technofeed

A 3D nyomtatás ötlete 1979-ben bukkant fel először, R. F. Housholder szabadalmaztatott egy rendszert, amely még az akkori technológia színvonal miatt nem került gyártásba. A 80-as évek óta folyamatosan fejlődik a dolog, kezdenek megvalósulni az egyes laboratóriumokban az első prototípusok. Először 1990-ben kezdték gyártani az eszközt, amely az ún. ráolvasztásos módszerrel dolgozik. Aztán a kétezres években rohamos fejlődésnek indult a nyomtatás, egyre gyakrabban használják ipari területeken, főleg a korai, vázlatos, ipar gyártási koncepciók megformálására.

Ahogy a technológia fejlődik, egyre alakulnak az új koncepciók, és ma már szinte minden típusú anyagot képesek előállítani a 3D nyomtatók. Az igazi robbanás az évtized elején indult el, amikor a laboratóriumokból átkerült a mindennapi gyártásba, pl. egyedi telefon-előlapot gyártottak vele, megrendelésre. 2010 óta létezik egy kifejezetten otthoni felhasználásra szánt 3D nyomtató, a RepRap, amit egyébként itthon is lehet kapni, egy Iphone 5-ös áráért. Kicsit menjünk mélyebbre, mi is ez a 3D nyomtatás?

A 3D nyomtatásnak jelenleg nagyon sokféle szabványa van, de nagy általánosságban elmondható, hogy a következő módszerrel működnek. A nyomtató valamilyen négyzet alapú (itt fog elkészülni a nyomtatás) berendezés, ami felett egy robotkar dolgozik, aminek a végén egy pisztoly alakú fúvóka van. Nagyon sokféle anyagból képesek a mai 3D-s nyomtatók is dolgozni. Lehet az alapanyag papír, speciális műanyag, speciális porszerű anyag, de mindenféle fém is. A 3D-s nyomtató, szemben a jelenleg széles körben használt szubtraktív módszerrel, pl. a forgácsolással, nem egy nagyjábóli befoglaló formából faragja ki a végleges formát, hanem rétegenként egy 3 dimenziós számítógépes modell segítségével alkotja meg azt. Ez a réteg jelenleg is nagyon kicsi, 1/10, 1/20 milliméter, de vannak már olyan nyomtatók is, amik még kisebb egységekben dolgoznak, nem sokkal 1 század milliméter felett (link). Miért is fontos ez? Azért, mert minél kisebbek az elemi pontok, annál pontosabb végeredményt kapunk. A kereskedelmi forgalomban leginkább mozgó RepRap is 1/10 milliméter pontossággal dolgozik. Nagyon kíváncsi lennék, hogy pl. a NASA, amely tervez felküldeni egy 3D nyomtatót a világűrbe, milyen felbontással dolgozik. 

Magát az eljárást úgy képzeljük el, mint amikor gyermekkorunkban gyurmagilisztából poharat csináltunk, szépen egyik réteget a másik után. Amire még szükség van, az valamilyen kötő eljárás, a műanyagok esetén pl. hő, ami összeragasztja a rétegeket.

A nyomtató akkor tudja elkészíteni valaminek a 3D-s nyomtatását, ha vagy előzetesen beszkennelték azt egy speciális eszközzel, vagy úgy, hogy elkészítik a 3D-s modelljét, és abból nyomtatnak ki valamit. Nagyon komoly törekvés van arra, hogy folyamatosan legyen olyan nyílt forráskódú szabvány, amire lehet ingyenes szoftvereket készíteni. Jelenleg a legtöbb 3D-s tervező programnak van olyan kimenete, amit a 3D-s nyomtatók tudnak fogadni, és tudnak belőlük dolgozni. Pl. a RepRap legalább 30 fajta open source, illetve fizetős szoftvert ismer el támogatottként. Az egyes modellek apró kis háromszögek sokaságából épülnek fel, lehetnek egyszínűek, de használhatnak színeket is. A folyamat nem nagyon különbözik attól, ahogy már egy ideje a 3D-s grafikusok dolgoznak és megalkották pl. a Hobbitban a sárkányt. Természetesen a végeredmény minőségében egyelőre még a nyomtatók a szűk keresztmetszet, de ez is rohamosan változik.

Hogy mennyire, arra álljon itt néhány példa. Angliában  két szupermarket-lánc is tervezi, hogy 3D-s szkennereket és nyomtatókat fognak üzembe helyezni az áruházakban idén. A nyomtatók a nálunk nem annyira ismert Asda porcelánokat fogják tudni replikálni, míg a Tesco tartalék alkatrészeket szándékozik nyomtatni a boltokban. Jelenleg van olyan kiegészítő is, amivel meglévő okostelefonunkat tudjuk 3D-s szkenerré változtatni. A Occipital 3D-s szkennere például abban tud segíteni, hogy felmérhetünk egy helyiséget, majd ha elmegyünk egy bútorboltba, akkor meg tudjuk nézni, hogy befér-e a Kékes tévé a sarokba és ráfér-e az a szép szarvasszobor, amit a búcsúban vásároltunk. A viccet félretéve, ha szeretnénk megvenni egy kanapét, de nem tudjuk befér-e, elég beszkenneli a helyét és a bútort, és megkapjuk az egzakt választ, úgy hogy a szoftver azt is megmutatja, hogyan nézne ki a szobában a vágyott szófa.

Egy kicsit másik koncepció, a 3Doodler speciális tolla, ami egyfajta olvasztási technikával képes műalkotásokat előállítani 3 dimenzióban, úgy, hogy vonalakat húz, amelyek szobahőmérsékleten megkeményednek, hasonlóan a jelenleg is széles körben használt ragasztópisztolyokhoz. Ha már pisztoly, akkor meg kell említeni azt a témát is, hogy nemrég komoly botrány volt, amikor valaki egy műanyag, de teljesen működőképes fegyver 3D-s modelljét tette fel a honlapjára, amit nagyon sokan néztek meg. Végül a bíróság határozatban szólította fel a honlap üzemeltetőjét, hogy távolítsa el a modellt. Egy másik példa a Solid Concepts cég, amely fémből egy teljesen működőképes pisztolyt rakott össze úgy, hogy minden alkatrészét 3D-s nyomtatóval nyomtatták ki. Az itt található videóban az első éles lövészeti gyakorlatot láthatjuk.

Számtalan felhasználási lehetőség közül egyet emelnék még ki, az ún. szövet 3D-s nyomtatási területet. Itt most nem arra gondolok, hogy ruhákat hogyan lehet nyomtatni, bár volt már olyan divatbemutató, amiben a kifutón 3D-s nyomtatott ruhákban nyomultak a manökenek, hanem az élő szövetek nyomtatását. Ha látta valaki az Elysium című filmet, akkor talán emlékszik arra jelenetre, amikor Kruger arcát egy 3D-s nyomtató újraépítette. Itt még nem tartunk, de az alapokon már nagyon komolyan dolgoznak. Ennek a témának terjedelmes irodalma van a neten, de ez még meghaladják a tudásomat, képességeimet. A lényege azonban az, hogy a nyomtatási alapegységnek a sejtet veszik. Különböző féle alapegységek (sejtek) léteznek, attól függően, hogy mit szeretnének előállítani. A cél az, hogy csontot, izmot, vagy akármilyen élő szövetet képesek legyenek nyomtatni. Az első, kutatási célokra üzembe állított 3D-s szövetnyomtatót a NovoGen készítette, amely ebben látja a rák legyőzésének lehetőségét. Egyszerűen csak lecserélni az elrákosodott szervet olyanra, amiben nincsenek rákos sejtek. Már jelenleg is tudnak mindenféle izmot, pl. szívizmot előállítani, de ezek még nagyon kezdeti kísérleti stádiumban vannak.

Most szeretnék egy kicsit elszabadulni a mából és elképzelni ennek a technológiának a következményeit. Kicsit gondoljunk bele, hogy hol tartott a sima kétdimenziós nyomtatás 30 éve, amikor még mátrix nyomtatók kerregtek és hat pontból állt egy oszlop, és nézzük meg, most mit lehet nyomtatni egy 30.000 Ft-os nyomtatóval. Ha ugyanezt a fejlődési ütemet erre a témára is kivetítjük, akkor 30 éven belül bármit ki lehet majd nyomtatni, bármit. Itt mindig az a kérdés, hogy mennyiért. Jelenleg a hagyományos gyártási eljárás gyorsabban és olcsóbban dolgozik, mint a 3D-s nyomtatás. A NASA viszont már ma olyan minőségben nyomtat, hogy ezzel akarja pótolni a világűrben az űrhajók cserealkatrészeit.

Honnan lehet majd megállapítani, melyik műalkotás az eredeti és melyik a másolat? Erről a témáról már pl. születnek a törvények. Lehet, hogy megszűnnek a gyárak és az üzletek? Ami tetszik, annak letöltjük a 3D modelljét és egyszerűen kinyomtatjuk? Fantasztikusnak tűnik, de szerintem nagyon közel állunk hozzá. A technológia már itt van, csak fejleszteni kell. Az a kérdés továbbá, hogy mit fog érni pl. a készpénz, a bankkártya, ha bárki otthon le tudja pont ugyanolyanra másolni. Na erről fog szólni a következő posztom: az elektronikus pénzekről. 

Megtalálsz minket már a Facebookon is, ha tetszett a cikk, kérlek like-old.