Ipar, űrhajózás és orvostudomány: mire használják a 3D nyomtatást?
25. Május 2020, 10:00 | A 3D nyomtatóknak már régóta nem csak a technológia iránt rajongók polcán van helye. A háromdimenziós nyomtatás az iparba és az orvostudományba is robbanásszerűen tört be, és milliárd dolláros üzletággá vált. A 3D nyomtatók képesek visszaadni az egészséget a betegeknek, olcsóbbá és gyorsabbá teszik a gyártást - és létfontosságú szerepet fognak játszani a Hold és a Mars kolonizálásában is.
Tartalomjegyzék:
A háromdimenziós nyomtatás elvéről már részletesen írtunk az egyik korábbi cikkünkben, így csak emlékeztetőül: a 3D nyomtatás egy olyan módszer, amely során egy fizikai tárgyat egy digitális sablonból (amelyet például 3D szkenneléssel kapunk) nyomtatnak ki egy speciális anyag - leggyakrabban olvasztott műanyag - egymás utáni fokozatos rétegezésével.
Lehetőség van nanométeres felbontású, kifinomult tárgyak nyomtatására, de akár 10 méteres méretű óriási termékek nyomtatására is. A szórakoztató otthoni nyomtatás mellett a 3D nyomtatók már az ipari üzemekbe is megtalálhatók, ahol (úgynevezett additív gyártásként) a megmunkálás, esztergálás és más gyártási eljárások mellett foglalnak helyet.
Pontosan mire használják a 3D nyomtatást?
Ipar: prototípusok és pótalkatrészek nyomtatása
A 3D nyomtatás különösen az autóiparban és a repülőgépiparban népszerű eszköz, mivel lerövidíti a tervezés és a prototípusgyártás közötti időt. A 3D-nyomtatókkal emellett összeszerelési segédeszközöket (pl. szorítóelemeket és rögzítőelemeket), öntőformákat vagy a termelőberendezések fém pótalkatrészeit is előállítják.
A karbantartóknak nem kell heteket várniuk a pótalkatrészekre, hanem csak néhány órát - amíg az alkatrész nyomtatásra kerül. A fémből (titán, alumínium, acél és más anyagok) történő nyomtatás a fémpor lézeres szinterezésének elvén működik. Az alábbi videó ezt mutatja be:
A kerámia nyomtatás is egyre inkább előtérbe kerül. Ezt például kemencék tűzálló részeinek gyártására vagy nagyfeszültségű rendszerek alkatrészeinek előállítására használják. Viszonylagos újdonság a könnyű, merev alkatrészek nyomtatása szénkompozitból.
A 3D nyomtatók mint az emberi megismerés úttörői
A tudósok és mérnökök az üzemanyagrendszerek és más repülőgép alkatrészek nyomtatásán kívül a 3D-nyomtatás lehetséges felhasználására is összpontosítanak, hogy településeket építsenek a Holdon és a Marson.
Az építőanyagokból (beton, homok és üvegszál keveréke) történő nyomtatás technológiáját már kipróbálták, és bár az építési gyakorlatban még nem terjedt el, a Naprendszerben található égitestek jövőbeli benépesítésének lehetséges útját mutatja.
A lakóépületek 3D nyomtatása jelentősen olcsóbbá tenné a Mars és a Hold kolonizációját. A szerkezeteknek csak a legfontosabb alkotóelemeit kellene megrajzolni és szállítani - a többit egy nyomtatócsoport állítaná elő helyi nyersanyagokból a leendő kolónia helyszínén.
Ez többek között azért fontos, mert a holdi és marsi élőhelyeket védeni kell az erős, rendkívül veszélyes UV-sugárzástól. A Holdon a regolit nevű kőzetet javasolják, a Mars esetében pedig a mindenütt jelenlévő vörös homokot. A 3D nyomtatók az űrbeli jelenléte nem újdonság. A Nemzetközi Űrállomáson (ISS) már évek óta folynak kísérletek háromdimenziós nyomtatással.
A pótszervek nyomtatásához vezető út
A 3D nyomtatás az orvosi területen kapja a legnagyobb figyelmet. Már most is használják szervek modelljeinek nyomtatására a nehéz sebészeti beavatkozások előtt. A vese vagy a máj fizikai modellje segít a sebészeknek a megfelelő bemetszés és eljárás kiválasztásában, valamint a műtét bizonyos fokú modellezésében. A sebészek tomográfiával és más szkennelési módszerekkel szereznek adatokat a szervek alakjáról.
A 3D nyomtatókat általában ízületi pótlások vagy fogászati koronák és implantátumok készítésére használják. Kísérletek folynak egyszerű szövetek nyomtatására egy olyan oldat segítségével, amelyben a sejtek "tintaként" szolgálnak. A tudósoknak már sikerült többek között kinyomtatniuk az emberi szív méretarányos modelljét:
A nyomtatott szív tartalmaz érrendszert és egy pár pitvart és kamrát.
A szervek nyomtatása az antibiotikumok bevezetéséhez hasonló változást hozhat. Ennek oka, hogy a recipiens immunrendszere vonakodva reagál az élő vagy elhunyt donorból származó átültetett szervekre - ha az immunitást nem nyomnák el gyógyszerekkel, a szervezet fokozatosan elpusztítaná az átültetett szervet. A páciens saját sejtjeiből kinyomtatott szervek esetében nem állna fenn a hasonló reakció kockázata.
Hasonló cikkek
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...
18. 5. 2020 Teljes cikk »
Hogyan működik egy 3D nyomtató: alapvető 3D nyomtatási technológia
Bár a 3D nyomtatási technológia már több mint 30 éve velünk van, csak napjainkban kezd lassan, de biztosan az érdeklődés központjába...
19. 12. 2022 Teljes cikk »
