Εκτυπώνοντας το μέλλον!

Πίσω στο 1982, ο Chuck Hull είχε την ιδέα πως χρησιμοποιώντας το φως για να δώσει σχήμα σε ένα αντικείμενο προερχόμενο από αλλεπάλληλα λεπτά στρώματα πλαστικού υλικού, θα μπορούσε να σχηματίσει τρισδιάστατες μορφές με ικανοποιητική λεπτομέρεια. Μετά από αρκετούς πειραματισμούς, ο Hull παρατήρησε πως όταν μια αχτίδα υπεριώδους ακτινοβολίας χτυπά ένα φωτοπολυμερές υγρό, το μετατρέπει σε πλαστικό. Επεκτείνοντας την παρατήρηση του, συμπέρανε πως το ίδιο συμβαίνει και με άλλα υλικά. Μπορεί ο ίδιος να μην το γνώριζε τότε, όμως είχε δημιουργήσει μια ευρεσιτεχνία που θα έφερνε ριζικές αλλαγές στην παραγωγή προϊόντων- και όχι μόνο. 

Αν μπορούμε να δώσουμε ένα ακριβές όνομα στην ευρεσιτεχνία του Hull αυτό θα ήταν “στερεολιθογραφία”, ή τρισδιάστατη εκτύπωση, και αν θα θέλαμε να το ορίσουμε, θα λέγαμε πως είναι μια μέθοδος προσθετικής κατασκευής ενός τρισδιάστατου αντικειμένου με την προσθήκη λεπτών στρωμάτων υλικού το ένα πάνω στο άλλο. 

  Με την πάροδο του χρόνου, οι παρατηρήσεις στο εργαστήριο του Chuck, πήραν σάρκα και οστά και έγιναν συσκευές 3D εκτύπωσης, ώσπου σήμερα αρκετές εταιρείες κατασκευάζουν και βελτιώνουν συνεχώς εκτυπωτές που προορίζονται είτε για μαζική παραγωγή υψηλών απαιτήσεων και μεγάλης κλίμακας, είτε για ερασιτεχνική και πειραματική χρήση. Ποια είναι όμως η διαδικασία με την οποία ο εκτυπωτής μετατρέπει μια άμορφη μάζα υλικού σε ένα λεπτομερές αντικείμενο; Το πρώτο βήμα είναι η σχεδίαση του προς δημιουργία αντικειμένου σε ένα λογισμικό τρισδιάστατης μοντελοποίησης (CAD), το οποίο στη συνέχεια μεταφορτώνεται στον εκτυπωτή. Εκεί, το επιλεγμένο υλικό εκτύπωσης θερμαίνεται  μέχρι να υγροποιηθεί, περνά από το ακροφύσιο του εκτυπωτή και καταλήγει πάνω στο προηγούμενο στρώμα υλικού. Το νέο στρώμα “δένεται’’ με το προηγούμενο και επανέρχεται σε στερεή μορφή πριν ακολουθήσει το επόμενο. Η διαδικασία, που μπορεί να διαρκέσει από λεπτά έως ώρες ανάλογα με το μέγεθος και την πολυπλοκότητα του αντικειμένου,  επαναλαμβάνεται μέχρι  αυτό να αποκτήσει την τελική του μορφή. Τα στρώματα υλικού δεν ξεπερνούν τα 0,1mm ενώ τα υλικά εκτύπωσης ποικίλουν  ανάλογα και με την φύση του αντικειμένου (πλαστικά, κεραμικά, ρητίνη, μέταλλα, άμμος).

Η εδραίωση της τρισδιάστατης εκτύπωσης άλλαξε τα δεδομένα την παραγωγής προϊόντων λόγω των συγκριτικών πλεονεκτημάτων της σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους παραγωγής και κατεργασίας. Αρχικά, η 3D εκτύπωση αποδεικνύεται ως η οικονομικότερη μορφή παραγωγής καθώς ο χρόνος παραγωγής μειώνεται δραματικά, η σπατάλη υλικού είναι μηδενική αλλά και διευκολύνει την παραγωγή μικρών, δοκιμαστικών παρτίδων προϊόντων. Επίσης, η χρήση εκτυπωτών τοπικοποιεί την παραγωγή, εξαλείφει τα κόστη μεταφορών και χαρίζει αυτονομία. Ακόμα, διαφυλάσσεται η προστασία του περιβάλλοντος, καθώς όλα τα υλικά είναι ανακυκλώσιμα, ενώ υπάρχουν και εκτυπωτές που έχουν την δυνατότητα αυτοανακύκλωσης των υλικών τους. Τέλος, γίνεται εύκολα κατανοητό πως το 3D printing επιτρέπει την παραγωγή εξατομικευμένων και πολύπλοκων κατασκευών που με μεθόδους κατεργασίας, αφαίρεσης υλικού ή laser,  καθίστανται δύσκολες έως και αδύνατες.

Αναμφίβολα η τρισδιάστατη εκτύπωση έχοντας καίρια θέση στην παραγωγή προϊόντων δεν σταματά να εξελίσσεται βρίσκοντας εφαρμογή σε όλο και περισσότερους τομείς . οι νεότεροι από αυτούς είναι η βιοιατρική, η αρχιτεκτονική, ακόμη και το φαγητό! Πριν λίγο καιρό γίναμε μάρτυρες τρισδιάστατης εκτύπωσης μυικών κυττάρων αλλα και τροφών ανοίγοντας τον δρόμο στη δημιουργία νέας βιομηχανίας βασισμένης στο 3D printing. Οι ιδέες των επιστημόνων και των μηχανικών είναι αυτές που φωτίζουν το δρόμο της πορείας μιας ευρεσιτεχνίας που μπορεί να έχει ήδη παρελθόν, δεν παύει όμως να έχει και μέλλον το οποίο διαφαίνεται λαμπρό!

Ηλεκτρονικές πηγές:

• www.wikipedia.org , Τρισδιάστατη εκτύπωση , διαθέσιμο στο: https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A4%CF%81%CE%B9%CF%83%CE%B4%CE%B9%CE%AC%CF%83%CF%84%CE%B1%CF%84%CE%B7_%CE%B5%CE%BA%CF%84%CF%8D%CF%80%CF%89%CF%83%CE%B7 , (ανακτήθηκε στις 28/3/2021 20.00)

• www.pcsteps.gr , Τι είναι Τρισδιάστατη Εκτύπωση και Ποιες οι Εφαρμογές της διαθέσιμο στο: https://www.pcsteps.gr/100046-%CF%84%CF%81%CE%B9%CF%83%CE%B4%CE%B9%CE%AC%CF%83%CF%84%CE%B1%CF%84%CE%B7-%, (ανακτήθηκε στις 28/3/2021 20.00)

Πηγή εικόνων: https://unsplash.com/ 

Αρθρογράφος: Στράτος Παππάς

Επιμέλεια: Insider View 24