Industrija, astronavtika in medicina: za kaj se uporablja 3D tiskanje?
3D tiskalniki nimajo več svojega mesta samo na mizah tehnoloških navdušencev. Tridimenzionalni tisk je prodrl tudi v industrijo in medicino ter postal milijardni posel. 3D-tiskalniki vračajo zdravje bolnim, pocenijo in pospešijo proizvodnjo – in bodo igrali ključno vlogo pri naselitvi lune in Marsa.
O principu tridimenzionalnega tiskanja smo podrobno pisali v enem od prejšnjih člankov, zato vas samo spomnimo: 3D tisk je metoda, kjer fizični predmet natisnemo iz digitalne predloge (pridobljene npr. s 3D-skeniranjem) z zaporednim nanosom materiala – najpogosteje staljene plastike.
Tiskati je mogoče dovršene predmete z nanometrično ločljivostjo, pa tudi velikanske izdelke, ki dosežejo velikost do 10 metrov. Poleg domačega tiskanja za zabavo so 3D-tiskalniki že vstopili v industrijsko poslovanje, kjer so jih (kot tako imenovano aditivno proizvodnjo) postavili ob bok obdelavi, struženju in drugim proizvodnim procesom.
Za kaj točno se uporablja 3D tiskanje?
Industrija: tiskanje prototipov in rezervnih delov
3D-tiskanje je priljubljeno orodje predvsem v avtomobilski in vesoljski industriji, kjer skrajša čas med zasnovo in izdelavo prototipa. Poleg tega 3D tiskalniki proizvajajo pripomočke za sestavljanje (npr. vpenjalne dele), kalupe za stiskanje ali rezervne kovinske dele za proizvodno opremo.
Vzdrževalci na nadomestne dele ne čakajo tedne, ampak le nekaj ur – dokler se del ne natisne. Tisk iz kovin (titan, aluminij, jeklo in drugi) deluje na principu laserskega spajkanja kovinskega prahu. Oglejte si video za predstavitev:
Priljubljen postaja tudi tisk iz keramike. Uporablja se na primer za izdelavo ognjevzdržnih delov za peči ali izdelavo komponent za visokonapetostne sisteme. Tiskanje lahkih, trdnih delov iz ogljikovega kompozita je relativna novost.
3D tiskalniki kot pionir človeškega znanja
Poleg tiskanja delov za sisteme za gorivo in druge letalske komponente je pozornost znanstvenikov in inženirjev usmerjena v možno uporabo 3D-tiskanja pri gradnji naselij na Luni in Marsu.
Tehnologija tiskanja iz gradbenih materialov (mešanica betona, peska in steklenih vlaken) je preizkušena in čeprav še ni prodrla v gradbeno prakso, kaže možno pot bodoče naselitve teles v Osončju.
3D-tiskanje stanovanjskih kompleksov bi kolonizacijo tako Marsa kot Lune občutno pocenilo. Dovolj bi bilo, da bi odnesli in prepeljali le ključne sestavne dele konstrukcij - ostalo bi izdelal sistem tiskalnikov iz lokalnih surovin kar na mestu bodoče kolonije.
To je med drugim pomembno zato, ker bi morali biti lunarni in marsovski habitati zaščiteni pred močnim, zelo nevarnim UV-sevanjem. Na Luni je predlagana uporaba kamnine, imenovane regolit, v primeru Marsa bi bilo mogoče uporabiti vseprisotni pesek. 3D tiskalniki v vesolju niso nič novega. Na Mednarodni vesoljski postaji (ISS) že nekaj let potekajo poskusi s tridimenzionalnim tiskanjem.
Pot do tiskanja nadomestnih organov
3D-tiskanje največ pozornosti namenja področju medicine. Že danes se uporablja za tiskanje modelov organov pred težkimi kirurškimi posegi. Fizični model ledvice ali jeter pomaga kirurgom pri izbiri pravilnega reza in posega ter do določene mere preizkusiti operacijo. Zdravniki pridobijo informacije o obliki organov s pomočjo tomografije in drugih metod skeniranja.
3D tiskalniki se običajno uporabljajo za izdelavo sklepnih protez ali zobnih kron in vsadkov. V eksperimentalni fazi so poskusi tiskanja preprostih tkiv, ko se kot »črnilo« uporablja raztopina s celicami. Med drugim je znanstvenikom že uspelo natisniti maketo človeškega srca:
Natisnjeno srce vključuje žilni sistem ter par preddvorov in prekatov
Tiskanje organov bi povzročilo revolucijo, podobno uvedbi antibiotikov. Prejemnikov imunski sistem se na presajene organe živih ali mrtvih darovalcev odzove negativno – če imunosti ne bi zatrli z zdravili, bi telo postopoma uničilo presajeni organ. Pri organih, natisnjenih iz pacientovih lastnih celic, pa nevarnosti podobne reakcije ne bi bilo.
Podobni članki
5 minut branja
Kako deluje namizni 3D tiskalnik: Osnovne tehnologije 3D tiskanja
Kljub temu, da je tehnologija 3D tiska z nami že več kot 30 let, šele v zadnjem času počasi, a zanesljivo prihaja v ospredje zanimanja ne le tehnoloških navdušencev, ampak tudi navadnih smrtnikov. Levji delež k temu prispevata nenehno padajoča cena tiskalnikov, pa tudi njihova izjemno široka uporabnost, saj je mogoče po njihovi zaslugi ustvariti skoraj vse, kar vam pade na pamet. Na takšen način je mogoče rešiti marsikatero zapleteno domačo in službeno težavo, in to še relativno poceni, saj je razen nabavne cene delovanje 3D tiskalnika zelo poceni zadeva. Če vas ta tehnologija zanima, vam bomo v naslednjih vrsticah na kratko razložili, kako pravzaprav 3D tiskalnik deluje in v čem se posamezni modeli med seboj razlikujejo.
Cel članek »
2 minute branja
Vodnik po 3D skenerjih: kakšne so njihove prednosti in slabosti?
Še pred nekaj leti tehnologija iz znanstvenofantastičnih knjig, danes pa vsakodnevna rutina. 3D skeniranje ima svoje nenadomestljivo mesto v arheologiji, medicini, pa tudi na primer pri razvoju video iger ali kartiranju terena. Zdaj lahko v 3D skener spremenimo tudi svoj pametni telefon. Več o tem lahko izveste v članku.
Cel članek »