bekerült a Műegyetemre. A kezdeti nehézségeket számára a matematika jelentette, mert a technikumban az integrálás és a deriválás alapjait nem oktatták. Végül kemény munkával behozta a lemaradását. Kiváló tanárai közül különösen jó szívvel emlékezik a Gépgyártástechnológia Tanszék későbbi vezetőjére, Horváth Mátyás professzorra, diplomamunkáját is nála írta – egy hallgatótársával közösen –, tanszéki feladatot választott. A tanszéki diploma rangot jelentett, gyakran a későbbi tudományos pályafutást készítette elő. „Számomra mindig nagyon lényeges volt az elmélet és a gyakorlat egysége: utóbbi nélkül nincs mérnöki munka, amit nem lehet az előbbi nélkül hatékonyan művelni. Szakdolgozatunkban a kemény fémek elektroeróziós köszörülésével foglalkoztunk, amihez a szerszámokat magunk készítettük: ennek kivitelezése és az elméleti háttér kidolgozása nagyon sok tanulsággal szolgált. A bírálatba beírták, hogy a munkánk megüti egy doktori színvonalát, ezért ezt úgy értelmeztük – mai szemmel persze kissé naivan és túlzott önbizalommal –, hogy már nincs is szükségünk a fokozat megszerzésére. Később, a vállalatunk megalapítása, majd menedzselése sok időt elvett a disszertációhoz kapcsolódó tevékenységtől. A remek tudományos témákból ugyan nincs hiány, de túl sok területen kellett volna egyszerre helyt állnom, így végül nem kezdtem el a PhD képzést. Azonban némi elégtételt és büszkeséget érzek amiatt, hogy kiváló, fiatal tehetségek doktori kutatásainak konzulense vagyok” – hangsúlyozta az ipari professzor.

A szakembernek az egyetem befejezése után a tanszéken kínáltak pozíciót, de ő más lehetőségeket keresett. Horváth Mátyás professzor éppen akkoriban került át a Gépipari Technológiai Intézetbe (GTI), ahol létrehoztak egy Automatizált Mérnöki Tevékenységek Főosztályt. Az ott zajló alkalmazásorientált kutatások kecsegtetőek voltak. 1975-től új területek felé nyitott az intézmény, olyan CNC programokkal kezdtek foglalkozni, amelyekkel automatikusan generáltak fájlokat, miközben automatizálták a forgácsolást. A számítástechnika hőskorában még nem álltak rendelkezésre a piacon sem szoftverek, sem grafikus képernyők: még alfanumerikus karakterekkel programoztak. A kutatók a programtervezésen és a kódoláson keresztül a tesztelésig minden fázist önállóan végeztek. „Ez az időszak mély nyomokat hagyott bennem. Körülbelül 450 ember dolgozott itt, akik a képlékeny alakítástól a hegesztésig, a hőkezeléstől a fröccsöntésig rendkívül széles körű tudással bírtak, mi az automatizálással foglalkoztunk. A 3D technológiához kapcsolódó látásmódunk itt alakult ki” – emlékezett a kutató.

A rendszerváltás után az intézet bezárt, sok kutató pedig útkeresése során az akkor újdonságnak számító magánvállalkozások alapításába kényszerült. 1989 februárjában jött létre a Varinex Zrt. elődje, amelynek rövidesen két tulajdonosa maradt, Falk György – aki később a Műegyetemen egy gazdasági szakmérnöki képzést is elvégzett, segítve a cég menedzselését –, valamint matematikus-gépészmérnök kollégája, Voloncs György. A vállalkozás a GTI-ben művelt terület eredményeit vitte tovább: szoftvereket fejlesztettek és forgalmaztak ipari cégek számára. „Idővel a világ annyira kinyílt, hogy azt vettük észre, mindenki a saját informatikai programjait használja. Irányt váltottunk, és Autodesk szoftverek forgalmazásába kezdtünk az amerikai cég hazai partnereként” – fogalmazott az ipari professzor, hozzátéve, nemcsak árulták a szóban forgó termékeket, hanem azokat a vállalatok igényeihez igazították és használatukra betanították az ügyfeleket, így komplett megoldásokat kínáltak.

Az 1995-ben Hannoverben rendezett CEBIT – a számítástechnikai cégek legnagyobb nemzetközi vására – fordulópontnak bizonyult a vállalkozás számára. Ott láttak egy nagyon sajátos működésű lézerberendezést, amely automatikusan papírformákat vágott ki, azokat egymásra ragasztotta, így térbeli modellek születtek. Utánajárásuk eredményeképpen derült ki, hogy ebből az ún. gyors prototípus-előállító gépből (LOM - Laminated Object Manufacturing) a gyártó amerikai cég egy használt, de felújított példányt csaknem 30 millió forintért megvételre kínált. Végül az ár egy részére támogatást nyertek az Országos Műszaki Fejlesztési Bizottság (OMFB) pályázatán. „A dokumentációban a „rapid prototyping” azaz gyors prototípusgyártás szerepelt, mert akkoriban a 3D kifejezést még nem használták” – emelte ki Falk György, hozzátéve, az 1997-ben a Gépgyártástechnológia Tanszékkel együtt elnyert pályázat komoly szakmai háttért jelentett a projekt számára. A 3D nyomtatási technológiák fejlesztése, valamint a berendezések forgalmazása azóta is a Varinex Zrt.. legfontosabb szakterülete: az idők során számos új céggel és eszközzel ismerkedtek meg.

3D nyomtatóval gyermekek számára gyártott műkezet Falk György cége (Fotó: Varinex Facebook-oldal)

„Az első vállalat voltunk Magyarországon, amely 3D-ben tervezett. Kellett hozzá a korábbi kutatásainkban használt látásmód és a modellalkotás képessége” – ecsetelte a szakember. Az eljárás lényege, hogy a háromdimenziós matematikai modellt vékony szeletekre bontják és a nyomtató automatikusan egymásra építi, ami végül térbeli modellt eredményez. Az esztergálás és a marás a lebontó, (szubtraktív), a nyomtatás pedig a felépítő (additív) technológia, ezért is használja manapság a szakirodalom az utóbbira az additiv manufacturing kifejezést. Utóbbi számos előnyei közé tartozik az anyagtakarékosság, a legyártott darabszám rugalmas tervezhetősége és ezzel együtt – akár nagyvállalati szinten – a rendkívüli mértékű költségmegtakarítás lehetősége. Falk György konkrét példaként említette, hogy egy autóipari világvállalat felkért egy 3D nyomtatással foglalkozó céget: adjon tanácsot, hogy az általuk gyártott kb. 350.000 alkatrészükből melyiket éri meg kinyomtatni, melyiket nem. A feladat megoldására végül betanították az autóipari cég szakembereit. Kiderült az is: a nyomtatásnak elsősorban nem az új, hanem a pótalkatrészeknél van jelentősége, amelyeket ritkán használnak, nem kell tárolni, ezért hatalmas megtakarítás érhető el általuk. A nyomtatott termékek fajlagos költsége ugyan manapság még drágább, de ipari szinten, hosszú távon mégis kifizetődő, mert a raktározási, az esetleges utángyártási és logisztikai költségek megspórolhatók velük.

„A 3D nyomtatás nem csodamódszer, teljes mértékben nem fogja kiszorítani a hagyományos technológiákat, de rendkívül sok kedvező tulajdonsága van: pl. előgyártmányt is lehet így készíteni, amely anyagtakarékosan forgácsolással tovább munkálható” – hívta fel a figyelmet a szakember, hozzátéve, vállalatuk marketingfilozófiájához a kezdetektől hozzátartozik az ügyfélbarát, klienseik által preferált szemlélet. „Küldenek nekünk egy fájlt, és mi kinyomtatjuk az abban meghatározott tárgyat, eszközt: az egyre fejlettebb virtuális eljárások sem pótolják azt az élményt, amikor a tervező a kezébe veheti a megálmodott modelljét” – vetette föl a műegyetemi docens, kiegészítve: ezek a meghatározó pillanatok – a pragmatikus pénzügyi megfontolások mellett – segítik a vállalatot a berendezések értékesítésének fellendítésében is.

A kutatás-fejlesztést, valamint az oktatást Falk György és vállalata a kezdetektől fogva kiemelten fontos területnek tartja. „Horváth professzorral megbeszéltem, ha sikerül megvásárolni az első gépet, tanítani fogom ezt az új területet a Műegyetemen: az 1999-es szemeszterben már el is kezdtük a munkát” – emlékezett a szakember, aki mindig térítésmentesen vett részt a munkában, miközben kidolgozta a 3D nyomtatás képzésének tematikáját és gyakorlatait. A komplex módszertant ma is sikeresen alkalmazzák az oktatás minden területén. A Gépészmérnöki Karon a terméktervezés szakos hallgatók „különleges megmunkálások gyakorlat” címmel ismerkednek meg az alapokkal. Kezdetben a vállalat telephelyére mentek a diákok, majd Falk György tartott előadásokat a BME-n. Az idők során – a más felsőfokú intézményből érkezőkkel együtt – ezernél is több fiatal ismerkedett meg az innovatív technológiával. A szakember tevékenységét az Oktatási Minisztérium Kármán Tódor-díjjal jutalmazta, az Innovációs Nagydíj pályázaton pedig a Műegyetemmel közösen 2000-ben megkapták szintén a tárca Innovációs Díját.

„A Gábor Dénes-díj elnyerése nagy meglepetés volt számomra és a felterjesztés mutatja a technológia perspektíváit is: Csernátonyi Zoltán professzor, a Debreceni Egyetem Ortopédiai Klinikájának igazgatója javasolt az elismerésre. 2005-ben idegsebészek számára találtunk ki egyedi koponyapótlásokat: CT felvételek alapján a koponya hiányzó részéhez 3D nyomtatású implantátumot készítettünk. Műszaki alapon oldottuk meg egy sebészeti problémát, amit nagyra értékeltek az orvosok” – elevenítette fel Falk György, akinek a Műegyetem 2015-ben „a gyors szerszám- és prototípusgyártás magyarországi megteremtéséért, kiemelkedő szerepéért a technológia ipari és oktatási bevezetésében és elterjesztésében” indoklással címzetes egyetemi docensi címet adományozott. „Büszke lehetek arra, hogy az összes kari tanszék egyöntetűen támogatta a jelöltségemet” – vallotta az oktató, aki munkája révén több mint ötven diplomamunka, számos TDK helyezett, valamint OTDK első helyezett és számos PhD pályamű megszületésében segédkezett.

„Az oktatás számomra kellemes elfoglaltság: rengetegen vannak a tehetséges, motivált diákok. Ez nagyon sokat jelent, mert feladataik, egy jól megírt dolgozat vagy eredeti kutatás szemléletváltást hozhat: a munkánk hatékonysága gyakran kérdőjeles és nem mindig könnyű a falakat áttörni. A terület népszerű, sokan jelentkeznek valamilyen formában hozzánk. Szeretnénk majd komolyabb kutatási projekteket is indítani, ahol mélyebb mérnöki tudással rendelkező hallgatókra számítunk. Mindig a Műegyetem ügyét akartam előrevinni, ezért a képzésben való részvétel továbbra is fontos a számomra” – összegezte Falk György.

HA-GI
Fotó: Philip János