Od niedawna istnieje możliwość nie tylko kopiowania, ale również tworzenia nowych rzeczy za pomocą drukarek 3D. Czy będzie to dziedzina przyszłości?

Historia druku sięga starożytności. Około 2400 r. p.n.e. Egipcjanie wymyślili utrwalanie pisma za pomocą stawiania stempli. W kolejnych wiekach metoda drukowania zmieniała się, od papirusa, przez kolorowe wzory na tkaninach, po wynalezienie pergaminu na Bliskim Wschodzie. Prawdziwy przełom nastąpił w 1107 r. w Chinach, gdzie wynaleziono kolorowe drukowanie. Zmieniło ono sposób przekazywania informacji i stało się wielkim odkryciem cywilizacyjnym. Przez wieki czynność drukowania przechodziła mnóstwo modyfikacji, które dzieją się również dzisiaj.

Początki druku 3D

Aktualnie drukowanie to nie tylko setki kartek papieru pokrytych atramentem czy kolorowe folie na banerach reklamowych. Od kilku lat dzieje się prawdziwy przełom technologiczny w drukowaniu rzeczy dzięki zastosowani druku 3D. Jest on stosunkowo młody, ponieważ pierwsza drukarka 3D została opracowana przez Charlesa W. Hulla w 1984 r. Stworzenie jej wyniknęło z potrzeby przyspieszenia procesu opracowywania małych pojedynczych elementów do mebli w fabryce, w której pracował. Wymyślił więc nowy obszar zastosowań lamp UV w swojej firmie, czyli utwardzanie światłoczułej żywicy warstwa po warstwie w celu stworzenia nowego obiektu. Tak powstała metoda SLS, czyli selektywnego spiekania laserowego.

Maksyma "Potrzeba matką wynalazków" ma swoje odzwierciedlenie również w procesie powstawania druku 3d. W latach 90. inżynier Steven Scott Crump chciał zrobić zabawkową żabę dla swojej dwuletniej córki. Wpadł na pomysł mieszania plastiku i wosku, następnie nałożył swój materiał za pomocą pistoletu do klejenia na gorąco. Co prawda zabawka nie była podobna do żaby, ale po połączeniu pistoletu do klejenia na gorąco z maszyną, która miała osie XYZ do automatyzacji produkcji powstała drukarka 3D FMD (Fused Deposition Modeling). Firma, którą założył z żoną, stała się największym producentem drukarek 3D do tworzyw sztucznych. Od skromnych początków druku 3D wiele się zmieniło. Od dawna nie chodzi już o rękodzieło, ale o procesy wysokiej precyzji i wydajności, które często przewyższają konwencjonalne techniki wytwarzania.

Jak powstaje druk 3D?

Druk przestrzenny opiera się przede wszystkim na tworzeniu poszczególnych warstw drukowanego przedmiotu. Im dana warstwa jest mniejsza, tym wydruk 3D ma wyższą jakość. Najistotniejszą częścią drukarki 3D jest głowica, która w wysokiej temperaturze stapia dany materiał, czyli filament. W większości przypadków jest to tworzywo termoplastyczne w postaci żywicy, metalu lub plastiku. Jednak zanim przystąpimy do samego procesu drukowania 3D, wcześniej trzeba przygotować odpowiedni projekt druku w programie komputerowym. Oprogramowanie wysyła komendy do drukarki 3D, która pracuje na specjalnym stole grzejnym.

Obecnie dostępnych jest wiele metod wytwarzania addytywnego, które możemy określić mianem druku 3D. Różnią się one znacząco od siebie, oferują inne możliwości i mają odrębne dziedziny stosowania. Ogólnie ujmując druk 3D można podzielić ze względu na: oferowaną dokładność, materiał, z którego budowane są detale, sposób nakładania materiału (naświetlanie, wyciskanie, stapianie), szybkość wykonywania elementów.

Morze możliwości

Znając ogólną zasadę, że na drukarce 3D rzeczywiste obiekty wytwarza się warstwa po warstwie, to zastosowań dla tych urządzeń możemy znaleźć ogromną ilość. Zaczyna się na drobnych przedmiotach z tworzywa sztucznego, przebiega przez różnego rodzaju prototypy i elementy innych przedmiotów, a kończy na domach. Drukowanie 3D to dziedzina dopiero raczkująca, a już pobudziło wyobraźnie milionów ludzi na całym świecie.

Wiedząc, że to dziedzina przyszłości, warto już teraz nią się zainteresować, co młodym stargardzianom umożliwia nowoczesna pracownia w Zespole Szkół nr 5.