3D-tiskalniki v dnevne sobe še ne prinašajo revolucije

Tiskanje v treh dimenzijah je v zadnjem letu dodobra napolnilo tehnološke in znanstvene publikacije. Ker so naprave, ki zmorejo na piedestal v želeno obliko nabrizgati nekaj slojev plastike, že razmeroma poceni in kot povprečen ploščat TV-zaslon dostopne tudi običajnemu potrošniku, se je v glavah številnih, ki so se s tehnologijo že srečali ali pa v njej vidijo neznanski potencial, zgodil miselni preskok – v prihodnosti bomo vsebino vrečke s špecerijo sneli s spleta ali pa si jo narisali v programu CAD, nato pa doma ali v specializiranih "tiskarnah" z uporabo ustreznih materialov preprosto natisnili.

Porast domačih manufaktur naj bi po prepričanju številnih postopoma privedel celo do decentralizacije industrije, s čimer naj bi se gospodarstvo Zahoda znova postavilo na noge. No, kot boste lahko razbrali iz spodnjih vrstic, je pred funkcionalnim 3D-tiskanjem za potrebe gospodinjstev kar nekaj preprek, delujoče plastične pištole gor ali dol.

Nerealistična pričakovanja Le kdo ne bi bil navdušen nad avtomobilčkom, ki je videti kot pomanjšana različica pravega, umetelno mizo za štiri, puško ali kitaro, če vemo, da so predmeti nastali v 3D-tiskalniku? Dejstvo, da so prav vsi izdelani iz enega samega kosa umetne mase, je navdušujoče, težava pa se pojavi, ko njihove fotografije vidi laični navdušenec nad vzpenjajočo se tehnologijo in pomisli: "To lahko doma naredim tudi jaz!"

Že res, da so vstopni modeli 3D-tiskalnikov, kot je Soliddoodle 2, na voljo že za vsega 500 evrov, a je uporabnost končnih izdelkov pravzaprav enaka ničli, saj so praviloma sposobni ravnanja s samo eno vrsto materiala – najpogosteje gre za termoplastične spojine, kot so ABS, PLA in HDPE. Nekateri aditivni procesi, s katerimi se lahko igra domač uporabnik, sicer uporabljajo tudi mavec v prahu.

Zares kompleksne strukture, ki so kombinacija polimerov, keramičnih in kovinskih spojin ter svoje poslanstvo resnično opravljajo tako kot njihovi sorodniki, izdelani po tradicionalnih metodah, nastajajo v napravah, vrednih na deset, celo sto tisoč evrov, upravljajo pa jih strokovnjaki, ki so za takšno delo visoko usposobljeni. Sosedov Joža lahko sicer že danes doma natisne pištolo in se z njo zvečer postavlja v gostilni, a bo za kaj takšnega potreboval ustrezen načrt, tu pa se lahko proces hitro zaplete.

Dober načrt pomeni dober izdelek Ena od največjih preprek pri domačem modeliranju s 3D-tiskalnikom je pridobivanje shematskih datotek tipa CAD, ki jih naprava potrebuje za uspešen začetek in konec projekta. Ena od možnosti je učenje dela z namenskim programom, a je postopek zaradi zelo strme težavnostne krivulje težaven, za nameček pa je potrebno dobro poznavanje geometrije in fizike. V AutoCADu ali Solidworksu zna vsakdo narisati daljico že po nekaj urah, do obisti pa bo programa zaradi številnih nastavitev in možnosti spoznal šele po nekaj letih.

Tridimenzionalno optično branje je dobra alternativa, če je cilj repliciranje zgolj površine predmeta, saj 3D-skenerji ne vidijo notranjosti. Posebej vabljiva je sicer možnost optičnega branja poškodovanih entitet in odlomljenih delčkov ter tiskanja obnovljenih kosov, saj bi s tem izgubili potrebo po lepilu in silikonskih zmeseh, je pa res, da 3D-skeniranje ni ne preprosto, če to počnete doma, ne poceni, če obiščete profesionalca. Videli smo že posnetke, ki v omenjen namen prikazujejo uporabo Xboxovega Kinecta, a je bil končni izdelek v večini primerov podoben precej abstraktni različici samega sebe. Optično branje z aplikacijami za mobilne telefone? Saj se šalite.

Videti je, da je najlažji način za iskanje načrta CAD brskanje po spletnih knjižicah, a pozor – nadzora kakovosti in združljivosti z napravami nad skoraj 99 odstotki datotek ne izvaja nihče, kar pomeni, da je ogromno takšnih, ob katerih bo tiskalnik potočil le nekaj plastičnih solzic.

Hitrost in stroški Pošteno se moti tisti, ki pravi, da je 3D-tiskanje hitro. Posamezni projekti se vlečejo nekaj ur, včasih celo nekaj dni! Proces je sicer mogoče pospešiti z višanjem debeline posameznih slojev materiala, a v tem primeru se pojavlja izguba kakovosti površinske koherence izdelkov. "Pa saj bodo hitrejši v prihodnosti, mar ne?" Ne nujno – omejitev namreč pomenijo kemične lastnosti spojin, kot je ABS, ki lahko skozi brizgalne šobe izteka le z določeno hitrostjo in v mejnih količinah.

Cena tiskanja, če odštejemo začetni vložek za napravo, je pogojena zgolj in samo s ceno materialov, ta pa nikakor ni zanemarljiva. Onkraj luže stane kilogram najcenejše plastike slabih 50 dolarjev, medtem ko je treba za enako količino določenih umetnih smol odšteti tudi več kot 500 dolarjev! Domača proizvodnja in nadaljnja prodaja tovrstnih izdelkov, če ne gre ravno za eksotične obtežilnike za papir, je do nadaljnjega tako razmeroma nesmiselna, saj so vsakdanji predmeti klasične izdelave, kot je na primer vratna kljuka, še vedno precej cenejši.

Še to – ob omembi 3D-tiskanja s polimeri si običajno predstavljamo sijoče izdelke, ki so videti kot iz škatlice. Resnica je kajpak takšna, da je sijaj posledica kasnejše fizične ali kemične obdelave – površina doma narejenih izdelkov iz surove mase je namreč precej groba in matirana, z njimi pa je treba tudi previdno ravnati. Čeprav velja, da je aditivna tehnika tiskanja ena od njihovih največjih prednosti, pa je struktura zaradi nje po vertikalni osi razmeroma šibka. Predstavljajte si stolpič iz kovancev – če nanj pritisnemo z vrha, se zdi zelo trden, ko pa nanj vršimo silo s strani, se sesede precej hitro.

Plastične vilice in noži Še eden od razlogov, zakaj je dnevnosobno tiskanje česar koli bolj uporabnega od pribora trenutno samo pobožna želja številnih, je dejstvo, da je izdelava plastičnih predmetov trenutno najcenejša, najmanj umazana in daleč najbolj varna opcija. Med potrošniki so najbolj razširjeni tiskalniki tipa FDM, ki kot "gorivo" uporabljajo polimera ABS in PLY, plastike pa se strdijo in ohladijo dovolj hitro, da jih je mogoče prijeti v roko takoj po koncu aditivnega procesa. Čeprav je mogoče z umetnimi smolami doseči višjo raven podrobnosti, je delo z njimi prava packarija, podobno pa velja tudi za praškaste materiale, ki lahko ob višjih temperaturah celo eksplodirajo!

Dominacija plastike je obenem razlog za to, da v prihodnjih nekaj letih 3D-tiskanje v zavetju doma ne bo postalo nekaj več kot le hobi. Ozrite se po prostoru – koliko majhnih uporabnih predmetov je izključno plastičnih? Morda obesek za ključe, kozarec in posodica za mačjo hrano. Razmišljate o izdelavi novih? Raje jih kupite, 3D-tisk pa še za nekaj časa prepustite tistim, ki bodo z njim resnično pridobili – biomedicini, astronavtiki in industrijskemu inženiringu.