Czy w niedalekiej przyszłości można będzie wydrukować ludzkie narządy albo budynek? Na te i inne pytania próbowali odpowiedzieć goście dr. Tomasza Rożka: Michał Frączek i Andrzej Pawlikowski z firmy Materialination, którzy zaprezentowali specjalną drukarkę i opowiedzieli o druku w 3D.

Michał Frączek prezentuje działanie prostej drukarki 3D

Drukarka pracowała podczas całego spotkania, a jego uczestnicy mogli zobaczyć nie tylko urządzenie i wydrukowane przedmioty, na przykład koła zębate do niszczarki papieru. Prelegenci zapewnili, że działanie drukarki jest bardzo proste. Wszystko rozpoczyna się od wykonania trójwymiarowego modelu, który potem zostaje przeniesiony z komputera do drukarki na karcie SD. Następnie, tworzywo ABS, czyli dokładnie takie jak w klockach LEGO, wprowadza się do dyszy, gdzie jest podgrzewane do temperatury ok. 220 stopni i w półpłynnym stanie nakładane warstwa po warstwie. W ten sposób powstaje trójwymiarowy wydruk. Budowa drukarki też nie jest skomplikowana.

– Taka drukarka jest prostsza w budowie niż drukarka atramentowa. To nie jest jakaś kosmiczna technologia, tylko silniki, paski i gwintowane pręty, które można kupić w sklepie. Wszystkie plany i elementy można legalnie i za darmo pobrać z internetu, bo drukarki 3D w tej technologii wywodzą się z otwartego projektu o nazwie RepRap. Największym problemem jest podłączenie elektroniki. Wierzę, że taką drukarkę każdy z nas mógłby zbudować przez jeden weekend. Koszt samodzielnie zbudowanej drukarki może wynosić ok. 1000– 1200 tys. zł – przekonywał Michał Frączek.

Do drukowania w 3D stosuje się tworzywo ABS lub PLA (biodegradowalne tworzywo pozyskiwane z mączki kukurydzianej). Można drukować też z drewna. Wówczas żyłka w 70 proc. składa się z opiłków drewnianych, a w 30 proc. z ABS. Przedmioty produkowane z takiego tworzywa w dotyku i zapachu przypominają drewniane. Duże drukarki mogą mieć kilka dysz, w których można podawać różne materiały, a drukowane obiekty są bardziej złożone pod względem kształtu, tworzywa, koloru i wytrzymałości.

– Prawdziwa rewolucja zaczyna się z bardziej wytrzymałymi materiałami. Zamówiliśmy do testów tworzywo nylonowe, mające takie właściwości. Najciekawsze wydaje się podawanie materiału PVA, czyli rozpuszczalnego w wodzie, gdyż niektóre modele trudno jest wydrukować. Potrzebne są dodatkowe wsporniki, które potem można usunąć, rozpuszczając je w wodzie – wyjaśniał specjalista z firmy Materialination.

Drukarki 3D wytwarzają przedmioty różnej wielkości. Mogą to być obiekty kilkucentymetrowe, ale też znacznie większe. Przykładem jest karoseria Astona Martina, wydrukowana do filmu o Jamesie Bondzie. Oczywiście, to wymaga zastosowania większych maszyn. Inny pomysł to drukowanie całego domu. Aby uzyskać taki wydruk, należy na ogromnym ramieniu ustawić dyszę, z której podaje się szybko schnący beton zamiast ABS. W tej technologii stan surowy zamknięty można osiągnąć w 20 godzin. Michał Frączek przyznał jednak, że przy użyciu stosowanych przez nich drukarek, czas wydruku to jedno z ograniczeń – figurka wielkości ok. 6 cm drukuje się cztery godziny, ale jest całkowicie wykonana z plastiku. Większość przedmiotów, które drukuje się w firmie Materialination, składa się w środku z siatki w kształcie plastra miodu, co pozwala oszczędzać czas i materiał, a modele są bardziej wytrzymałe. Tego typu średni model drukuje się od dwóch do trzech godzin. Innym ograniczeniem w rozpowszechnieniu się druku w 3D mogą być trudności z nauczeniem się modelowania. Gość Śląskiej Kawiarni Naukowej zapewnił jednak, iż już powstają biblioteki z darmowymi modelami, są także programy (np. Google SketchUp), przy pomocy których możemy zacząć uczyć się modelowania. Pojawiają się również aplikacje na smartfony.

– Producenci oprogramowania dostrzegają potrzebę ułatwiania ludziom korzystania z tych programów bez potrzeby kończenia studiów wyższych. Nie musimy wszystkiego projektować samodzielnie, możemy zeskanować i skopiować istniejący już przedmiot – wyjaśnił.

Michał Frączek i Andrzej Pawlikowski wielokrotnie podkreślali, że drukowanie w 3D daje ogromne możliwości, może zmienić nie tylko technologię i produkcję, ale też zwykłe codzienne życie. Niewątpliwie jednak najciekawsze wydają się przemiany, jakie wnosi ono do medycyny – wykorzystując jako materiał komórki macierzyste, można wydrukować ludzkie organy. Już drukuje się nosy, ostatnio pojawiła się też informacja o wydrukowaniu małżowiny usznej – chrząstki z materiału syntetycznego, który ma taką właściwość, że komórki macierzyste potrafią do niego „przyrosnąć”. Można również zeskanować kikut kończyny i, stosując technologię drukowania w 3D, dopasować do niego idealnie końcówkę protezy, niwelując dyskomfort użytkownika. To jednak nie wszystko, wydrukowano nawet ludzką nerkę. Tymczasem specjaliści z Materialination zwracają uwagę, że jesteśmy dopiero na początku drogi, jaka rysuje się przed nami dzięki drukowi w 3D.