Czym jest druk 3D i jak działa?

0

Druk 3D już dawno temu przeszedł drogę z teorii w rzeczywistość, a na przestrzeni ostatnich lat drukarki 3D stały się dużo tańsze i bardziej przystępne. Eksperci przewidują, iż w nadchodzących latach technologia druku 3D będzie powszechnie obecna w naszych domach i będziemy korzystać z niej na co dzień tak jak z ekspresów do kawy czy mikrofalówek.

druk 3d - nowa rewolucja przemysłowa

Aktualnie druk 3D jest wykorzystywany do produkcji bardzo szerokiego zakresu rzeczy: począwszy od prototypów części do urządzeń i maszyn w branżach przemysłowych, lotniczych czy motoryzacyjnych, poprzez druk implantów w medycynie i chirurgii, a skończywszy na całym szeregu przedmiotów codziennego użytku, gadżetów i zabawek. Czym jest tak naprawdę druk 3D, czy jest nam potrzebny i czy faktycznie za kilka lat każdy z nas będzie ją miał? Zapraszamy do lektury…

Drukarka 3D nie stworzy przedmiotu na żądanie jak to przedstawiono np. w „Star Treku„, jednakże rosnący szereg drukarek 3D i różnych technologii z jakich korzystają, zaczął już rewolucjonizować biznes tworzenia rzeczy na różnych segmentach rynku. Drukarki 3D drukują projekt wypuszczony z komputera, używając takich materiałów jak plastik, ceramika czy metal (materiałów do druku cały czas przybywa, o czym można przeczytać tu).  Drukowanie obiektu polega na tworzeniu i nakładaniu warstwy materiału o określonej grubości na stole drukarki, a gdy warstwa zostanie ukończona (wydrukowana), nakładaniu kolejnej. Np. przy druku z ABS, strumień rozgrzanego, pół-płynnego plastiku zostaje wstrzynkięty na stół roboczy wg określonego wzoru, a gdy zastygnie nakładana jest kolejna warstwa.

Drukarka 3D ULTIMAKER Żródło: www.fablab.waag.org

Drukarka 3D ULTIMAKER w akcji
Żródło: www.fablab.waag.org

Projekt do druku przygotowywany jest na programie graficznym do tworzenia modeli konstrukcyjnych klasy CAD. Pliki muszą być wyeksportowane do pliku STL, który stanowi standard w druku 3D, taki jak PDF w dokumentach czy JPG / PNG / TIFF w plikach graficznych. Zatem tworzymy model np. w AutoCAD, eksportujemy go do formatu STL, a następnie otwieramy w programie obsługującym drukarkę i wysyłamy do druku.

Historia

Charles Hull Źródło: www.cubify.com

Charles Hull
Źródło: www.cubify.com

Branża przemysłowa używa technologii druku 3D już od ponad 20 lat. Za jej pomocą wykonuje prototypy urządzeń i maszyn, na potrzeby testów i badań. W roku 1986 Charles Hull stworzył pierwszą komercyjną drukarkę 3D i zaczął jej sprzedaż za pomocą swojej firmy 3D Systems. Maszyna Hulla używała stereolitografii, technologii która utwardza laserem kolejne warstwy polimeru. Hull jest uznawany za jednego z pionierów technologii druku 3D. Jego pierwszy udany projekt datuje się na rok 1983, gdy wydrukował… filiżankę do cherbaty dla żony. Hull stworzył również format plików STL i użyczył go jako rozwiązania open-source`owego.

Jednakże jako technologia, druk 3D pozostawał nieznany szerokiej publiczności. Zmieniło się to stosunkowo niedawno: w USA zaczeły powstawać liczne start-upy, które wykorzystując koncepcję RepRap zaczęły tworzyć i sprzedawać swoje urządzenia zwykłym użytkownikom. W przeciwieństwie do profesjonalnych, przemysłowych maszyn oferowanych przez firmy pokroju 3D Sytems czy Stratasys ich urządzenia były dużo tańsze i prostsze w obsłudze. Oczywiście odbijało się to na jakości i wydajności drukarek, ale z biegiem czasu urządzenia stawały się coraz lepsze i popularniejsze.

Nie bez znaczenia były również działania rządu USA. W 2012 roku, Barack Obama przeznaczył 30 milionów dolarów na stworzenie i rozwój NAMII (Narodowego Instytutu Innowacji w Zakresie Technologii Addatywnej). Instytucja ta wspiera firmy zajmujące się produkcją komercyjnych urządzeń do druku 3D jak również wspiera prace badawcze nad rozwojem technologii.

Przyszłość druku 3D w życiu codziennym

Druk 3D z pewnością nie zastąpi tradycyjnych linii produkcyjnych tworzących produkty masowego użytku. Zgodnie z tym co mówił niedawno Jeff Bezos, CEO Amazon, drukarka 3D nie jest w stanie wydrukować nawet najprostszych urządzeń składających się z kilku rodzajów materiałów. Mimo całej swej prostoty, nie stworzymy w domu za pomocą drukarki 3D funkcjonalnej… szczoteczki do zębów, czy maszynki do golenia. Jednakże z drugiej strony, drukarki 3D odnajdą się z powodzeniem wszędzie tam gdzie potrzebna będzie personalizacja, unikatowość projektu lub mała ilość produktów. Będzie można uruchomić zupełnie nowy rodzaj usług w postaci produkcji rzeczy na zamówienie (PRINT ON DEMAND).

Jeden z tysięcy przedmiotów do zakupu ze strony Shapeways Źródło: www.shapeways.com

Jeden z tysięcy przedmiotów do zakupu ze strony Shapeways
Źródło: www.shapeways.com

Na fali rosnącej popularności drukiem 3D, powstała cała masa nowych, niezwykle dochodowych biznesów. Największym jest bez wątpienia Shapeways – serwis internetowy pozwalający na projektowanie, drukowanie i sprzedawanie produktów drukowanych w 3D. Jego dochody rokrocznie rosną a sam serwis stał się jednym z liderów rynku druku 3D. Kolejnym przykładem jest zawrotna kariera MakerBota, twórcy jednego z najpopularniejszych drukarek 3D – Replicatora. Firma bardzo dynamicznie się rozrasta i od kilku lat jest jednym ze znaków rozpoznawczych dla branży na świecie. Do innych ważnych firm można zaliczyć m.in. belgijskie i.materialise, czyli europejski odpowiednik Shapeways, producentów drukarek 3D w rodzaju Printrbota, Lulzbota, Up!, czy Formlabs oraz niezliczoną ilość serwisów internetowych, specjalizujących się w wyszukiwaniu projektów do druku, sprzętu czy materiałów – opisy niektórych z nich znajdziecie tutaj.

Replicator 2 MakerBota Źródło: www.makerbot.com

Replicator 2 MakerBota
Źródło: www.makerbot.com

Jak zatem widać, technologia druku 3D pozwoliła na wyodrębnienie się zupełnie nowej gałęzi usług czy wręcz segmentu rynkowego. Dzięki swojej specyfice, na znaczeniu przestały mieć odległości geograficzne, zarówno dla producentów drukarek, ich posiadaczy jak i projektantów. Dzięki serwisom w rodzaju Shapeways, każdy z nas może wgrać swój projekt, wydrukować go a następnie sprzedawać ludziom na całym świecie. To trochę jak eBay lub Allegro, tylko że z możliwością tworzenia i sprzedawania własnych przedmiotów. Co więcej, aby uniknąć trudności związanych z transportem czy opłatami celnymi i podatkami – zamawiający może wydrukować zamówiony produkt we własnym kraju / mieście, pozbywając się wszystkich związanych z tym obciążeń fiskalnych.

Źródło: www.news.com.au

Źródło: www.news.com.au

Kolejną branżą, która skorzysta mocno na wdrożeniu nowej technologii jest branża medyczna. Dzięki możliwości tworzenia unikalnych, pojedynczych obiektów, to co kiedyś było niemożliwe do wykonania ze względów kosztowych lub wydajnościowych, jest w zasięgu. Chirurdzy mają na koncie kilka spektakularnych dokonań w rodzaju wykonania przeszczepu 75% czaszki, rekonstrukcji twarzy, czy stworzenia bionicznego ucha.

Oprócz tego, specjalistyczne  drukarki 3D wykorzystywane są do naprawdę dużych projektów: począwszy od atrakcyjnych wizualnie wnętrz, poprzez niesławny pistolet „Liberator„, a skończywszy na druku… budynków mieszkalnych. Warto również wspomnieć o pierwszych próbach druku żywności: druku z czekolady, cukru czy soli.

Podsumowując, technologia druku 3D jest technologią przyszłości, która… właśnie się realizuje. Praktycznie każdego miesiąca pojawiają się coraz to nowe informacje o kolejnych kamieniach milowych poczynionych w kierunku unowocześnienia drukarek i optymalizacji efektów ich prac. Poszerza się pula materiałów, z których możemy korzystać w druku. W końcu – coraz więcej ludzi zaczyna być świadomych istnienia tej technologii co wpływa na zainteresowanie drukarkami i stopniowym spadkiem ich cen. I o ile nie wydaje mi się żeby drukarki 3D trafiły kiedyś do każdego domu, o tyle staną się one z pewnością bardzo powszechnym narzędziem pracy w wielu różnych branżach.

Udostępnij.

O autorze

Paweł Ślusarczyk

Prezes zarządu CD3D Sp. z o.o. oraz Business Development Manager. Posiada ponad 12-letnie doświadczenie w biznesie, zdobyte w branży IT, reklamowej i poligraficznej. Od stycznia 2013 roku związany z drukiem 3D.

Rozmowa
z Cedrykiem
?