A 3D nyomtatók régen csak az ezért a technológiáért rajongók asztalán voltak. A háromdimenziós nyomtatás az iparba és az orvostudományba is robbanásszerűen tört be és milliárd dolláros üzleté vált. A 3D nyomtatók segítik a betegek gyógyulását, olcsóbbá és gyorsabbá teszik a gyártást - és alapvető szerepet játszanak a Hold és a Mars kutatásában is.
A háromdimenziós nyomtatás alapelveirõl részletesen írtunk az elõzõ cikkek egyikében, így csak emlékeztetõként foglalnánk össze, hogy a 3D-s nyomtatás egy olyan módszer, amelyben a fizikai tárgyat egy digitális kép leképzése után (3D-s szkennelés útján) kinyomtatják egy speciális anyag - leggyakrabban megolvadt mûanyag - fokozatos rétegezése révén.
Kifinomult tárgyakat, nanométeres felbontásban, de óriási termékek akár 10 méter méretben is kinyomtathatók. Az otthoni szórakoztatás céljából történő nyomtatáson kívül a 3D nyomtatókat már használnak ipari üzemekben is, ahol úgynevezett adalékanyag-előállításként, csatlakoztják a megmunkálás, az esztergálás és más gyártási folyamatokhoz is.
De mire használják pontosan a 3D nyomtatást?
Ipar: prototípusok és alkatrészek nyomtatása
A 3D nyomtatás népszerű eszköz, különösen az autóiparban és a repülőgépiparban, ahol lerövidíti a prototípus tervezése és elkészítése közötti időt. Ezenkívül a 3D nyomtatók összeszerelési segédeszközöket (pl. rögzítőelemeket), formákat vagy fém alkatrészeket gyártanak a gyártóberendezésekhez.
A karbantartók nem várhatnak heteket alkatrészekre, hanem csak néhány órát - amíg az alkatrész kinyomtatásra kerül. A fémből (titán, alumínium, acél és mások) történő nyomtatás a fémpor lézeres szinterelésén alapszik. Nézzen meg egy mintát a videóban:
A kerámianyomtatás is egyre jobban növekszik. Például tűzálló alkatrészek gyártására kemencékhez vagy nagyfeszültségű rendszerekhez alkatrészek előállításánál alkalmazzák. Relatív újdonság a szén-kompozitból készült könnyű, szilárd alkatrészek nyomtatása.
3D nyomtatók mint az emberi tudás úttörője
De van más terület is az üzemanyagrendszerek vagy más repülőgép-alkatrészek nyomtatásán kívül, ahol a tudósok és a mérnökök a 3D-s nyomtatást alkalmazzák. Ilyen például a Hold és a Mars településeinek építésének modellezése is.
Kutatják az építőanyagokból (beton, homok és üvegszál keverékek) történő nyomtatás technológiáját, és habár ez még nem került alkalmazásra az építési gyakorlatban, de képes megmutatni a testek jövőbeli elrendezésének lehetséges módját a Naprendszerben.
A lakóépületek 3D nyomtatása jelentősen lecsökkentené a Mars és a Hold gyarmatosításának idejét és módját. Elegendő csak az épületek kulcsfontosságú elemeit oda szállítani, a fennmaradó részeket a helyi alapanyagokból lehetne előállítani a nyomtatók segítségével a jövő kolónia helyszínén.
Ez többek között azért nagyon fontos, mivel a Hold- és Marson leendő épületeket védeni kell az erős, nagyon veszélyes UV-sugárzástól. A Holdon egy regolithnak nevezett anyag áll rendelkezésremíg, a Marson a mindenütt jelen lévő vörös homokot lehetne használni építés céljára. Az űrben történő 3D nyomtatókban sincs semmi új. A Nemzetközi Űrállomáson (ISS) évek óta folytatják a 3D nyomtatás kísérleteket.
A helyettesítő szervek kinyomtatásának módja
A 3D nyomtatás egyre nagyobb figyelmet szentel az orvostudomány területén. Ma már az emberi szervek nyomtatására is használják, mielőtt a műtétbe kezdenének. A vese vagy a máj fizikai modellje segít a sebészeknek a megfelelő bevágási pont és eljárás megválasztásában, és bizonyos mértékig előre megtervezni a műtétet. Az orvosok tomográfiával és más szkennelési módszerrel szereznek adatokat a szervek alakjáról.
A 3D-s nyomtatókat általában ízületi protézisek, fogkoronák és implantátumok készítésére használják. Az egyszerű szövetnyomtatás kísérlete még csak kísérleti szakaszban van, ahol sejtoldatot használnak "tintának". A tudósoknak már sikerült kinyomtatniuk az emberi szív méretarányos modelljét:
A nyomtatott szív tartalmazza az érrendszert és egy pár pitvart és a szívkamrát
A szervnyomás forradalmasítja az antibiotikumok használatát is. Ennek oka az, hogy a beteg immunrendszere sajnos negatívan reagál az élő vagy elhullott donoroktól beültetett szervekre. Ha az immunitást nem gátolják gyógyszerek, antibiotikumok, akkor a test fokozatosan elpusztítja az átültetett szervet. De a beteg saját sejtjeiből kinyomtatott szervek nem mutatnak hasonló reakciót.
Hasonló cikkek
Hogyan működik az asztali 3D nyomtató: Alapvető 3D nyomtatási technológiák
Bár az első 3D-s nyomtatási technológiát már több mint 30 évvel ezelőtt szabadalmaztatták, az ipar az utóbbi években globális fellendülést...
Útmutató a 3D szkennerekhez: Mik az előnyei és hátrányai?
Néhány évvel ezelőtt a sci-fi könyvekből származó technológia még elképzelhetetlen dolog volt, manapság pedig számos iparágban már...