Mašine

Prelazak u treću dimenziju

Dugoročni uticaj 3D štampe još je nemoguće sagledati. Da li će prvi objekti na Mesecu biti ”odštampani”?

Tekst: Marija Vidić

Mada inženjeri nove tehnološke mogućnosti poznate kao 3D štampa nazivaju proizvodnjom u slojevima (aditivni proizvodni proces), ona se može posmatrati kao nova revolucija u razvoju štampe. Istorija „dvodimenzionalne“ štampe koja ovome prethodi počinje još u 15. veku, kada je Johan Gutenberg (1395−1468), nemački kovač, kujundžija i štampar, odštampao prvu Bibliju.

Svojim izumom pokretnog sloga Gutenberg je pokrenuo revoluciju u štampi koja se smatra jednim od najznačajnijih događaja u drugom milenijumu. Ona je dovela do eksplozije pismenosti, obrazovanosti i informisanosti.

Pre Gutenberga, štampari su rezbarili drvene daske, urezujući u njih svako slovo teksta koji je trebalo odštampati. Ovakvo pravljenje matrice bio je mukotrpan, dugotrajan proces, a štampalo se malo i knjige su bile izuzetno skupe.

Gutenberg je napravio metalne kalupe za pojedinačna slova koja je samo trebalo presložiti u okvire da bi se dobile reči i zatim ostavio otisak na papiru. Metalna slova mogla su se upotrebljavati i preslagati nebrojeno puta.

Pokretni slog - foto: Vili Hajdelbah

Može li i 3D štampa pokrenuti revoluciju u svakodnevnom životu ljudi?

3D štampa – proizvodnja u slojevima

3D štampači proizvode čvrste objekte zasnovane na kompjuterskim modelima. To su zapravo industrijski roboti koji su u upotrebi već 30 godina, ali su tek u poslednjoj deceniji postali široko rasprostranjeni, pa su ušli i u industrijsku upotrebu.

Prvi 3D štampač napravio je Čak Hul 1984, godinu dana nakon što je patentirao aparaturu za proizvodnju trodimenzionalnih objekata. Postupak je nazvao stereolitografija − izrada čvrstih objekata „štampanjem“ (nanošenjem, slaganjem) tankih slojeva materijala, jedan preko drugog.

Kao mastilo za 3D štampač najčešće se koriste materijali u obliku praha, žice, plastične folije, ili materijali koji zagrevanjem prelaze u tečno stanje, a zatim hlađenjem, odgovarajućim postucima, prelaze u čvrsto stanje.

Šta bi to još moglo biti? Na primer − čokolada!

„Štampanje“ predmeta

3D printer, foto: Tia Monto

Kako radi 3D štampa? Kako se tečni fotopolimer, prah ili tečnost, koji se nalaze u posudi, mogu pretvoriti u objekat po našoj želji? Prema ideji oca 3D štampe Čaka Hula, jedan od načina je da se zrak ultraljubičastog laserskog svetla usmerava na radnu površinu posude mašine („štampača“). Svetlosni zrak koji navodi kompjuter crta (osvetljava i greje) svaki naneti sloj objekta. Gde god da snop udari u površinu, fotopolimer ili neki drugi izabrani materijal se pretvara u čvrstu materiju. Na ovaj način gradi se objekat bilo kog oblika.

Kako kompjuter zna gde treba da štampa? Kompjuterski softver matematički „rastavlja“ model koji izrađujemo na veliki broj tankih slojeva. Uobičajena debljina sloja je oko 100 mikrometara, a može biti i manja. Zatim se objekat štampa sloj preko sloja.

Štampanje objekta je relativno sporo i zahteva nekoliko časova ili čak nekoliko dana. No, kako se u ovaj proces uključuju veliki industrijski roboti tako se on ubrzava. S druge strane, štampanje „bilo čega“ povlači i pitanje kršenja i zaštite autorskih prava.

Šta se može napraviti?

”Štampane” Najki patike

3D štampa veoma je pogodna za brzu izradu prototipova, posebno u procesima istraživanja. Industriji je zanimljiva jer je cena izrade pojedinačnog predmeta relativno niska i ne varira u zavisnosti od toga da li ih pravimo 10 ili 100.000.

Ovo je takođe i jedno od ograničenja tehnologije koja je veoma spora i nepogodna za masovnu proizvodnju. Danas već postoje 3D štampači sa nekoliko glava, koji istovremeno štampaju više objekata, međutim, i dalje se ne može govoriti o masovnoj proizvodnji.

I pored ovog problema, industrija se polako otvara prema 3D štampi, pa je tako, na primer, kompanija Najki koristila ovu tehnologiju da bi izradila upadljive patike za američki fudbal, dok druga kompanija, Nju balans, za sportiste izrađuje obuću po meri.

3D štampa je tehnologija koja u središte pažnje stavlja pojedinca i predstavlja novu revoluciju u dizajnu i proizvodnji. Uz njenu pomoć, u isto veme moguće je izraditi potpuno različite delove proizoda, prilagođene potrebama svakog pojedinačno, a da to ne utiče na povećanje cene.

Granice mašte − buduća primena

Tim NASA testira 3D printer, foto: NASA

Dugoročni uticaj 3D štampe još je nemoguće sagledati, ali se analitičari slažu da bi on mogao biti ogroman. Jednog dana, mogli bismo čak i kućnim 3D štampačem da izradimo sve što nam padne na pamet. Ispituju se mogućnosti u građevinarstvu, pa bi tako prvi objekti na Mesecu, smatraju u NASA, mogli biti izgrađeni upravo zahvaljujući 3D štampi. Ove godine, na taj način, gradiće se i prva 3D zgrada.

Naučnici smatraju da bi uskoro mogli da jedemo 3D hranu i koristimo 3D lekove, s obzirom na to da je moguće štampati vrlo tanke slojeve, do nivoa molekula, a da se kao mastilo mogu koristiti najrazličitiji sastojci.

U više naučnih institucija rade se istraživanja koja bi čak mogla da omoguće 3D štampanje organa i tkiva, pri kojem se umesto plastike kao materijal koristi biomastilo − žive ćelije. Već sada je potrebno manje od jednog časa da se odštampa uzorak „mini jetre“, ili uzorak hrskavice uha dug desetak centimetara. 

 

Saznajte više o 3D štampi i izložbi „NeMogući dizajn“.

MAŠINE

Kako radi mlazni motor? Šta pokreće magnetni voz, a šta nuklearnu elektranu? Na kojim principima rade mašine koje nas okružuju?

Istražite tekstove iz rubrike MAŠINE.

Istražite druge tekstove:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

CPN
Ulica kralja Petra 46
11000 Beograd
Republika Srbija
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs