Innowacje techniczne

Drukowanie świata – start!

Gdzie tylko nie spojrzeć, duże firmy na całym świecie wprowadzają rozwiązania druku 3D, poszczególne kraje przygotowują programy i granty wspierające tę technologię, a nowe ośrodki badawcze otwierają przed nią drzwi. Świat druku 3D tętni życiem, a my mieliśmy okazję przyjrzeć się jego najbardziej interesującym przykładom.

Z druku 3D korzystają dziesiątki znanych firm odzieżowych, producentów samochodowych, a nawet wytwórcy samolotów. Najważniejsze jest jednak to, że dzięki szybkiemu drukowi protez i leków drukarki 3D mogą pomóc przywrócić zdrowie tysiącom ludzi.

 

Trójwymiarowa ręka dla superbohatera.

Juan – chłopiec z Oregonu – stracił palce i część nadgarstka lewej dłoni, lecz zachował poczucie humoru i marzenie, by pewnego dnia zostać superbohaterem. Historia tego dziecka stała się znana na całym świecie za sprawą inżyniera firmy Intel, Shashiego Jaina. Stworzył on trójwymiarową protezę dłoni stylizowaną na Spider-Mana, tym samym pomagając chłopcu odzyskać pewność siebie.

Historia ta zainspirowała Shashiego: zebrał on ponad sześćdziesiąt drukarek 3D firmy Intel, zaangażował do pomocy 250 swoich współpracowników, wolontariuszy i w ciągu dwóch godzin wydrukował sto dłoni. Teraz protezy te pomagają stu mieszkańcom Haiti, którzy ucierpieli w wyniku potężnego trzęsienia ziemi z 2010 roku.

Wolontariusze z firmy Intel zbierają protezy dłoni dla mieszkańców Haiti.

Inżynierom firmy Intel udało się znacząco obniżyć koszt stworzenia mechanicznej dłoni. Jest to bezcenne doświadczenie dla LimbForge – organizacji pomagającej ludziom z krajów rozwijających się w zastępowaniu amputowanych kończyn protezami wydrukowanymi w technologii druku 3D. Dla poszczególnych haitańskich rodzin rewolucja ta jest co najmniej tak samo ważna jak trzecia rewolucja przemysłowa dla całego świata.

 

Tenisówki przyszłości

Firma Adidas obiecała zrealizować marzenia sportowców. Druk nadzwyczajnych butów do biegania Futurecraft 4D już się rozpoczął. Ich twórcy na razie planują produkcję ponad 100 tysięcy par. Firma już wcześniej korzystała z druku 3D, lecz jedynie w celu stworzenia podeszew do butów do biegania – wytworzenie jednej pary zajmowało cały dzień. W takim tempie nie zaszliby zbyt daleko.

Nowa technologia pozwala firmie drukować przedmioty z nieprzerwanego strumienia światłoczułych polimerów. Technologia ta jest szybsza i tańsza niż tradycyjny druk warstwowy. W idealnych warunkach nowa para butów powinna być gotowa w czasie krótszym niż poranny bieg prezesa firmy. Futurecraft 4D są bardziej trwałe i elastyczne od swoich poprzedników. Adidas planuje wprowadzenie usługi online pozwalającej klientom na personalizację zamówionych butów oraz późniejsze ich wydrukowanie na domowej drukarce 3D. 

 

Obuwie mistrzów

Obecnie Adidas znacznie wyprzedza swoich konkurentów, mimo że to firma Nike była pionierem technologii druku 3D. W 2013 roku Nike trafiła w dziesiątkę swoimi butami Vapor Laser Talon Cleats, które wyposażone były w praktycznie nic nieważące podeszwy 3D. W 2016 roku jednakże inżynierowie Nike wstrzymali kiełkującą rewolucję.

Allyson Felix – mistrzyni olimpijska z Olimpiady w Rio – zdobyła złoty metal w biegu sztafetowym na dystansie 400 metrów ubrana w buty Nike. Wytłaczana powierzchnia butów Zoom Superfly Flyknit w rzeczywistości jest stałą częścią z kolcami stworzonymi za pomocą druku 3D, zachowującymi idealną równowagę pomiędzy twardością a elastycznością. Twórcy Zoom Superfly postanowili jednak zrezygnować z masowej produkcji i obiecali wykorzystać swoje bezcenne doświadczenie do stworzenia nowych kolekcji obuwia.

 

3Dreamliner

„Szanowni pasażerowie, nasz samolot został wydrukowany za pomocą drukarki 3D!”. Technologie wytwarzania addytywnego od dawna stosuje się w przemyśle lotniczym. Szerokokadłubowy Boeing Dreamliner 787 zostanie pierwszym komercyjnym samolotem, w którym tytanowe konstrukcyjne komponenty nośne będą drukowane w technologii druku 3D. Twórcy planują oszczędzić nawet trzy miliony dolarów na każdym egzemplarzu Dreamlinera przy tempie produkcji na poziomie 114 samolotów rocznie.

Boeing Dreamliner zostanie pierwszym pasażerskim samolotem z drukowanymi tytanowymi częściami.

Firma Airbus ogłosiła nawet dokładną datę wprowadzenia na rynek samolotu nowej generacji. Według projektantów koncernu przezroczysty, lekki i ekonomiczny samolot przyszłości ze zmienną geometrią kształtu skrzydeł wzbije się powietrze już w roku 2050. W międzyczasie firma wdraża kolejne elementy powstałe w technologii wytwarzania addytywnego: komponenty okładzin wewnętrznych, tytanowe wsporniki skrzydeł oraz silniki z wtryskiwaczami wydrukowanymi w technologii 3D. Firma rozpoczęła już opracowywanie konstrukcji nośnych. W niedalekiej przyszłości Airbus planuje stworzyć kuloodporną ścianę kabiny załogi wydrukowaną w technologii 3D. Do wydrukowania całego samolotu nie będzie już daleko.

 

Drukarka 3D a OSAGO

Wydrukowany na drukarce 3D samochód osobowy przed domem również nie jest już kwestią tak odległą. Firma Local Motors opracowała już pierwszy tego rodzaju samochód: model Strati wyprodukowano w przeciągu zaledwie 44 godzin. Każdego dnia firma Ford drukuje setki części samochodowych. Fabryka Volvo w miejscowości Leon w ciągu dwóch dni potrafi wyprodukować komponenty silników ciągników siodłowych, co wcześniej zajmowało jej miesiąc.

Drukowany pojazd firmy Local Motors.

Firma Audi pracuje nad własnym centrum technologii wytwarzania addytywnego do prototypowania części i tworzenia gotowych komponentów samochodów wyścigowych. Firma BMW postawiła przed sobą ten sam cel, ponieważ technologie druku 3D pomagają przyspieszyć tworzenie prototypów i obniżyć ich koszt. Toyota zbudowała samochód składający się z wydrukowanych w technologii druku 3D komponentów wewnętrznych dostosowujących się do wymagań właściciela w taki sposób, że projekt wielu elementów może zostać skorygowany przy użyciu drukarki 3D. Wkrótce drobne ryzyka ubezpieczeniowe zostaną wyeliminowane dzięki możliwości wydrukowania zderzaka czy panelu bocznego w ciągu kilku minut.

 

Proszę wydrukować mi trochę leku Citramonum

Drukowanie części samochodowych to jedno. Wymiana ludzkiego organu to zgoła coś innego. Rozwój modelowania i druku 3D już spowodował powstanie nowego zawodu – bioarchitekta. Naukowcy i lekarze na całym świecie ratują ludziom życie dzięki transplantacji wydrukowanych części ciała.

Firma LayerWise – producent największej drukarki 3D drukującej przy użyciu metalu – wyprodukowała pierwszy na świecie tytanowy implant żuchwy. Lider w dziedzinie wytwarzania addytywnego, firma Oxford Performance Materials, stworzyła płytki, za pomocą których zastąpiono 75% czaszki amerykańskiego pacjenta. Firma Pfizer z powodzeniem wykorzystuje drukarki 3D do produkcji leków stosowanych w leczeniu artretyzmu. Naukowcy przewidują, że wkrótce możliwe będzie wydrukowanie w aptece, a później także w domu, dowolnej pigułki. Sam skład leku będzie zaś dostosowywany do konkretnego pacjenta.

Druk 3D to najnowsze osiągnięcie w dziedzinie stomatologii. Duża holenderska firma, NextDent B.V., produkuje tymczasowe protezy zębowe, implanty, prowadnice chirurgiczne oraz szyny stomatologiczne. Nowe technologie druku 3D pozwalają firmom spełniać ścisłe kryteria z zakresu bezpieczeństwa i biokompatybilności przy jednoczesnym zachowaniu ścisłych parametrów medycznych. Najwyraźniej druk 3D jeszcze nie osiągnął swojego pełnego potencjału w dziedzinie medycyny. Eksperci sądzą, że kolejnym krokiem będzie druk organów w czasie rzeczywistym.

 

Tu i teraz

Niemiecka firma Siemens była jedną z pierwszych, jakie zaczęły wykorzystywać drukarki 3D. Eksperci firmowi opracowali mechaniczne pająki – małe drukarki 3D do komercyjnej produkcji komponentów maszyn. 

Kolejnym pionierem jest firma General Electric. Obecnie 10% swoich produktów wytwarza przy użyciu technologii wytwarzania addytywnego. Ostatnio ekspertom udało się nie tylko wydrukować miniaturową kopię silnika odrzutowego, ale także uruchomić go i rozpędzić do 33 tys. obr./min. Eksperci od druku 3D udowodnili, że technologia ta nie ma ograniczeń. 

Drukarki będą coraz tańsze, ich zdolności produkcyjne będą rosnąć, a zakres materiałów i metod wykorzystywanych do produkcji poszczególnych części będzie się rozszerzać. W miarę spadku kosztów produkcji rosnąć będzie prędkość i jakość, tym samym będzie skracać się dystans między producentem a klientem. Dzięki temu każdy będzie mógł uczestniczyć w procesie projektowania produktów. Technologie wytwarzania addytywnego codziennie otwierają przed nami nowe możliwości. Ta swoista rewolucja technologiczna dzieje się na naszych oczach.

Autor: Irina Loban

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Innowacje techniczne

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story