3D Printers: Όταν η φαντασία δεν έχει όρια!

Πώς θα σου φαινόταν αν μπορούσες να τυπώσεις ένα τρισδιάστατο μοντέλο του Iron Man με ελάχιστα κλικ; Ένα διακοσμητικό που σχεδίασες στο χαρτί και θα ήθελες να κοσμεί το χώρο σου;  Και για να το πάμε ένα βήμα παραπέρα, τι θα ελέγες αν από έναν εκτυπωτή μπορούσες να τυπώσεις ένα ολόκληρο σπίτι, τα εξαρτήματα ενός αυτοκινήτου ή ένα λειτουργικό ανθρώπινο όργανο; Όλα αυτά μπορεί να φαντάζουν ως σενάρια επιστημονικής φαντασίας αλλά είναι ήδη εφικτά, χάρη στην τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης (3D Printing), μία από τις σημαντικότερες τεχνολογίες των τελευταίων δεκαετιών, οι δυνατότητες της οποίας πολλαπλασιάζονται με γοργούς ρυθμούς.

H ιστορία της στερεολιθογραφίας

Η τρισδιάστατη εκτύπωση πρωτοεφευρέθηκε στα 1982 από τον Chuck Hull. Ο Hull είχε την ιδέα ότι αν μπορούσε να τοποθετήσει χιλιάδες λεπτά στρώματα πλαστικού το ένα πάνω από το άλλο και στη συνέχεια να χαράξει το σχήμα τους, χρησιμοποιώντας το φως, τότε θα ήταν σε θέση να σχηματίσει τρισδιάστατα αντικείμενα. Μετά από ένα χρόνο πειραματιζόμενος με τις ιδέες αυτές, ανέπτυξε ένα σύστημα όπου μια συμπυκνωμένη ακτίνα υπεριώδους φωτός, κινούμενη υπό τον έλεγχο ενός υπολογιστή, χτυπά την επιφάνεια ενός κάδου γεμάτο με υγρό φωτοπολυμερές και όπου χτυπά το υγρό αυτό μετατρέπεται σε ένα τύπο πλαστικού σε σταθερή μορφή. Ο Hull συνειδητοποίησε ότι το εύρημά του δεν περιοριζόταν σε υγρά στοιχεία και ως εκ τούτου η ευρεσιτεχνία του ονομάστηκε στερεολιθογραφία (3D Printing) και οι συσκευές - μέσω των οποίων πραγματοποιείται η δυγκεκριμένη διαδικασία - ονομάστηκαν τρισδιάστατοι εκτυπωτές (3D printers). Τα υλικά που συνήθως χρησιμοποιούνται στις τρισδιάστες εκτυπώσεις είναι το πλαστικό, το καουτσούκ, ο ψαμμίτης, διάφορα ειδικά κράματα μετάλλων, αλλά και σειρά άλλων υλικών. Στα πιο δημοφιλή συγκαταλέγεται το PLA, ένα ιδιαίτερα εύπλαστο θερμοπλαστικό, που εκτός από ιδιαίτερα προσιτό είναι και βιοδιασπώμενο, άρα και ιδιαίτερα φιλικό προς το περιβάλλον. Η τεχνολογία των 3D εκτυπωτών βρίσκει επίσης χρήση στους τομείς του κοσμήματος, του βιομηχανικού σχεδιασμού, της αρχιτεκτονικής, της μηχανικής, στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική (σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας), την οδοντιατρική και ιατρική βιομηχανία, την εκπαίδευση, τη χαρτογράφηση πληροφοριακών συστημάτων, σε έργα πολιτικών μηχανικών - ακόμα και για την παρασκευή τροφίμων!

Πώς δουλεύει ο 3D εκτυπωτής;

Όπως ακριβώς ένας εκτυπωτής ψεκασμού μελάνης προσθέτει μεμονωμένες κουκίδες του μελανιού για να σχηματίσουν μια εικόνα, ένας 3D εκτυπωτής προσθέτει υλικό μόνο όπου χρειάζεται, ακολουθώντας εντολές από ένα ψηφιακό αρχείο. Μόλις φορτωθεί το ψηφιακό μοντέλο στον εκτυπωτή, αυτό αναλαμβάνει αυτόματα τη δημιουργία του επιθυμητού αντικειμένου. Το υλικό εκτύπωσης (κατά κανόνα ένα πλαστικό νήμα) θερμαίνεται, μέχρις ότου υγροποιείται και εξωθείται μέσω του ακροφυσίου εκτύπωσης. Χρησιμοποιώντας πληροφορίες από το ψηφιακό αρχείο, ο σχεδιασμός είναι χωρισμένος σε λεπτές δισδιάστατες διατομές, ώστε ο εκτυπωτής να ξέρει ακριβώς πού να τοποθετήσει το πλαστικό υλικό (πολυμερές) μέσω του ακροφυσίου σε λεπτές στρώσεις (συνήθως 0,1mm πάχος). Το πολυμερές στερεοποιείται γρήγορα και δένεται με το κάτω στρώμα του υλικού, πριν χαμηλώσει η πλατφόρμα και η κεφαλή εκτύπωσης προσθέσει άλλο στρώμα. Ανάλογα με το μέγεθος και την πολυπλοκότητα του αντικειμένου, η όλη διαδικασία μπορεί να διαρκέσει από λεπτά έως ημέρες.

5 λόγοι για να αγοράσεις έναν 3D εκτυπωτή!

Μοντέλα, τα οποία απευθύνονται σε τελικούς καταναλωτές, κυκλοφορούν εδώ και αρκετά χρόνια. Η πτώση των τιμών τους και η εντυπωσιακή βελτίωση των δυνατοτήτων τους, τα καθιστά ολοένα και πιο προσιτά, ενώ όλο και περισσότερα, έτοιμα αρχεία εκτύπωσης, διατίθενται σε σχετικές ιστοσελίδες. Γιατί να προβεί στην αγορά ενός 3D εκτυπωτή; Οι λόγοι είναι πολλοί, ωστόσο εμείς θα αναλύσουμε πέντε από αυτούς:

• Δημιουργικότητα: Με ένα 3D εκτυπωτή, μπορείς να δημιουργήσεις διάφορα διακοσμητικά ή πρακτικά αντικείμενα - ακόμα και μικρά έργα τέχνης - τα οποία θα μπορείς να χρησιμοποιήσεις στο σπίτι, στο γραφείο ή να τα χαρίσεις σε φίλους σου. Εάν είσαι εντελώς αρχάριος, αφιέρωσε λίγο χρόνο για να μάθεις τα βασικά και στη συνέχεια πειραματίσου με τον εκτυπωτή, προκειμένουν να ανακαλύψεις τις πραγματικές δυνατότητές του. Η διαδικασία δεν είναι απλά διασκεδαστική αλλά και επιμορφωτική.
• Εξοικονόμηση χρημάτων: Ένας 3D εκτυπωτής σου δίνει τη δυνατότητα να εκτυπώσεις πράγματα, για τα οποία ενδεχομένως θα έδινες χρήματα (θήκες, βάσεις, κρίκους, κρεμάστρες, καπάκια κα.), μιας και το συγκεκριμένο αντικείμενο θα μπορεί να εκτυπωθεί απεριόριστες φορές, όποτε χρειαστεί.

• Εκπαίδευση: Οι 3D εκτυπωτές λειτουργούν ως «μαγνήτες» για τα παιδιά, δίνοντάς τους τη δυνατότητα να υλοποιήσουν καινοτόμες ιδέες, να δημιουργήσουν μικροαντικείμενα ή τρισδιάστατα εκπαιδευτικά μοντέλα - αναπτύσσοντας παράλληλα τις δεξιότητες και τις γνώσεις τους. Παράλληλα, η δημιουργία τρισδιάστατων αντικειμένων τους δίνει τη δυνατότητα να αντιληφθούν ευκολότερα τις αφηρημένες έννοιες. ΠΡΟΣΟΧΗ: Η χρήση 3D εκτυπωτών απαιτεί επίβλεψη, λόγω των υψηλών θερμοκρρασιών που αναπτύσσονται στην κεφαλή τους.
• Είναι ταχύτερος από οποιοδήποτε... κούριερ: Οι 3D εκτυπωτές σου δίνουν τη δυνατότητα να αντικαταστήσεις ένα εξάρτημα ταχύτερα από οποιοδήποτε κατάστημα, όπου κι να βρίσκεσαι. Γι' αυτό και η συνεισφορά τους πχ. στις διαστημικές αποστολές θεωρείται εξαιρετικά σημαντική, καθώς οι αστροναύτες θα μπορούν να τυπώσουν ό,τι χρειάζονται, τη στιγμή που το χρειάζονται, εξοικονομώντας πόρους και αποθηκευτικό χώρο.
• Είναι η τεχνολογία του μέλλοντος: Εκτιμάται ότι σήμερα υπάρχουν περίπου μισό εκατομμύριο 3D εκτυπωτές σε όλο τον πλανήτη και οι αναλυτές εκτιμούν ότι ο αριθμός τους θα διπλασιάζεται για τα επόμενα τουλάχιστον πέντε χρόνια. Οι επιχειρηματικές και προσωπικές χρήσεις της τεχνολογίας αυτής θα μεταμορφώσουν την καθημερινότητα μας. Αγοράζοντας έναν 3D εκτυπωτή θα σου επιτρέψει να πάρεις μέρος σε αυτή την επανάσταση, προετοιμάζοντας τον εαυτό σου και την οικογένειά σου για το μέλλον.