Ipar, űrhajózás és orvostudomány: mire használják a 3D nyomtatást?
25. Május 2020, 10:00 | A 3D nyomtatók régen csak az ezért a technológiáért rajongók asztalán voltak. Mára a háromdimenziós nyomtatás az iparba és az orvostudományba is robbanásszerűen tört be és milliárd dolláros üzletté vált. A 3D nyomtatók segítik a betegek gyógyulását, olcsóbbá és gyorsabbá teszik a gyártást - és kulcsfontosságú szerepet játszanak a Hold és a Mars gyarmatosításában.
Kiemelt termékek a kínálatunkból
A háromdimenziós nyomtatás alapelveiről részletesen írtunk az előző cikkeink egyikében, így mindössze emlékeztetőül: a 3D-s nyomtatás egy olyan módszer, amelyben egy digitális kép leképzése után (3D-s szkennelés útján) egy speciális anyag - leggyakrabban megolvadt műanyag - fokozatos rétegezése révén nyomtatnak fizikai tárgyakat.
Kifinomult, nanométeres felbontású, de óriási akár 10 méteres tárgyak is nyomtathatók. Az otthoni szórakoztatás céljából történő nyomtatáson kívül 3D nyomtatókat használnak már ipari üzemekben is (az ún. additív gyártás), ahol bevonják a megmunkálás, az esztergálás és más gyártási folyamatokba 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 szerszámokat és egyéb segédeszközöket (pl. rögzítőelemeket), továbbá préseket vagy fém alkatrészeket gyártanak a különböző gyártóberendezésekhez.
A karbantartóknak nem kell heteket várniuk az alkatrészekre, hanem csak néhány órát - amíg az alkatrész kinyomtatásra kerül. A fémből (titán, alumínium, acél és mások) történő nyomtatás a fémpor lézeres szinterelésén alapszik. Az alábbi videó ezt mutatja be:
A kerámianyomtatás is egyre népszerűbb. Használják például tűzálló alkatrészek gyártására kemencékhez vagy nagyfeszültségű rendszerek alkatrészeinek előállítása során. Relatív újdonság a szén-kompozitból készült könnyű, szilárd alkatrészek nyomtatása.
3D nyomtatók, mint az emberi tudás úttörői
Léteznek egyéb területek is az üzemanyagrendszer- és más repülőgép alkatrészek nyomtatásán kívül, ahol a tudósok és a mérnökök a 3D-s nyomtatást alkalmazzák. Ilyen például a Hold és a Mars gyarmatosításának modellezése is.
Kutatják az építőanyagokból (beton, homok és üvegszál keverékek) történő nyomtatás technológiáját, és habár ez még nem került alkalmazásra az építési gyakorlatban, de előrevetítheti a Naprendszer égitestjeinek jövőbeli gyarmatosításának egy lehetséges módját.
A lakóépületek 3D nyomtatása jelentősen lecsökkentené a Mars és a Hold gyarmatosításának idejét és módját. Elegendő lenne csupán az épületek kulcsfontosságú elemeit az új kolónia helyszínére szállítani, a fennmaradó részeket pedig helyi alapanyagokból lehetne előállítani a nyomtatók segítségével.
Ez többek között azért nagyon fontos, mivel a Holdon és Marson felépülő épületeket védeni kell az erős, nagyon veszélyes UV-sugárzástól. A Holdon egy regolitnak nevezett anyag áll rendelkezésre, míg a Marson a mindenütt jelen lévő vörös homokot lehetne használni építési célokra. Az űrbeli 3D nyomtatásban nincs semmi újdonság. A Nemzetközi Űrállomáson (ISS) évek óta folytatnak 3D nyomtatás kísérleteket.
3D-s szervnyomtatás
A 3D nyomtatás egyre nagyobb figyelmet kap az orvostudomány területén is. Ma már az emberi szervek nyomtatására is használják bonyolultabb műtétek előtt. A vese vagy a máj fizikai modellje segíti a sebészt a megfelelő bevágási pont és eljárás megválasztásában, és bizonyos mértékig lehetővé teszik a műtétek teljes megtervezését. Az orvosok tomográfiával és más szkennelési módszerrel szereznek adatokat a szervek alakjáról.
A 3D-s nyomtatókat ízületi protézisek, fogkoronák és implantátumok készítésére is felhasználják. Kísérleti szakaszban van az egyszerű szövetnyomtatás, ahol sejtoldatot használnak "tintaként". A tudósoknak már sikerült kinyomtatniuk az emberi szív kicsinyített modelljét:
A nyomtatott szív tartalmazza az érrendszert, pitvarokat és a szívkamrákat
A szervnyomtatás az antibiotikumok bevezetéséhez hasonló forradalmi változást hozhat. Ennek oka, hogy a befogadó immunrendszere negatívan reagál az élő vagy elhunyt donorok átültetett szerveire - ha az immunitást nem gátolnák gyógyszerek, akkor a test fokozatosan elpusztítaná az átültetett szervet. A páciens saját sejtjeiből kinyomtatott szervek esetében viszont ilyen reakciók nem lépnének fel.
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...
18. 12. 2019 Teljes cikk »
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 »
