Czym jest druk 3D? Technologia, która zmienia przemysł — i pokoje dziecięce

Druk 3D stanowi innowacyjną technologię produkcji. Pozwala stworzyć fizyczne obiekty przestrzenne, odwzorowujące cyfrowe modele. Określany jest również jako technologia addytywna lub generatywna. Wykorzystuje wysoko specjalistyczne urządzenie — drukarkę 3D, która nanosi na siebie kolejne warstwy materiału. Cały proces wymaga kilku najważniejszych elementów: trójwymiarowego projektu komputerowego, specjalnego programu do obróbki modelu (tzw. slicer), materiału do druku (plastikowa żyłka, żywica lub proszek) oraz drukarki 3D.

Na czym polega drukowanie 3D?

Technologię wydruku 3D opracowano już w 1984 roku, a opatentowano dwa lata później. Mianem drukowania 3D określa się wszystkie technologie Rapid Prototyping, które powstały z myślą o szybkim i efektywnym prototypowaniu. Proces polega na zbudowaniu gotowego przedmiotu za pomocą dodawania kolejnych warstw materiału. Jest to technologia odwrotna do dotychczas stosowanej obróbki skrawaniem.

Wykorzystuje się różnorodne techniki druku 3D w zależności od rodzaju materiałów, z których wykonany jest model, oraz stopnia skomplikowania projektu. Najczęściej stosuje się ABS, PLA, ASA, PET-G, nylon, proszki metali oraz żywice klasyczne, biokompatybilne i inżynieryjne. Natomiast elementami spajającymi materiał może być zarówno energia termiczna, mechaniczna i świetlna, jak również ciekłe lepiszcza.

Co ciekawe: choć technologia ma już czterdzieści lat, to dopiero ostatnia dekada — wraz ze spadkiem cen drukarek domowych poniżej tysiąca złotych — uczyniła z niej narzędzie dostępne dla szkół i rodzin. Dziś drukarka 3D stoi w wielu polskich szkołach (m.in. dzięki programowi Laboratoria Przyszłości), a coraz częściej także na biurkach młodych konstruktorów.

Jak wygląda proces — od pomysłu do przedmiotu?

Nasi uczniowie przechodzą tę drogę na każdych zajęciach ścieżki druku 3D, więc opiszmy ją krok po kroku:

1. Projekt — model powstaje w programie do modelowania 3D (dzieci zaczynają zwykle od prostych brył, z których składają breloczki i figurki).
2. Slicing — slicer „tnie” model na warstwy i zamienia go w instrukcje dla drukarki: temperatury, prędkości, wypełnienie.
3. Druk — drukarka nakłada warstwę po warstwie; breloczek to kilkadziesiąt minut, hełm — kilkadziesiąt godzin.
4. Wykończenie — usunięcie podpór, szlifowanie, czasem malowanie. To moment, w którym projekt z ekranu staje się przedmiotem w rękach.

Każdy z tych etapów uczy czegoś innego: projektowanie — wyobraźni przestrzennej, slicing — planowania i myślenia o ograniczeniach, druk — cierpliwości, a wykończenie — dbałości o detal. Dlatego w naszej metodyce PMR (Projekt → Mentor → Refleksja) druk 3D jest tak wdzięcznym materiałem: cały proces inżynierski mieści się w projekcie na miarę dziecka.

Zastosowanie drukarki 3D

Druk 3D cechuje się szerokim spektrum zastosowań. Ogranicza nas jedynie wyobraźnia oraz pole robocze wewnątrz drukarki. Technologia ta sprawdzi się w przemyśle lotniczym, medycznym, samochodowym oraz branży jubilerskiej. Pozwala budować prototypy i modele o skomplikowanej geometrii. Sprawdzi się także w stomatologii i protetyce, umożliwiając tworzenie protez. W muzealnictwie, archeologii i paleontologii daje szansę wykonania trójwymiarowych modeli zabytków. Mogą służyć jako eksponaty zastępcze, figurki pamiątkowe czy rzeźby o skomplikowanych kształtach. Architekci natomiast tworzą realistyczne projekty budynków.

Lista rośnie z każdym rokiem: drukuje się elementy rakiet kosmicznych, indywidualnie dopasowane protezy dla dzieci (projekty typu e-NABLE), części zamienne do sprzętu AGD, a nawet domy z betonu. Dla dziecka, które dziś uczy się projektować breloczki, to nie ciekawostka — to mapa zawodów, które będą na niego czekać.

Od czego zacząć przygodę dziecka z drukiem 3D?

Nie trzeba od razu kupować drukarki. W Cybroskill dziecko projektuje z mentorem 1:1 online, a jego projekty drukujemy my — gotowy wydruk przyjeżdża pod drzwi. Dzięki temu na start wystarczy komputer i ciekawość. Podczas naszych zajęć dzieci zgłębiają tajniki druku 3D, ucząc się samodzielnego projektowania i wykonywania różnych przedmiotów. Najlepszy pierwszy krok to lekcja startowa — a jeśli chcesz sprawdzić, czym różni się nasza ścieżka od kursów wideo, zajrzyj na stronę Dla rodzica. Zapraszamy!