10 niezwykłych materiałów do druku 3D

Niezależnie od tego, jak wyobrażamy sobie świat przyszłości, nie może w nim zabraknąć miejsca dla druku 3D. Co w tej technologii jest takiego niezwykłego, że wiążą z nią nadzieję praktycznie wszyscy specjaliści – od architektów, przez inżynierów, po lekarzy? Jakich niezwykłych materiałów można używać do druku 3D?

Drukarki 3D dla większości z nas to wciąż ziemia nieznana. Technologia brzmi kosmicznie i tak naprawdę wiele osób nie do końca wie, na czym ona polega. Aby móc skorzystać z możliwości drukarki 3D, najpierw trzeba stworzyć projekt za pomocą programu typu CAD, wyeksportować go do formatu STL, otworzyć w programie przygotowanym do obsługi drukarki i wysłać do urządzenia. Dopiero wtedy drukarka może zacząć pracować. Druk może trwać od kilkunastu minut do nawet kilkudziesięciu godzin. Najpopularniejszym budulcem stosowanym do druku 3D jest ABS lub PLA. Ale na rynku jest coraz więcej urządzeń, które drukują także z innych, często bardzo egzotycznych materiałów. Oto przykłady 10 z nich.

Tytan

Tytan to jeden z najwytrzymalszych znanych materiałów, dlatego doskonale sprawdza się w wielu branżach. Ponieważ materiał ten wykazuje wysoką obojętność dla ludzkiego organizmu, często stosuje się go do wytwarzania różnego rodzaju protez czy implantów kości, także przy pomocy druku 3D. Poza zastosowaniami medycznymi, tytan jest popularny w druku 3D wykorzystywanym w motoryzacji i lotnictwie.

Materiały skałopodobne

W architekturze można wytworzyć materiały skałopodobne sporych rozmiarów, które charakteryzują się dużym oporem elektrycznym. Wytwarza się go za pomocą kompozytu Laybrick, który jest mieszanką pokruszonej kredy i poliaktydu (może być matowy i błyszczący). Takie wydruki stosuje się przede wszystkim w tworzeniu modeli architektonicznych.

Imitacja marmuru

To idea, która w przyszłości może zostać zrealizowana. Włoska grupa inżynierów pod postacią projektu MarbleEcoDesign postawiła sobie za cel stworzenie materiału do druku 3D, wykorzystującego marmurowy pył, po obróbce tego kamienia. Projekt wciąż w fazie rozwoju, wymaga hybrydowej drukarki FDM opartej o konstrukcji Prusy, specjalnych żywic oraz katalizatora pod postacią promieniowania UV. To pomysł 100% „eco-friendly”, bo zakłada wykorzystanie resztek produkcyjnych z produkcji określonych materiałów (w tym wypadku marmuru).

Beton

Beton to jeden z popularniejszych materiałów stosowanych w architekturze i budownictwie. Także tych wykorzystujących technikę 3D. Jakiś czas temu w Szanghaju przy pomocy drukarki pracującej w technologii Contour Crafting wytworzono 10 domów. Pomijając okna i instalacje, budynki w całości powstały z wydrukowanego betonu. Drukarki 3D wykorzystujące beton mogą mieć nawet 50 m długości. Beton z drukarki 3D zachowuje wszystkie takie właściwości, co beton z betoniarki.

Szkło

Naukowcy z Mediated Matter i MIT Glass Lab Develop opracowali innowacyjną technologię druku 3D ze szkła. Projekt G3DP zakłada zastosowanie specjalnego piecu do górnej części drukarki. Podgrzewa on szkło do temperatury 1900 st. Celsjusza, topi, a następnie przenosi do dyszy wykonanej z tlenku glinu i cyrkonu (materiały odporne na wysokie temperatury). Poszczególne warstwy szkła są układane warstwowo i chłodzone sprężonym powietrzem. W ten sposób udaje się wytworzyć niezwykle precyzyjne konstrukcje (różnica w poszczególnych warstwach szkła to zaledwie 0,13-0,18 mm). Naukowcy mają nadzieję, że technologię tę kiedyś będzie można zastosować do celów przemysłowych.

Wosk

Wosk może być wykorzystywany w druku 3D, ale nie jest to najlepszy z możliwych materiałów, szczególnie ze względu na swoją kruchość i niewielką odporność mechaniczną. Wydrukowany wosk zachowuje się w podobny sposób, jak naturalny materiał. Stosowany praktycznie tylko przez artystów. Do wydruków stosuje się mieszankę wosku z silikonem.

Piasek

Chyba każdy, kto choć raz był w swoim życiu nad morzem, budował rzeźby z piasku. Teraz nie trzeba ich już budować przy pomocy rąk, a zrobi to za nas drukarka 3D. Struktury wykonane z piasku z drukarki 3D cechuje duża odporność na wstrząsy. Największe urządzenie do druku struktur z piasku jest 5-Max, która wykorzystuje konwencjonalną metodę druku 3D. Z kolei SolarSinter jest urządzeniem wytwarzającym piaskowe struktury z wykorzystaniem tylko energii słonecznej, dzięki czemu powstają one w 100% ekologicznym procesie.

Drewno

Drukowanie drewnopodobnych przedmiotów to wciąż technologia w trakcie testów, szczególnie w laboratoriach Microsoftu. Do wytwarzania przedmiotów w drukarkach takich jak Robo 3D stosuje się mieszankę PLA i wiórek drewnianych poddanych recyklingowi. Materiał ma chropowatą teksturę, a podczas drukowania wydziela nawet specyficzny drewniany zapach. W przeciwieństwie do tradycyjnego drewna, drewno z drukarki 3D wykazuje większą elastyczność.

Artykuły spożywcze

Na rynku jest cała masa drukarek 3D, które potrafią drukować z przeróżnych materiałów spożywczych – od kostek cukru, przez żelki, po czekoladę. Tak przygotowane produkty można wykorzystać w kuchni, podobno smakują bardzo podobnie do prawdziwych. Szczególnie warta spróbowania jest czekolada. Głównym urządzeniem 3D wykorzystywanym do jej wydruku jest Choc Creator V1.

Tkanki biologiczne

Najbardziej enigmatyczna sfera, nawet dla absolwenta biotechnologii. Naukowcy już od dłuższego czasu spekulują o możliwościach wykorzystania druku 3D do wytwarzania funkcjonalnych narządów do przeszczepów. Firmą specjalizującą się w tej tematyce jest Organovo, która na co dzień korzysta z drukarek Novogen MMX. Technika drukowania narządów różni się nieco od wszystkich innych, bo zakłada stworzenie żelowej podstawy, na którą są nanoszone żywe tkanki.