3D štampa je jedna od tehnologija koja se, kako PwC tvrdi, ubraja u grupu tehnologija koje danas vrše revoluciju u biznisu.
Od svog nastanka 1981. godine ova tehnologija je vidno napredovala. Prvobitni naziv bio je brzo prototipovanje (engl. rapid prototyping) zbog njene osnovne namene za proizvodnju prototipa. Vremenom se kvalitet objekata nastalih na osnovu 3D štampe poboljšao, pa su i modeli koji nastaju njenom primenom počeli da se koriste kao krajnji proizvodi. Ova činjenica dovela je do revolucionarne prekretnice u razvoju ove tehnologije, odnosno, njena osnovna namena postaje proizvodnja trodimenzionalnih objekata, zbog čega dobija naziv additive manufacturing.
Osnovni princip 3D štampe se zasniva na proizvodnji delova dodavanjem materijala u slojevima. Svaki sloj predstavlja veoma tanak nanos materijala koji je zasnovan na preseku digitalnog modela objekta. Samim tim, 3D štampanje može se definisati kao postupak pravljenja fizičkog objekta iz trodimenzionalnog digitalnog modela, najčešće polaganjem velikog broja uzastopnih tankih slojeva materijala.
3D štampač predstavlja vrstu industrijskog robota, a proces štampanja objekta zavisi od tehnologije na kojoj je štampač zasnovan.
U praksi, postoje četiri vrste procesa koje su najzastupljenije, a to su:
- Stereolitografija (engl. Stereolithography – SLA)
- Selektivno lasersko sinterovanje (engl. Selective Laser Sintering – SLS)
- Modelovanje topljenog taloga (engl. Fused Deposition Modeling – FDM)
- Multidžet modeliranje (engl. Multi-jet modeling – MJM)
Kada bismo generalizovali proces stvaranja 3D objekta, on bi mogao da se prikaže u sledećih osam koraka:
Razvojem CAD (engl. Computer Aided Design) datoteke – koja je prilagođena CAD softveru, kao prvim korakom, stvara se virtuelni dizajn 3D objekta. Na taj način preciziraju se dimenzije i osobine objekta. Zatim se CAD datoteka prilagođava obliku tehnologije na kojoj je 3D štampač zasnovan,odnosno vrši se konverzija datoteke u odgovarajući format, na primer, u STL formatu za 3D štampač koji koristi tehniku stereolitografije. Glavni zadatak datoteke je da čuva informacije o 3D modelima i omogućava računaru da komunicira sa hardverom 3D štampača. Zato je sledeći korak prenošenje informacija o 3D modelu u štampač koji ih koristi za izradu objekta.
Pre izrade treba proveriti da li štampač ispunjava sve potrebne uslove za izradu objekta. Uslovi se mogu odnositi na potrebnu količinu materijala, izvor napajanja, debljinu sloja materijala, itd.
Izrada predstavlja specifičan proces prilagođen objektu, pa tako i vreme izrade može da varira. Na dužinu vremena izrade utiču faktori kao što su veličina i složenost objekta, materijal izrade, tehnika izrade i drugi činioci koji zavise od objekta izrade.
Nakon izrade, 3D objekat se uklanja i na njemu se vrši dodatna obrada ukoliko je ona potrebna. Na kraju procesa, objekat je spreman za korišćenje.
Primena 3D štampe
U odnosu na početnu verziju ove tehnologije, pojavile su se nove karakteristike koje omogućavaju njenu širu primenu. Neke od savremenih karakteristika 3D štampe su bolja cenovna pristupačnost, veći izbor različitih vrsta materijala i povećan broj tehnika koje se mogu primeniti
Najčešće korišćeni materijali danas su plastika, metali, keramika, papir ili kombinacija pomenutih materijala kao posebna vrsta materijala. Sa druge strane, određeni materijali su još uvek u eksperimentalnoj fazi, kao na primer hrana.
Ovaj neobični eksperiment počeo je radom sa šećernom pastom i čokoladom, a uznapredovao je do 3D odštampane pice za astronaute. NASA je još 2013. godine započela finansiranje razvoja štampača za hranu kako bi omogućila lakše spremanje hrane u toku dugih svemirskih putovanja.
U skorije vreme javlja se i pojam 3D štampanog mesa, a lanac brze hrane KFC najavio je izradu 3D odštampanih pilećih medaljona (engl. nuggets). Takođe, postoje restorani koji u svojoj ponudi imaju isključivo 3D odštampanu hranu. Njihov princip pripreme jela zasniva se na sastojcima u formi pirea koji se spojeni sa naukom i tehnologijom pretvaraju u takozvanu „hranu budućnosti“. Bar nam tako trenutno deluje, a vreme će pokazati da li će ova vrsta hrane postati naša svakodnevica.
U građevini 3D štampa se može koristiti za delove ili čak cele građevinske objekte. Osnovni materijal je beton, a objekti se grade uz pomoć ogromnih sklopova mašina koje slažu slojeve betona. Prednosti primene 3D štampe u građevini su brža izgradnja domova, fleksibilnost u dizajnu, smanjeni troškovi izgradnje, efikasnija upotreba materijala i smanjenje količine otpada karakteristične za izgradnju.
Prvo potpuno odštampano naselje nastalo je u Meksiku, a stvorila ga je neprofitna organizacija New Story sa ciljem da pomogne onima koji nemaju krov nad glavom.
Medicina predstavlja jednu od oblasti u kojima je 3D štampa najviše zastupljena. Stručnjaci iz oblasti medicine koriste ovu tehnologiju za prilagođenu izradu pomagala u oblasti protetike i za izradu modifikovanih hirurških alata. U pojedinim situacijama prave se čak i replike kostiju, organa i krvnih sudova specifičnih za pacijenta, kako bi doktorima u tim specifičnim slučajevima bilo lakše postavljanje dijagnoze i planiranje pristupa samom slučaju. S obzirom na to da rad sa svakim pacijentom zahteva jedinstven pristup, to značajno smanjuje troškove i vreme medicinskih procedura.
Jedan od najnovijih primera primene 3D štampe u medicini je bolnica na severu Italije, koju je pandemija korona virusa teško pogodila. Ovoj bolnici bili su hitno potrebni ventili za respirator kako bi se u životu održali teško oboleli pacijenti. Kristijan Frakasi, osnivač i direktor kompanije Isinnova, u periodu od nekoliko dana uspeo je da im obezbedi potrebne ventile. Čim je čuo za ovaj problem započeo je rad sa svojim inženjerima, već narednog dana napravljen je digitalni model, a u periodu od naredna dva dana osoblje bolnice je testiralo i počelo da koristi odštampane ventile.
Prednosti i nedostaci
Sa jedne strane, 3D štampa pruža mogućnosti poput široke primene same tehnologije, fleksibilne proizvodnje, brze personalizacije proizvoda i usluga, masovnog prilagođavanja proizvoda, minimizacije troškova i mnogih drugih prednosti koje doprinose njenoj sve većoj primeni.
Sa druge strane, to je ipak novija tehnologija, koja nije dovoljno istražena, pa je samim tim mnoge organizacije smatraju rizičnom za implementaciju. Neki od nedostataka jesu: sumnja u kvalitet i tehničku izdržljivost tehnologije, problem prihvatanja od strane zaposlenih u organizaciji, sigurnosne norme i zaštita podataka, kao i problem zaštite intelektualne svojine koji u ovoj oblasti još uvek nije potpuno regulisan.
Bez obzira na sve prednosti i nedostatke, 3D štampa konstantno nalazi nove oblike primene i tako postepeno formira svoje mesto u našem svakodnevnom životu. Na nama je da pratimo šta nam novo u ovoj oblasti donose buduća vremena.
