Post details

A 3D nyomtatók forradalma

„Új ipari forradalom előtt állunk” – állítja a média lépten-nyomon a sokat taglalt 3D nyomtatás kapcsán. A szlogennek igaza van, hiszen a technológia gyakorlatilag a teljes könnyű- és nehézipari termelést érinti, ugyanakkor egy dologban mégis téved: a 3D nyomtatás nem a jövőnk, hanem a jelenünk. Sőt, az első 3D nyomtatót az 1980-as években szabadalmaztatták az Egyesült Államokban.

A 3D nyomtató digitális, térbeli modellekből képes – nevéhez hűen – háromdimenziós tárgyakat „nyomtatni”. Az iparban használatos forgácsolási (szubtraktív) technikát felváltva ezek az eszközök ún. additív technikával dolgoznak: ahelyett, hogy egy nagyobb tömbből vágnák ki a kívánt formát, azt rétegenként olvasztják egymásra porból vagy folyadékból. A nyomtatóba típusától, funkciójától, és a létrehozni kívánt tárgytól függően többféle „patron” kerülhet: a technika mai állása szerint képesek vagyunk különböző műanyagokból, fémekből (acélból, alumíniumból, titániumból), sőt még kerámiából is előállítani bizonyos eszközöket. Jelenleg a 3D nyomtatás fő használati területe a gyors prototípuskészítés – mely leginkább műanyagból készül –, hiszen a technológia még nem annyira kiforrott (és a hozzávalók sajnos nem annyira olcsóak), hogy nagyipari sorozatgyártásba lehetne illeszteni. Ugyanakkor az elmúlt évek tendenciája azt mutatja, hogy az eljárás elképesztő iramban terjed mind az ipari-, mind a magánfelhasználók körében, az alkalmazási területek pedig egyre bővülnek. Ebben nagy segítséget nyújt a 3D nyomtatás pionír közösségének kimondatlan alapszabálya, mely szerint a forráskódokat nyíltan megosztják egymással az interneten, ezáltal szabadon fejleszthetővé teszik őket, valamint így mindenki által kinyomtathatóvá válik egy-egy modellezett darab.

Miért forradalmi vívmány tehát a 3D nyomtatás technikája? Először is nagyban csökkenti a gyártás költségeit. A kezdeti beruházások megtérültével csak a puszta haszon marad, mivel a forgácsolás elvetésével gyakorlatilag nem keletkezik fölösleges hulladékanyag. Ha a háztartási nyomtatásra gondolunk, még egyszerűbben elképzelhetjük a lehetséges előnyöket: egyelőre kissé futurisztikusnak tűnik a gondolat, de ha a zuhanyfejtől a fokhagymaprésig mindent kinyomtathatunk otthon, ezeket nem kell vásárlói forgalomban, kiskereskedelmi árréssel megfejelve beszereznünk…

Az olcsóságon túl meg kell említenünk, hogy a digitális modellek után nyomtatott tárgyak jóval gyorsabban készülnek el, illetve sokkal precízebbek lehetnek, mint hagyományos technikával gyártott társaik. Ennek főleg az iparban van jelentősége, ahol egy-egy elromlott alkatrészre ily módon nem kell akár hónapokat várni, és az új elem mindenben tökéletesen illeszkedik a géphez. Az újrahasznosítás kérdését is pozitívan érinti a téma, hiszen talán nem túl távoli az a jövő, melyben egyes hulladéktípusok – kellő kezelés után – nyomtatópatronná avanzsálhatnak.

A 3D nyomtatás egyik legnagyobb áttörési lehetősége valószínűleg az orvostudományban rejlik. Már pótoltak így sérült emberi koponyacsontot, illetve mentették meg egy baba életét, aki hiányos légcsővel jött a világra. Protézisek, implantátumok, fogkoronák (sőt akár teljes fogsorok) már napjainkban is készülnek ezzel a technikával. Itt is nagy jelentőséggel bír a precizitás és a rugalmas személyre szabhatóság attribútuma, hiszen minden páciensről pontos minta készül, ami alapján a kívánt pótlás hibátlan formában állítható elő. Az élő szövetek „legyártása” is lehetséges már, azonban mivel még nincs átfogó szabályozás a bionyomtatásra, ez a legtöbb helyen még tiltott tevékenység (a baba esete egyszeri történet volt, orvosai külön engedélyt kaptak a beavatkozásra). Egyes kutatók már azt is reálisnak látják, hogy akár 10 éven belül teljes szerveket nyomtathatunk így, megoldva ezzel például az égési sérülések bőrpótlását, vagy a veseátültetések példátlanul hosszú várólistájának nagyon is kritikussá váló problémáját.

Szót kell, hogy ejtsünk azonban a 3D nyomtatók terjedésének egy olyan árnyoldaláról is, mely talán a legnagyobb veszélyt rejti magában. Az utóbbi egy évben nagy nyilvánosságot kapott az a 25 éves amerikai joghallgató, aki már elkészítette az otthon, házilag is kinyomtatható pisztoly, a Liberator prototípusát, melyet kizárólag műanyag alkatrészekből állított elő. Nem sokkal az eset kiváltotta sajtóviharokat követően ismét meghosszabbításra került az az 1988 óta érvényben lévő amerikai jogszabály, mely betiltja a fémdetektorokkal nem érzékelhető lőfegyvereket. A Liberator-ba így bekerült egy teljesen funkció nélküli acéltüske, és ezáltal az otthon gyártott pisztoly jogilag teljesen legálissá vált az Egyesült Államokban. A sorozatszám nélküli, lekövethetetlen lőfegyverek nem kis fenyegetést jelentenek a már amúgy is ingatag lábakon álló amerikai közbiztonságra, mivel előállításuk és birtoklásuk jelenleg nincs törvényileg szabályozva. Természetesen a 3D nyomtatás rohamos terjedése és az interneten nyíltan megosztott tervek tükrében ez nem várathat sokáig magára.

A fentiek jól illusztrálják, hogy a 3D nyomtatás nagyon sok tekintetben forradalmasíthatja a mindennapjainkat. Az autóipar, a repülőgépgyártás, az építőipar, az ékszerkészítés, a textilipar, sőt még a lóversenyzés is új korszakába léphet, mikor egész házakat, humanoid robotokat, jegygyűrűket, öltönyöket, vagy akár extra könnyű titánpatkókat nyomtathatunk ki magunknak rekord sebességgel. A NASA még az űrbe is küld – jelenleg még tesztelés alatt álló – 3D nyomtató eszközöket, mivel ott is szükség van az alkatrészek gyors, rugalmas és precíz előállítására.

Magyarországon a 3D nyomtatás még igen messze van attól, hogy mindennapossá váljon. Egyelőre csak néhány cég, valamit a BME Polimertechnikai Tanszéke foglalkozik a technológiával olyan szinten, hogy kisszériás gyártásra is képesek – például a tanszékről a Lamborghininek és más nemzetközi vállalatoknak szállítanak alkatrészeket. A 3D nyomtatás azonban egy olyan iparág, ahol egy-két év is nagy változásokat hozhat. Érdemes figyelemmel követni a hazai és a nemzetközi sajtót az újdonságokért, hiszen az új ipari forradalom már elkezdődött, és a törvényi keretek, a szabadalmak és a kereskedelmi játékszabályok csak loholnak a technológiai fejlődés nyomában.