Síkból térbe

Úgy egy évtizede komoly fejlődésen ment át a hagyományos, papír alapú, mai nézőpontból akár 2D-nek is joggal nevezhető digitális nyomtatás. Tökéletesedtek a tintasugaras, LED-es és lézeres nyomtatási technológiák, így ma már a legolcsóbb otthoni tintasugaras printer is fotóminőségben nyomtat, ráadásul az évek során nagyságrendnyit esett a kellékanyagok ára és ezzel az egy oldalra eső nyomtatási költség is. Mára a 2D nyomtatás gyakorlatilag mindenkié, és megeshet, hogy ugyanez hamarosan a 3D nyomtatás terén is bekövetkezik.

Kissé nehéz lehet első hallásra elképzelni, hogy miként is működik a 3D nyomtatás, hiszen a nyomtatás fogalmát a papírhoz kötjük, ami kifejezetten sík terep. Ugyanakkor,  több száz vékony papírlap egymásra helyezve már egy vastag köteget, könyvet eredményez, aminek már van térbeli kiterjedése is. Ugyanilyen elven dolgoznak a 3D nyomtatási technológiák, bármelyik válfajukról legyen is szó: a térbeli testeket vékony szeletekre bontva, egymásra épített rétegenként állítják elő. Tehát, ellentétben a hagyományos forgácsolással (így dolgozik a reszelő, véső, az esztergagép vagy a marógép), a 3D nyomtatás nem egy tömbből választja le a felesleges részeket, hanem additív módszerrel dolgozik, csak a szükséges pozíciókban helyezi el vagy szilárdítja meg a modellezőanyagot. Az apró részek egymáshoz forrnak, a rétegek összetapadnak (esetleg ragasztják őket) és végül előáll a megálmodott test. A részletek a technológia függvényében változhatnak, ezekre kitérünk még a továbbiakban.

Összetett nyomtatott alakzatok

Az alapoktól fogva digitális tervezés és kivitelezés, valamint az additív gyártási technológia révén 3D nyomtatással tetszőleges összetettségű modellt lehet előállítani anélkül, hogy a folyamatot fázisokra kellene bontanunk vagy szerszámot kellene váltani. Még az is megoldható, hogy mozgó alkatrészeket egyenesen a helyükre nyomtassunk, megfelelő 3D printerrel akár egy működő óraszerkezet alapjait is előállíthatjuk egyben, már csak a rugót kell a helyére pattintanunk.

Idő és pénz

Sokan mondják, hogy a 3D nyomtatás nagyon drága, ami részben igaz is, hiszen az olcsó nyomtatókban használatos ABS műanyagszál alapanyag ára is 20 dollár körül kezdődik kilogrammonként. (Érdemes a www.3ders.org táblázatát böngészni, hazai nyilvános árlisták egyelőre nincsenek.) Ez otthoni felhasználásra tényleg nem olcsó, ugyanakkor azt is érdemes figyelembe venni, hogy egy tervező, dizájner számára ez milyen hatékony prezentációs lehetőséget (kézbe fogható méretarányos modellt) jelent, illetve, hogy egy projekt során milyen sok felesleges kiadást kerülhetnek el vele. Hagyományosan egy tervezőnek nem csak azt kell észben tartania, hogy a kitűzött célnak megfelel-e a munkája, hanem azt is, hogy a rendelkezésre álló megmunkálási módszerekkel ésszerű költségek mellett lehet-e előállítani. A többszörösen összetett formák megnehezítik a szakmunkaerő dolgát és drágábbá teszik a gyártást, a természetes ívek és szokatlan geometriájú tárgyak elkészítése pedig annyira drága, hogy csak öntőformákkal éri meg – persze csakis sorozatgyártás esetében. A hagyományos tervezés és gyártás során ezért viszonylag magas a prototípusgyártás költsége, ezért nem is szokás több változat elkészítése, a megrendelő általában csak a tervek között válogathat. Sok probléma viszont csak fizikai makett esetén ötlik szembe, az újratervezés és az ismételt protogyártás pedig komoly többletköltséget jelent.

Ma már nem kell gyufaszálból öszeragasztani az Eiffel tornyot

A 3D nyomtatás lehetővé teszi, hogy az eddigieknél sokkal olcsóbban és gyorsabban (néhány óra vagy nap alatt) készíthessünk el modelleket, arányos formaterveket. Minden 3D nyomtatási eljárás egypéldányos, azaz a korlátozott sebesség miatt csak alacsony darabszám esetén éri meg használni, ugyanakkor viszonylag gyorsan előállíthatunk egy igen bonyolult formát is a printerrel, hogy aztán a kisszériás sorozatgyártást már olcsó poliuretán öntéssel vagy viasznyomással tudhassuk le. (Megfelelő technológiával és anyagból öntőformák is készíthetők.) Ez az eredeti modell tervének birtokában egy CAD alkalmazással nem nagy ügy, minimális munkát jelent csak.

Persze a nehezen vagy egyáltalán nem beszerezhető pótalkatrészek, az egyedi projektek vagy akár az egyéni kiegészítők (pl. telefontok) készítése is kifizetődő lehet 3D nyomtatóval. A technológia orvosi alkalmazása is lehetséges, implantátumok és egyes mesterséges szervek ma is elkészíthetők, és az emberi testben felhasználható szövetek nyomtatásán is dolgoznak. Számos technológiát kifejlesztettek már és fejlesztenek ma is, az alkalmazható anyagok és a felbontás terén is folyamatos előrelépés tapasztalható, ez pedig meghatározó abból a szempontból, hogy mi mindenre lehet jó a kész modell.

FDM technológiával készült Yoda figurák a 2B3D kiállításon – a fröccsöntés tömegcikkeknél egyelőre úgy százszor olcsóbb, a 3D printerek az egyedi, kis sorozatú munkáknál hatékonyak

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!