Rewolucja w 3D

Tadeusz Oszubski 31 stycznia 2014, aktualizowano: 31-01-2014 10:16

Dziś 3D kojarzy się głównie z kinem i telewizją, ale działanie w trzech wymiarach nie ogranicza się do rozrywki. Prawdziwą rewolucję gospodarczą i kulturową niesie technologia drukowania w 3D.

Fot.: sxc.hu

Drukowanie obiektów w trzech wymiarach opracowano niewiele ponad ćwierć wieku temu. Pomimo tak krótkiej historii ten wynalazek uczonych z Massachusetts Institute of Technology już dziś zrewolucjonizował wiele dziedzin. Metoda tworzenia rozmaitych obiektów poprzez natryskiwanie kolejnych warstw materiału pozwala dziś nie tylko wykonywać prototypy urządzeń, ale też produkować dowolne dobra od mikroskopijnych maszyn po tkanki do przeszczepów. Sukces 3D wynika z mobilności tej technologii, dowolności w tworzeniu produktów oraz coraz niższych kosztów.



Zaledwie 8 lat temu wynaleziono pierwszą drukarkę, pozwalającą wydrukować dowolny trójwymiarowy przedmiot z tworzyw sztucznych. Ten wynalazek wpłynął na przemysł w skali globalnej, przyspieszając rozwój światowej myśli technicznej. Wcześniej, by wykonać prototyp telefonu, silnika czy kamery, trzeba było dziesiątków, a nawet setek tysięcy dolarów i zaangażowania wielu zespołów specjalistów, a do tego cały proces trwał latami. Obecnie wystarczy kilka godzin, ekspert od projektowania z fachowym oprogramowaniem komputerowymi i drukarka 3D.

Rewolucja 3D wynika z faktu, że drukować można dosłownie wszystko. W październiku 2013 roku NASA przedstawiła szczegóły programu wykorzystania drukarek 3D na okołoziemskiej orbicie. Wyprodukowane przez firmę Made in Space drukarki wielkości tostera zostaną jesienią tego roku zainstalowane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

- Drukarki dla NASA różnią się od dotychczasowych, bo muszą radzić sobie z niemal zerową grawitacją na pokładzie ISS oraz ze zmianami ciśnienia i temperatury, a także z ograniczeniami w zasilaniu - wyjaśnia dr Jeff Burness z NASA. - Pomysł zainstalowania drukarek 3D na ISS nie jest ekstrawagancją, bo to rozwiązanie obniży koszty kolejnych misji.

Zamiast transportować znaczną liczbę części zamiennych na pokład stacji, gdzie powierzchnia jest bardzo ograniczona, potrzebny element, na przykład uszczelkę do wymiany, wydrukuje się w kosmosie. Sama drukarka i surowce do produkcji zajmują relatywnie bardzo mało miejsca.

Przeniesienie druku 3D w przestrzeń kosmiczną obniży też znacząco koszty budowy, wystrzelenia i eksploatacji satelitów, sond, a nawet statków kosmicznych. Wszystkie one będą miały na pokładach drukarki 3D, za pomocą których wykonają potrzebne im części lub urządzenia nie tylko do naprawy, ale też aby rozbudować się w przestrzeni kosmicznej. Stoi za tym rachunek ekonomiczny, bo im większy obiekt, tym wyniesienie go na orbitę jest kosztowniejsze. Przykładowo, w satelicie telekomunikacyjnym trzeba upakować rozmaite elementy, które w przestrzeni muszą z niego się wysunąć, a to wymaga zastosowania dodatkowych silników i przekładni, co znacząco zwiększa ciężar i objętość. Wystarczy jednak wystrzelić małego satelitę, a ten, gdy znajdzie się w kosmosie, sam dodrukuje sobie panele baterii słonecznych i inne potrzebne części.

Z drukarki 3D otrzymamy też pożywienie. Dr Amit Zoran i dr Marcelo Coelho z Massachusetts Institute of Technology (MIT) pracujący w Fluid Interfaces Group Media Lab, opracowali Cornucopię, drukarkę 3D stanowiącą osobistą fabrykę żywności. Pożywienie jest tu wytwarzane z chemicznych i biologicznych składników praktycznie bez odpadów, jakie powstają w klasycznej kuchni.

- Drukarka przechowuje schłodzone składniki, następnie je miesza w odpowiednich proporcjach zgodnie z wprowadzonym programem i drukuje kolejne warstwy na jadalnym biologicznym, bezsmakowym i bezzapachowym podkładzie - tłumaczy dr Coelho.
Choć dania z Cornucopii nie zastąpią dzieła wytrawnego szefa kuchni, to rozwiążą problemy z aprowizacją w trudno dostępnych miejscach, np. w bazach naukowych na Antarktydzie.

Ta technologia ma przyszłość, bo gdy odpowiednik Cornucopii zostanie zmodyfikowany do pracy w warunkach przestrzeni kosmicznej, trafi na pokład ISS czy do planowanych baz na Księżycu lub Marsie.

Technologia druku w 3D jest równie rewolucyjna co komputer osobisty i telefonia komórkowa. Przenośne komputery i telefony w ciągu zaledwie dekady zmieniły styl życia ludzi na całym świecie. Również trójwymiarowy druk wkrótce trafi do naszych domów, a osobiste 3D pozwoli tworzyć dowolne obiekty nacechowane indywidualnością. Każdy będzie mógł sobie drukować jedyny na świecie talerz czy kubek, posiłek albo unikatowe dzieło sztuki.