Przyszłość wydrukowana w 3D

Drukowanie przestrzenne to niezwykle nowatorska i obiecująca technologia, która oprócz naukowych zastosowań, może znaleźć szereg możliwości wykorzystania w codziennym życiu. Mechanizm działania drukarek 3D opiera się na wydruku przestrzennego modelu, stworzonego komputerowo. Metodę tę na początku wykorzystywano głównie w celu szybkiego tworzenia prototypów różnych urządzeń, jednak w miarę rozwoju technologii, zaczęła ona znajdować coraz to nowe zastosowania.

Fot. 1 Przestrzenne elementy wydrukowane na podstawie komputerowego modelu.

Korzenie techniki drukowania 3D, sięgają 1984r., kiedy to została ona opracowana, a dwa lata później opatentowana przez Charlesa Hull’a. Firma 3D Systems, założona przez Hull’a, była pionierem na rynku drukarek 3D. Firma przedsiębiorcy opracowała również format pliku STL (używany do dnia dzisiejszego), wykorzystywany do przekazywania drukarkom wytycznych dotyczących parametrów wydruku 3D.

Fot. 2 Charles Hull. Pionier techniki druku 3D.

W miarę rozwoju technologii, opracowana została nowa technika wydruku 3D, polegająca na osadzaniu topionego materiału (zwana FDM). Drukowanie polega na natryskiwaniu warstw ze stopionego materiału (poliwęglanu lub ABS-u).

Metoda dużo dokładniejsza od poprzednich, to stworzona w 1992r. technika SLS (selective laser sintering). Zapewnia ona większą różnorodność oraz swobodę wydruków. Polega na spiekaniu sproszkowanego materiału (np. tworzywa sztucznego: nylonu, poliamidu, ceramiki, czy też sproszkowanych metali: stali, tytanu czy brązu). Zaletą wydruku z zastosowaniem tej metody jest możliwość precyzyjnego zaprogramowania produktu i dopasowania go do indywidualnych preferencji, więc tworzenie unikalnych protez, nowatorskich form czy unikalnych prototypów, zdaje się być w zasięgu ręki.

Pierwszy prototyp drukarki 3D, która mogła znaleźć zastosowanie w użytku domowym, powstał w 2006r. Stworzył go Adrian Bowyer- brytyjski inżynier i matematyk. Wciąż tworzone są modele takich drukarek. Co ciekawe, można je składać i częściowo wytwarzać u siebie w domu. Finalnie- najbardziej nowoczesne modele miałyby samodzielnie się duplikować, poza układami elektronicznymi oraz precyzyjnymi elementami mechaniki.

Fot. 3 Adrian Bowyer (z lewej) ze współpracownikiem. Wszystkie elementy drukarki po prawej stronie zostały wydrukowane przez drukarkę po lewej stronie.

XXI wiek przyniósł początek prac nad użyciem techniki druku 3D w medycynie. Obecnie wydruki przestrzenne znajdują szereg medycznych zastosowań. Można tu przytoczyć przypadek małego dziecka, w którego sercu znajdował się otwór. Stworzenie z fotopolimeru wydruku serca 3D, umożliwiło chirurgowi Josephowi Turekowi z Uniwersytetu Iowa, właściwe przeprowadzenie operacji na prawdziwym sercu pacjenta.