Ce este, cum functioneaza si ce perspective are printarea 3D?

Prototiparea/ printarea 3D a devenit in ultima vreme un fenomen de amploare la scara globala. Pe langa faptul ca este un proces de fabricatie simplu si rapid, aceasta tehnica le permite inginerilor sa depaseasca anumite dificultati in materie de design in doar cateva ore, pe cand folosind metodele traditionale ar dura cateva saptamani.

Printarea 3D a devenit o metoda folosita intr-o varietate de domenii, incepand cu industria auto pana la medicina avansata.

Ce este prototiparea 3D?

Printarea 3D sau prototiparea rapida este un proces de realizare a unor obiecte tridimensionale solide, pornind de la un model digital. Crearea unui obiect prototipat 3D este posibila prin folosirea proceselor aditive. Printr-un astfel de proces, un obiect este creat strat cu strat, pana se ajunge la forma finala a obiectului dorit.

Cum functioneaza prototiparea 3D?

Procesul incepe prin crearea design-ului virtual al obiectului dorit. Acest design se realizeaza intr-un program de tip CAD (Computer Aided Design) sau prin folosirea unui scanner virtual (prin care se copiaza structura unui obiect existent). Un scanner 3D realizeaza o copie digitala a unui obiect, care odata introdusa in imprimanta 3D prin intermediul unui computer, poate crea o replica exacta a obiectului initial.

Inainte de printarea efectiva, fisierul digital "taie" modelul in sute sau mii de straturi orizontale. In momentul in care acest model este incarcat in imprimanta 3D, aceasta poate crea obiectul strat cu strat. Imprimanta va recunoaste fiecare strat si va crea obiectul final prin lipirea acestor straturi orizontale, fara a lasa urme vizibile intre ele.

In ce domenii este folosita prototiparea 3D?

Desi la inceput aceasta tehnologie a fost folosita in special pentru crearea de prototipuri, lucrurile au inceput sa se schimbe. In prezent, multi producatori din diverse domenii isi produc componente, sau chiar produse complete, prin tehnologii de printare 3D. Incepand cu industria aero-spatiala pana la crearea de modele sau implanturi medicale, prototiparea 3D este folosita intr-un mod sau altul in aproape toate domeniile.

Medicina

Modelele printate 3D ale organelor umane au reprezentat adesea un instrument utilizat de chirurgi in ultimii ani, deoarece acestea pot oferi o imagine mai detaliata asupra unor aspecte anatomice, fata de modelele clasice 2D sau a imaginilor 3D computerizate. In acest mod, chirurgii pot simti fizic replicile acelor organe, a structurilor osoase sau a altor aspecte care ii intereseaza.

Mai mult decat atat, exista companii care efectueaza studii avansate pentru prototiparea 3D a mai multor organe umane precum ficatul sau rinichii. Unele companii au ajuns sa realizeze diferite tesuturi organice ce sunt folosite pentru testarea efectelor anumitor medicamente.

Diferenta fata de printarea 3D clasica este aceea ca, in loc sa se foloseasca materiale plastice, se folosesc celule vii. Asadar, se preconizeaza ca in urmatorii 15-20 de ani va fi posibila printarea 3D a unor organe complete, gata de a fi transplantate pacientilor.

Ca o modalitate de a prefigura viitorul, in anul 2011, medicii olandezi au lucrat cu un grup de ingineri pentru a proiecta o mandibula imprimata 3D pentru o femeie de 83 de ani, care suferea de o infectie cronica osoasa.

Industria Aero-Spatiala

Datorita caracteristicilor geometrice unice pe care le ofera printarea strat cu strat, agentii, precum NASA sau ESA impreuna cu diversi producatori de aeronave au inceput sa foloseasca tehnologiile de 3d printing cu scopul de a reduce greutatea totala a aeronavelor. Prin aceste metode se pot obtine materiale cu o rezistenta superioara, la o greutate mai mica, ajutand astfel la economisirea combustibililor si implicit a unor importante resurse financiare.

De asemenea, in anul 2010, inginerii de la Universitatea din Southampton au zburat cu primul avion imprimat 3D din lume. In ciuda unor componente in mod traditional scumpe cum ar fi aripile eliptice, aeronava fara pilot costa aproximativ 6.000 Euro.

Industria Automobilelor

La inceputul acestui an, a fost realizata deja prima masina complet functionala, obtinuta prin printare 3D. Aproximativ 75% din componentele acestui autovehicul au fost obtinute prin prototipare 3D, producatorul estimand ca in viitorul apropriat acest procentaj sa creasca pana la 90%. Materialele folosite in crearea acestui produs au fost plasticul de tip ABS (80%) si fibra de carbon (20%).

Crearea primului autovehicul printr-un proces de printare 3D a durat putin peste 2 luni, de la design, pana la obtinerea produsului final.

Spre ce ne indreptam?

Tevi care se autorepara, organe perfect functionale, tricouri antiglont si lista poate continua...

In viitor, tot ceea ce cunoastem ar putea fi fabricat mult mai aproape de noi. Sa presupunem ca intr-o zi, fiind acasa, observam ca s-a defectat o componenta a masinii de spalat. Acest lucru va putea fi rezolvat prin simpla cautare pe internet a acelei componente, descarcarea ei si printarea acasa sau la un centru de printare 3D din cartierul in care locuim.

Printare 4D?

Am vazut mai sus cate lucruri pot fi realizate prin tehnologii de printare 3D, dar oare suntem pregatiti pentru prototiparea 4D?

Prin aceasta tehnologie, se poate crea un obiect 3D, care la un anumit moment poate sa se auto-asambleze sau sa-si schimbe forma, in cazul unor schimbari din mediul in care este amplasat, precum temperatura sau umiditatea.

Aceste tehnologii sunt deja studiate si testate, iar domeniile in care ar putea fi aplicate sunt nenumarate.

Imaginati-va o teava hidraulica care se poate repara singura in cazul in care sufera anumite accidente, pregatiti-va sa purtati o pereche de pantofi care in momentul in care incepeti sa alergati se transforma in pantofi de alergat sau care devin impermeabili in mementul in care incepe sa ploua. Posibilitatile oferite de aceasta tehnologiei sunt imense si cu o aplicabilitate larga, in toate aspectele vietii de zi cu zi.

Prototiparea 3D este o modalitate de a obtine mai ieftin, mai rapid si mai precis a obiectelor de care avem nevoie in viata de zi cu zi. Probabil ca vom continua sa ne punem cate un pantof pe fiecare picior pe rand, dar acei pantofi ar putea fi fabricati chiar la noi acasa, folosind materiale complexe, create de un computer special pentru noi, tinand cont de dimensiunea piciorului si istoricul folosirii altor tipuri de pantofi.

Subiectul despre care alianța de guvernare evită să vorbească în an electoral: „O situație mult mai gravă decât s-a anticipat”

Bugetul României a ajuns într-o stare critică, avertizează din ce în ce mai mulți economiști. Sarabanda scumpirilor pe bandă rulantă, majorarea taxelor și a impozitelor reflectă cel mai...

Samsung ar putea lansa ceasuri inteligente cu o funcție de monitorizare a glicemiei

Un nou raport sugerează că Samsung ar putea introduce monitorizarea glicemiei în ceasurile sale inteligente de generație următoare, o inovație care ar putea transforma modul în care...