A 3D nyomtatás jelenkora – Hétköznapi csoda vagy drága hobbi?

Technika 2024.11.10. Gyenes Gréta

A 3D nyomtatás ma már nem csak futurisztikus technológia: egyre több helyen bukkan fel a mindennapjainkban, a gyógyászattól egészen a dizájnig. Azonban kevesen tudjuk, hogy elérhető-e és megfizethető-e ez a technika a hétköznapi felhasználók számára. Cikkünkben megvizsgáljuk, hogy hol tart most ez a lenyűgöző innováció, és hogy milyen hatással van életünkre.

Mi az a 3D nyomtatás?

A 3D nyomtatás vagy additív gyártás olyan folyamat, amelynek során digitális fájlokból készítenek háromdimenziós tárgyakat. Ennek során az objektumot egymásra rakott anyagrétegek révén alakítják ki, amíg a tárgy el nem éri a végleges formáját. A 3D nyomtatás révén összetett formákat tudunk előállítani, miközben kevesebb anyagot használunk fel, mintha a hagyományos gyártási módszereket választanánk.

Hol találkozunk vele a mindennapokban?

A 3D nyomtatók képességei rohamosan fejlődnek, így a különböző anyagok – például nylon, cukor, vagy akár emberi sejtek – felhasználásával végtelen lehetőségünk nyílik kamatoztatni a technológia előnyeit. Ha mélyebben megvizsgáljuk a 3D nyomtatás által nyújtott lehetőségeket, felfedezhetjük, hogy ez a technika az életünk minden területére hatással lehet.

A divat területét tanulmányozva megállapíthatjuk, hogy manapság már számos ruházati cikk (TPU 92A-1 anyagból), ékszer (nylonból) és futócipő (nylon poliamid porból) készül 3D nyomtatással.

Az orvostudományon belül bionikus fülek (borjúsejtekből, polimer gélből és ezüst nanorészecskékből), belső szervek (biotintával), bőrátültetések (bőrsejtekből és polimerekből), valamint protézisek (polimerekből, fémekből, műanyagokból) is nyomtathatók. A bionikus fül hallástartománya például 20Hz-től akár 5GHz-ig terjedhet, amely jelentős növekedést jelent a normál hallástartományhoz képest (20Hz-20kHz).

A háztartásban a nyomtatott tárgyak között szerepelhetnek konyhai eszköztartók, vázák, vagy akár kulcstartók (Laywoo-D3 anyagból) is.

Az élelmiszeripar területén akár csokoládé szobrok, tortadíszek (cukorból), és modern étrendkiegészítők is készülhetnek 3D nyomtatással. Például porított fehérjéket és szénhidrátokat kevernek össze vízzel és olajjal. A szakemberek most azon dolgoznak, hogy a jövőben minél több olyan ételt lehessen előállítani, amelyek por állapotú fehérje és szénhidrát kombinációjából állnak.

Az építészetben PLA (bioműanyag) felhasználásával épületek és szerkezetek, ABS (termoplasztikus) anyagból kültéri dekoratív függönyök, valamint betonból ültetőtálak is nyomtathatók.

A mérnöki területeken fúvókabetétek (fémes porból), motorkerékpár-burkolatok (Windform XT anyagból) és mobiltelefon-kijelzők (grafénből) is készülhetnek ilyen eljárással. A grafén egy különösen erős, könnyű, átlátszó, rugalmas és elektromosságot vezető anyag, amely akár 200-szor erősebb lehet az acélnál.

Mi történik most a 3D nyomtatás területén?

Ma már a 3D nyomtatók a fogyasztói piacon is egyre olcsóbbak, szélesebb körben elérhetők és könnyebben kezelhetők. Ezt a költséghatékonyságot példázza, hogy az MTU hallgatói nemrég egy hétvége alatt 1 944 dollár (kb. 670 000 forint) értékű háztartási tárgyat nyomtattak ki, mindössze 18 dollárnyi (kb. 6200 forint) költséggel. A tervezők ma már digitális 3D modelleket is alkothatnak, amelyeket fizikai formában is értékesíthetnek, olyan szolgáltatásokon keresztül, mint a Shapeways vagy az i.Materialise. Tehát már nem szükséges saját 3D nyomtatót sem birtokolniuk a tervezőknek.

Sok országban már a gyerekek is megtapasztalhatják, hogy milyen egyszerűen válthatók valóra az ötleteik, mivel egyre több iskola szerez be 3D nyomtatókat, hogy új típusú, élményalapú oktatást tudjanak kínálni a diákok számára.

Az orvostudományban is forradalom zajlik: szöveteket nyomtatnak orvosi tesztelés céljából, és a sebészek már súlyos sérülések helyreállítására is használnak 3D nyomtatott implantátumokat.

Megjelentek az első élelmiszer-nyomtatók is – léteznek már fogyasztói és professzionális szintű változatok, sőt, még különleges, csokoládéra specializált gépek is. 

A Smithsonian Intézet jelenleg 3D-ben szkenneli hatalmas múzeumi gyűjteményét, amely több mint 137 millió tárgyat tartalmaz, melyeknek csupán mintegy 2%-át állították ki. Az intézet ezeket az internet segítségével szabadon elérhetővé szeretné tenni.

A NASA egy 3D nyomtatót küld a Nemzetközi Űrállomásra, hogy szükség esetén helyben, azonnal elő tudjanak állítani alkatrészeket. Fejlesztés alatt áll az a technológia is, amely képes lesz egész házakat nyomtatni. 

A protézisek készítése szintén költséghatékonyabbá vált, így szélesebb körben váltak elérhetőbbé azok számára, akiknek szükségük van rájuk. Sőt, a protéziseket ma már művészi alkotásokká is formálják, amelyeket a viselőik büszkén hordhatnak.

Hogyan alakulnak a költségek?

A 3D nyomtatás költsége számos tényezőtől függ, így nehéz pontos összegeket meghatározni. Egy egyszerűbb tárgy, mint például egy palack kupak, körülbelül 100 dollárba kerül, és 5–7 nap alatt készül el. Hasonló átfutási idő mellett egy gitár hangolókulcs ára már 250 dollár, míg egy konzol nyomtatása 300 dollárt igényel. Ha egyedi övcsatot szeretnénk készíttetni, annak az ára körülbelül 400 dollár, míg egy fokhagymaprés már 500 dollárba is kerülhet, és 6–8 nap alatt készül el. Az egyedileg nyomtatott cipők ára 750 dollár, míg egy mikrofontartó vagy tok 800 dollárba kerül, melyek gyártási ideje 6-8 nap. Egy speciális nyomtatott PCB ház elkészítése már 1000 dollár, míg egy különleges boomerang formájú tábla 1200 dollár körüli áron készíthető el. Komplexebb tárgyak esetében az árak tovább emelkednek. Egy élethű kutyaszobor vagy egy mini ház nyomtatása körülbelül 1500 dollárba kerül. Egy több rekeszes tok vagy egy mechanikus turbinamodell ára is ebben a tartományban mozog. Ezeknél a tárgyaknál az elkészítési idő 1–2 hét. A még bonyolultabb darabok, mint egy állatfigurákból álló játékszett gyártása 2500 dollárt igényel, míg egy billentyűzet prototípus ára elérheti a 3000 dollárt is. Mindkét esetben 1–2 hét a gyártási idő.

 

Források: