Druk 3D, czyli drukowanie przestrzenne, jest technologicznym przełomem, który coraz bardziej zmienia nasze podejście do projektowania i produkcji. Pozwala na materializację pomysłów w sposób, który jeszcze kilka dekad temu byłby uznany za science fiction. Dzięki tej technologii inżynierowie i konstruktorzy mogą szybko przekształcać cyfrowe modele w fizyczne obiekty, otwierając nowe możliwości w dziedzinach takich jak medycyna, budownictwo, a nawet moda.

Fot. 1. Drukarka 3D – Wikimedia  Autorstwa Bart Dring

Historia i rozwój

Początki druku 3D sięgają 1984 roku, kiedy to Chuck Hull opracował technikę stereolitografii (SLA), stawiając pierwsze kroki w kierunku szybkiego prototypowania. W latach 90. XX wieku pojawiły się nowe techniki, takie jak osadzanie topionego materiału (FDM) opracowane przez Scotta Crumpa, współzałożyciela firmy Stratasys, oraz Selective Laser Sintering (SLS), które umożliwiły drukowanie bardziej złożonych i dokładnych obiektów. To było również dziesięciolecie, w którym druk 3D zaczął wykraczać poza laboratoria i prototypownie, stopniowo stając się narzędziem produkcji końcowej.

Rok 2006 przyniósł kolejną rewolucję, kiedy to Adrian Bowyer zaprezentował projekt RepRap - pierwszą samoreplikującą się drukarkę 3D, mającą na celu demokratyzację tej technologii. To z kolei spowodowało eksplozję innowacji i zainteresowania drukiem 3D na poziomie hobbystycznym i edukacyjnym.

Druga i trzecia dekada lat 2000 to już regularne i coraz bardziej efektywne wykorzystywanie druku 3D w przemyśle, produkcji, nauce i biznesie.

Technologie i materiały

Druk 3D obejmuje różnorodne technologie, m.in. FDM, SLA i SLS, które różnią się metodami pracy i dokładnością. Wykorzystanie rozmaitych materiałów, od plastików po metale i żywice, otwiera szerokie możliwości zastosowań. Do najpopularniejszych rodzajów druku 3D należą m.in.:

• FDM (ang. Fused Deposition Modelling), gdzie materiał termoplastyczny jest wyciskany przez dysze.
• MJP (ang. Multi Jet Printing), w którym fotopolimer jest rozprowadzany warstwami i utwardzany światłem UV.
• CJP (ang. Color Jet Printing), gdzie proszek gipsowy jest kolorowany za pomocą tuszu, umożliwiając tworzenie modeli w pełnym kolorze.
• DLP (ang. Digital Light Processing), gdzie światło projektora utwardza światłoczułe materiały.
• SLA (Stereolitografia), gdzie lasery utwardzają żywice, tworząc detale z wysoką dokładnością.
• SLS (ang. Selective Laser Sintering), technika, w której laser stopniowo spieka proszek budulcowy, umożliwiając tworzenie złożonych geometrii.
• DMLS (ang. Direct Metal Laser Sintering), gdzie metale w proszku są topione za pomocą wysokoenergetycznego lasera, co pozwala na produkcję metalowych komponentów.
• Binder Jetting, technika, w której proszki, metaliczne lub piaskowe, są spajane za pomocą spoiwa ciekłego, umożliwiając tworzenie części z różnych materiałów.

Fot. 2. Pierwszy w Polsce pomnik wykonany z materiałów polimerowych i grafenu w technologii druku przestrzennego. Odsłonięty 26 czerwca 2018 na terenie Akademii Techiczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej. Przedstawia poetkę Kazimierę Alberti. – Wikimedia  Autorstwa Jacek Proszyk

 Zastosowania

Zastosowania druku 3D są równie zróżnicowane jak jego technologie. W przemyśle druk 3D umożliwia tworzenie części na żądanie, redukując koszty magazynowania i umożliwiając personalizację produktów. W medycynie, drukowanie protez, implantów, a nawet tkanki otwiera nowe perspektywy dla leczenia i rehabilitacji. W budownictwie, druk 3D pozwala na eksperymentowanie z nowymi formami i technikami budowlanymi, oferując potencjalne rozwiązania dla kryzysu mieszkaniowego. W dziedzinie edukacji, umożliwia przyspieszenie procesu nauki poprzez praktyczne zastosowanie teorii w tworzeniu modeli i prototypów.

Przyszłość i wyzwania

Potencjał druku 3D wydaje się nieograniczony, od personalizowanej produkcji po kolonizację kosmosu. Wyzwania dotyczą regulacji prawnych, etycznych i bezpieczeństwa, zwłaszcza w kontekście zagrożeń zdrowotnych związanych z emisją szkodliwych substancji.

Druk 3D to technologia, która zmieniła sposób myślenia o produkcji i projektowaniu, oferując niezliczone możliwości w różnych dziedzinach. Mimo to, wyzwania dotyczące regulacji i bezpieczeństwa wymagają uwagi, aby w pełni wykorzystać jej potencjał przy minimalizacji ryzyka.

Źródło: Wikipedia.