Fenomen druku 3D

Rewolucja techniczna, którą wywołał druk 3D, wpłynęła bezpośrednio na możliwości projektowania i realizacji niektórych przedsięwzięć. Szerokie możliwości zastosowania druku 3D to olbrzymie szanse dla wielu branż i doskonały przykład tego, jak technologia może wpływać pozytywnie na jakość naszego życia.

Nad technologią druku 3D pracowano tak naprawdę już od lat 80. w Stanach Zjednoczonych. Ta forma druku dominowała wówczas w dużych przedsiębiorstwach inżynieryjnych (przede wszystkim w przemyśle lotniczym). Technologia ta rozwija się bardzo szybko, a fenomen druku 3D ciągle zaskakuje.

Trójwymiarowy model wydruku powstaje w wyniku utwardzania materiału, nakładanego na siebie warstwa po warstwie. Taką formę druku nazywa się też wytwarzaniem przyrostowym (albo addytywnym). Wydruk powstaje na podstawie modelu komputerowego. Sam proces można podzielić na 3 fazy: modelowanie, druk i wykończenie. Modelowanie odbywa się za pomocą programów komputerowych. Faza wydruku rozpoczyna się po wcześniejszej kontroli poprawności modelu trójwymiarowego. Następnie dobiera się odpowiednią temperaturę i wysokość warstw. Stosowne oprogramowanie dzieli model na poszczególne warstwy. Sam proces wydruku może trwać od kilku minut do… kilku dni! Wszystko zależy od stopnia wielkości i skomplikowania danego modelu oraz od możliwości technicznych drukarki. Ostatnim etapem jest modelowanie, czyli elementy wykończeniowe. Przedmioty poddawane są obróbce wykończeniowej, wygładzane lub szlifowane, w zależności od wykorzystanego materiału.

Możliwości techniczne druku 3D 

Trójwymiarowy druk pozwala na drukowanie nie tylko prostych zabawek, ale również bardzo zaawansowanych technicznie elementów, w tym implantów medycznych, czy elementów broni.

Z tej formy druku korzysta między innymi branża samochodowa. Wykonuje się nią części zamienne, narzędzia, nawet karoserie. Amatorzy używają druku 3D do napraw samochodów. Popularne jest także tworzenie gadżetów samochodowych.

Nawet początkowi sceptycy tematu zaczynają przekonywać się do możliwości technologii tego typu druku. Wcześniej obawiano się, że wykorzystywane do druku filamenty będą zbyt słabe i stanowczo za drogie do zastosowań w samochodach. Narażone na duże obciążenia statyczne i dynamiczne mogłyby nie spełniać swoich funkcji. Rozwój technologii jednak sprawił, że elementy foteli do samochodów Porsche są  wytwarzane właśnie z wykorzystaniem druku 3D. W ten sposób mają powstawać także i tłoki do tych samochodów, a ich wytrzymałość ma być większa niż ich wcześniejsze odpowiedniki (przy zmniejszeniu wagi o 10%!).

Technologię druku 3D z powodzeniem stosuje się w lotnictwie. Niektóre elementy są drukowane jako jedna spójna całość, co wpływa na ich wagę i znacznie większą wytrzymałość w porównaniu do części wykonanych w sposób tradycyjny.

W budownictwie drukowanie 3D pozwala na tworzenie ścian, drzwi, podłóg, o meblach zaprojektowanych według indywidualnych preferencji klientów już nie wspominając. W Dubaju powstał nawet największy na świecie budynek zbudowany za pomocą wydruków z drukarki 3D. Budowla jest dwupiętrowa, a jej powierzchnia wynosi 640 m kwadratowych. Przeznaczona została dla dubajskich pracowników administracyjnych. „Wydrukowana” budowla istnieje także w Chinach. I choć chińska jest wyższa od dubajskiej o 3 piętra, to ma mniejszy metraż. Całość konstrukcji powstawała za pomocą drukarki 3D, którą umieszczono na specjalnym dźwigu.

Na drukarskim postępie technologicznym korzysta również okulistyka. Modele oprawek do okularów można już drukować samodzielnie w domu w przypadku posiadania własnej drukarki 3D. Istnieje nawet możliwość wydruku soczewek.

W medycynie zastosowanie druku 3D przekłada się na powstawanie np. implantów, protez stawu biodrowego i aparatów słuchowych. W tym ostatnim przypadku dodatkową zaletą nowoczesnej technologii jest możliwość zachowania ogromnej precyzji, niezbędnej przy produkcji tego typu elementów, przy zachowaniu znacznie niższych kosztów. Pojawia się także wykorzystanie biodruku do tworzenia sztucznych ludzkich narządów.

Druk 3D trafił nawet do branży modowej! Używa się go do produkcji podeszw butów. Za jego pomocą jest także tworzona biżuteria. Druk 3D pozwala tutaj na wykonanie elementów właściwie z każdego materiału – wybranie odpowiedniej metody pozwala na wydruk elementów między innymi ze złota lub srebra.

Prawdziwie rewolucyjne jest chyba jednak zastosowanie druku 3D w przemyśle spożywczym. Ta technologia pozwala stworzyć przystawki, dania główne lub desery.

Jak więc widać, potencjał druku trójwymiarowego jest ogromny i z pewnością będzie się zwiększał. Możliwość precyzyjnego tworzenia elementów, często utrudniona lub niemożliwa do uzyskania tradycyjnymi metodami, teraz zyskuje szansę na powodzenie. Ponadto daje też możliwość wydruku przedmiotów skierowanych pod indywidualne preferencje lub wymagania klienta. Różnorodności tworzonych elementów i przedmiotów sprzyja możliwość wykorzystania szerokiego zakresu materiałów.

Drukarka 3D na biurku?

A dlaczego by nie? Wzrost popularności tych urządzeń przekłada się na ich cenę. Obecnie są dostępne na rynku po znacznie niższych kosztach niż początkowo i tendencja ta z pewnością będzie kontynuowana. Na korzyść zmienia się nie tylko cena, ale i rozmiar drukarek 3D. Przybierają już niemal kompaktowe kształty, co pozwala z łatwością takie urządzenie umieścić na biurku. Producenci drukarek 3D, świadomi, jak wiele daje taka forma druku, dążą do tego, by była ona dostępna nie tylko dla wąskiej grupy przedsiębiorców i naukowców, ale dla zwykłych mieszkańców.