Τι είναι 3D printing; Εκτύπωσε αντικείμενα στο σπίτι σου

Τι είναι 3D printing; Εκτύπωσε εύκολα αντικείμενα στο σπίτι σου

Κάνε δώρο στον εαυτό σου έναν 3D εκτυπωτή με τα λεφτά που σου έχουν μείνει για να βγάλεις την δεκαετία. Τι να τον κάνεις; Φαντάσου το ως εξής: η κάμερα βρίσκεται πάνω σου, και σε παίρνει από πίσω – η αγαπημένη σου γωνία λήψης – έτσι ώστε να φαίνεται λίγο η κεφαλοπλατούλα σου, αλλά κυρίως το μόνιτορ του υπολογιστή σου, όπου έχεις σχεδιάσει κάποιο μοντέλο αντικειμένου σε κάποιο “autocad” πρόγραμμα. Έχοντας τελειώσει το μεγαλούργημά σου, πατάς δραματικά το Enter ν’ ακουστεί καλά (όχι κλικ για τελείωμα, ποτέ κλικ, μόνο Enter!).

Zoom out η κάμερα, τώρα το πλάνο δείχνει ένα μασίνι λίγο πιο πέρα να κάνει γρούκου γρούκου σαν κλασικός εκτυπωτής και να σου στρώνει αντικείμενο — ένα Αγγελοπουλιανό τέρμινο αργότερα, αρπάζεις το έτοιμο αντικείμενο και γυρνάς προς την κάμερα παρουσιάζοντάς το. Χαμογελάς διάπλατα με τα σιδεράκια σου να λάμπουν βρε -σαν τα λέλουδα του κάμπου- και τα γυαλιά σου να έχουν θολώσει από την έξαψη και… Oh look!, στα χέρια σου βρίσκεται το ομοίωμα action figure του αχονδροπλαστικού από το Game of Thrones!

Ο θαυμαστός κόσμος του 3D printing περιμένει να σε ρουφήξει μέσα του σαν μαύρη τρύπα. Αναρωτιέσαι ακόμα, παρ’ όλο που στα έγραψε η Kristin, παράξενο πλάσμα;

Τι είναι το 3D printing;

Το 3D printing η αλλιώς η εκτύπωση τριών διαστάσεων είναι μια μέθοδος κατασκευής αντικειμένων όπου ουσιαστικά “εκτυπώνεις” το αντικείμενο — ναι, ένα τρισδιάστατο αντικείμενο!

Η κατασκευή ενός αντικειμένου βασίζεται είτε σε αφαιρετικές είτε σε προσθετικές τεχνικές. Η πιο απλή, γνωστή μορφή αφαιρετικής δημιουργίας είναι η γλυπτική, πάσης φύσεως σκαλίσματα και φαγώματα του υλικού σου: αφαιρείς κομμάτια του υλικού έτσι ώστε να σχηματίσεις την ζητούμενη φόρμα ή… πιο “ποιητικά“, για να αποκαλύψεις την κρυμμένη φόρμα που φωλιάζει μέσα στο υλικό σου.

Οι προσθετικές τεχνικές βασίζονται στην προσθήκη υλικού: το να φτιάξεις ένα σπίτι βασίζεται σε προσθετικές τεχνικές, το ίδιο και το να κατασκευάσεις ένα όπλο φτιάχνοντας τα επιμέρους κομμάτια του ώστε να τα ενώσεις.

Το 3D printing ανήκει στις προσθετικές μεθόδους δημιουργίας αντικειμένων: ένας 3D εκτυπωτής δημιουργεί τα αντικείμενα προσθέτοντας αλλεπάλληλες στρώσεις υλικών, σου “στρώνει το αντικείμενο“, μέσες άκρες, όπως στρώνεις μια τούρτα ή τον μουσακά σου! Οι στρώσεις αυτές μπορούν να γίνουν πολύ λεπτές, γύρω στα 100 μικρόμετρα πάχος (χιλιοστά του χιλιοστού) -αν και έχουν επιτύχει και λεπτότερες στρώσεις όπως 30 ή και 16 μικρόμετρα- οπότε μπορείς να φανταστείς την σχετική ακρίβεια αυτής της μεθόδου.

Ως “μελάνι” , υλικό δόμησης δηλαδή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σχεδόν οποιοδήποτε υλικό — για παράδειγμα πολυμερή (πλαστικά), μέταλλα, χαρτί και, όπως και σε έναν “συμβατικό” εκτυπωτή, τίποτα δεν σε περιορίζει να χρησιμοποιήσεις μόνο ένα μελάνι/υλικό την φορά. Η εναπόθεση του υλικού μπορεί να γίνει με πολλούς τρόπους, όπως π.χ. το ψέκασμα — βλέπε εκτυπωτές inkjet.

Πώς όμως παίρνει το input ένας τέτοιος εκτυπωτής, κοινώς πώς του λες τι να σχεδιάσει; Εδώ προς το παρόν έχεις δυο επιλογές: η πρώτη είναι η δεδομένη εξαρχής, πως μπορείς να το σχεδιάσεις κανονικά σε προγράμματα στυλ Autocad και να του πεις “εκτύπωσέ μου το αριστούργημα“.

Η δεύτερη είναι να “σκανάρεις” με έναν… 3D scanner, scanner τριών διαστάσεων, το αντικείμενο που θες έτσι ώστε να περάσει στο πρόγραμμα και να διατάξεις -γλυκέ μου τύραννε- το “αντέγραψε αυτό που σου έδειξα“. Και στις δυο περιπτώσεις το πρόγραμμα “κόβει” το αντικείμενο σε “φέτες” όπως ένας τομογράφος, έτσι ώστε να το “ταΐσει” στον εκτυπωτή σε “επίπεδα” με Χ,Υ συντεταγμένες, τα οποία επίπεδα διατάσσονται το ένα πάνω στο άλλο στον Ζ άξονα.

Η εκτύπωση σε τρεις διαστάσεις έχει κάποια προτερήματα έναντι των πιο “συμβατικών” τεχνικών δημιουργίας ενός αντικειμένου. Το κύριο από αυτά είναι η ταχύτητα: ένα αντικείμενο που “κανονικά” θα χρειαζόταν μέρες για να φτιαχτεί, ίσως να το έχεις μέσα σε ώρες — ό,τι πρέπει δηλαδή για δημιουργία πρωτότυπων “proof of concept” αντικειμένων.

Πέραν της αρχικής επένδυσης σε έναν 3D εκτυπωτή, η χρήση του για δημιουργία αντικειμένων παίζει να είναι και φθηνότερη από άλλες μεθόδους.

Στα συν, φυσικά, μπαίνει και η ακρίβεια στην δημιουργία ενός αντικειμένου, τουλάχιστον στα αντικείμενα στα οποία αυτή μετράει: τούτη πλέον μπορεί να είναι προσβάσιμη και “στο σπίτι” — μια μεγάλη εταιρία με “σοβαρό εξοπλισμό” ανέκαθεν είχε τους τρόπους της για ακρίβεια εκεί που την χρειαζόταν.

Όσον αφορά αυτό το τελευταίο, αξίζει ν’ αναφερθεί πως το 3D printing δεν είναι κανένα “τέκνο” της τελευταίας δεκαετίας — η πρώτη λειτουργική συσκευή εμφανίστηκε το 1984. Απλά πλέον η τεχνολογία αρχίζει να γίνεται “προσβάσιμη” ακόμα και για χομπίστες ή “παράξενα τυπάκια“, με τους 3D εκτυπωτές να γίνονται όλο και μικρότεροι, γρηγορότεροι, καλύτεροι και πάνω από όλα… φθηνότεροι!

Τι μπορώ να κάνω με το 3D printing;

Με το 3D printing μπορείς να εκτυπώσεις μια πλαστική φιγούρα του αγαπημένου σου φλωροήρωα, ένα γαλλικό κλειδί που θες και δεν βρίσκεις στην θήκη με τα εργαλεία σου, τον δικό σου τύπο βίδας μαζί με τον δικό σου τύπο κατσαβιδιού, ή ακόμα και το δικό σου γλυκό ή φαΐ αν για πρώτη ύλη χρησιμοποιήσεις “εδώδιμα μελάνια“. Δεν χρησιμοποιείται μόνο για να αποδώσεις “χονδροειδώς” (λεπτομερώς θα έλεγα εγώ) την δομή ενός αντικειμένου, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να σου δώσει λειτουργικότατα αντικείμενα, με μέρη που κινούνται (κλειδώσεις κτλ.), ακόμα ίσως και για να τυπώσεις ηλεκτρονικά κυκλώματα -που δουλεύουν, εννοείται- χωρίς τις κλασικές μεθόδους του “φάε πλακέτα – καλάι στο χέρι“.

Αν σε ενδιαφέρουν τα παράξενα -από γεωμετρικής σκοπιάς- αντικείμενα, ένας τέτοιος εκτυπωτής θα μπορούσε να σου κατασκευάσει ένα μπουκάλι Klein (Klein bottle) ή επιφάνειες Boy (Boy’s surface). Αν πάλι θες να πειραματιστείς με καινοτόμα, υλικά με “ενδιαφέρουσες” ιδιότητες, τότε μπορείς να φτιάξεις κοινότυπα αντικείμενα από αυτά: άλλης κλάσης sunglasses ή παντελόνι με “νανοηχομόνωση” σαν κλάσεις. Μην λησμονείς εδώ πιθανές ιατρικές εφαρμογές για “γύψους“, νάρθηκες και εμφυτεύματα.

Η “διακριτική ικανότητα” της τοποθέτησης των υλικών αυτών των εκτυπωτών είναι τέτοια που θα μπορούσε να βοηθήσει στην δημιουργία πολύπλοκων δομών — ακριβώς όπως αυτή ενός ανθρώπινου οργάνου με δίκτυο αιμάτωσης, νεύρωσης και διαστρωμάτωσης των κυττάρων. Κάποιος θα μπορούσε να το δοκιμάσει με “μελάνια” διαφόρους τύπους κυττάρων που απαρτίζουν ένα όργανο. “Τεχνητά όργανα“, αν θες — 100% μανίσια.

Στην περίπτωση που το χούι σου είναι τα όπλα -κοινωνικό χόμπι- μην ανησυχείς. Σε έχουν σκεφτεί και έχουν προνοήσει να έχεις και εσύ στα χέρια σου τα παιχνιδάκια σου. Με 3D εκτυπωτές έχουν καταφέρει να φτιάξουν λειτουργικά όπλα — αν και ένα πρόβλημα ίσως υπάρχει στην κατασκευή των σφαιρών.