COMPUTER ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ
61
3
D PRINTERS
χρησιμοποιούνται είναι, ως επί το πλεί-
στον, ειδικές ρητίνες και πολυμερή, δηλα-
δή πλαστικά.
Υπάρχουν πάντως και πολύ εξειδικευμέ-
νες περιπτώσεις «εκτυπώσεων» σε πιο αν-
θεκτικά υλικά, όπως, για παράδειγμα, το
τιτάνιο που χρησιμοποιείται στην κατα-
σκευή ανθρώπινων μελών ή ακόμα και ορ-
γανικοί ιστοί για τις μεταμοσχεύσεις.
Όπως θα δούμε στη συνέχεια, υπάρ-
χουν διάφορες τεχνολογίες 3D printing, οι
οποίες εξαρτώνται από τα υλικά κατασκευ-
ής και τη μέθοδο τοποθέτησης του υλικού.
Και βεβαίως, όλα αυτά έχουν άμεση επί-
δραση στο κόστος και φυσικά στο είδος
και την ανθεκτικότητα (κάτι που συνεπάγε-
ται την χρήση) του τελικού αντικειμένου.
Όσοι φαντάζεστε εξειδικευμένες και
ελάχιστες χρήσεις, να σας ενημερώσουμε
ότι οι τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπω-
σης χρησιμοποιούνται ήδη σε άπειρες
εφαρμογές: κατασκευή κοσμημάτων, πα-
πουτσιών, βιομηχανική σχεδίαση, αρχιτε-
κτονική, αυτοκινητοβιομηχανία, αεροδια-
στημική, οδοντιατρική, εκπαίδευση και
πολλές άλλες.
Θα σας δώσουμε ένα παράδειγμα για
να καταλάβετε την αξία της τεχνολογίας
αυτής και το πόσο μεγάλη επανάσταση
έχει φέρει στην κατασκευή. Ας υποθέσου-
με ότι μία εταιρεία θέλει να κατασκευάσει
ένα καινούργιο όχημα. Η εταιρεία αυτή
μπορεί κάλλιστα να ανήκει στην αυτοκινη-
τοβιομηχανία ή την αεροδιαστημική. Μέχρι
τώρα, αυτό που έκαναν οι μηχανικοί, ήταν
να σχεδιάσουν το μοντέλο του οχήματος ή
του σκάφους στον υπολογιστή και να εξο-
μοιώνουν τη λειτουργία του σε διάφορες
συνθήκες (και πάλι εξομοιώνοντας το πε-
ριβάλλον και την αλληλεπίδρασή του με το
ίδιο το όχημα). Στη συνέχεια έπρεπε να κα-
τασκευάσουν κι ένα φυσικό μοντέλο για να
το περάσουν από διάφορες δοκιμές, συνή-
θως μέσα σε αεροσήραγγες (πράγμα
άκρως απαραίτητο στην αεροδιαστημική).
Το μοντέλο αυτό κατασκευαζόταν είτε 1:1,
είτε υπό κλίμακα και συνήθως με το χέρι.
Ως εκ τούτου, τα λάθη στην κατασκευή δεν
λείπουν και κανείς δεν μπορεί να προβλέ-
ψει την πραγματική συμπεριφορά των υλι-
κών πριν κατασκευαστεί τουλάχιστον ένα
πρωτότυπο όχημα/σκάφος. Η διαδικασία
αυτή κόστιζε πολλά χρήματα, πολλές φο-
ρές πολλαπλάσια από την ίδια τη μαζική
παραγωγή. Πλέον η εταιρεία είναι σε θέση
να κατασκευάσει (να εκτυπώσει δηλαδή)
το ίδιο το μοντέλο υπό κλίμακα, αλλά και
τα διάφορα μηχανικά του μέρη, κατευθείαν
από το 3D σχέδιο του υπολογιστή. Μπο-
ρούν εύκολα να γίνουν άπειρες διορθώ-
σεις, αφού σε λίγες ώρες οι μηχανικοί
έχουν στα χέρια τους ένα πραγματικό αντι-
κείμενο, το οποίο μπορούν να πιάσουν, να
το περιεργαστούν και να το περάσουν από
δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες.
Μάλιστα, πριν από την τεχνολογία 3D
printing χρησιμοποιούνταν και τεχνικές ει-
κονικής πραγματικότητας με ειδικά 3D
γυαλιά και αισθητήρες στα χέρια, προκει-
μένου να δώσουν στους κατασκευαστές
όσο το δυνατόν καλύτερη αίσθηση του
προς κατασκευή αντικειμένου σε ένα εικο-
νικό περιβάλλον. Ασφαλώς, όλα αυτά ήταν
πανάκριβα.
Η ασύγκριτη ευκολία και η μείωση του
κόστους που έφεραν οι τρισδιάστατοι
εκτυπωτές είναι κάτι παραπάνω από προ-
φανής και για αυτόν ακριβώς το λόγο όλες
οι εταιρείες που ασχολούνται με τη σχε-
δίαση και κατασκευή τους χρησιμοποιούν.
ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
Για να κατασκευάσουμε κάποιο αντικεί-
μενο σε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή, χρει-
αζόμαστε ένα ακριβές τρισδιάστατο μοντέ-
λο σε υπολογιστή. Αυτό σημαίνει κάποιο
πρόγραμμα σχεδιασμού τύπου CAD ή
τρισδιάστατης μοντελοποίησης. Εδώ χρη-
σιμοποιούνται πάρα πολλά προγράμματα,
από το πανάκριβο Auto CAD ή το open
source Blender (ακόμα και το Google
Sketchup μπορεί να χρησιμοποιηθεί). Το
μόνο προαπαιτούμενο είναι το πρόγραμμα
να μπορεί να κάνει εξαγωγή σε format .stl
(
από το Stereo lithography), αν και μπο-
ρούν να χρησιμοποιηθούν κι άλλα formats
(.
gts .obj .svg or .xml). Μια που αναφερθή-
καμε στο Google Sketchup, θα πρέπει να
πούμε ότι η δωρεάν έκδοση αποθηκεύει
σε format τύπου Google Earth (.kmz). Η έκ-
δοση Pro αποθηκεύει και σε άλλα 2D και
3
D formats. Για να εξαγάγετε το αρχείο
σας σε format .stl, θα πρέπει να εγκατα-
στήσετε το ειδικό plug-in su2stl. Απλά κα-
τεβάστε το αρχείο από το
p?id=429 και αντιγράψτε το στον φάκελο
Plugins του SketchUp.
Το λογισμικό θα πρέπει να μετατρέψει
το τρισδιάστατο μοντέλο σε πολύ λεπτές
φέτες, οι οποίες θα γίνουν στρώσεις υλι-
κού από τον εκτυπωτή. Το υλικό τώρα,
μπορεί να είναι σε υγρή μορφή, σε μορφή
σκόνης ή σε μορφή πολύ λεπτού φύλλου.
Οι διάφορες στρώσεις στερεοποιούνται
και ενώνονται μεταξύ τους αμέσως, παρά-
γοντας ένα συμπαγές αντικείμενο.
Το πλεονέκτημα αυτής της προσθετικής
μεθόδου κατασκευής είναι ότι μπορεί κα-
νείς να δημιουργήσει σχεδόν οποιοδήποτε
γεωμετρικό σχήμα θέλει, ξεπερνώντας
τους περιορισμούς των αφαιρετικών μεθό-
δων. Έτσι, για να ξεκινήσει κάποιος να δη-
μιουργεί τα πρώτα του 3D αριστουργήμα-
τα, χρειάζεται πρώτα να τα έχει σχεδιάσει
REPRAP
Ο εκτυπωτής RapMan αλλά και ο 3DTouch της Bits from Bytes που δοκιμάσαμε,
έχουν βασιστεί στο project RepRap. Ο RepRap είναι ένας 3D εκτυπωτής για οικιακή
χρήση, ο οποίος είναι σε θέση να αναπαραγάγει τον εαυτό του, δηλαδή να δημιουρ-
γήσει τα μέρη από τα οποία αποτελείται και στην ουσία, ο χρήστης να μπορέσει να
συναρμολογήσει άλλον έναν παρόμοιο εκτυπωτή. Το project συνοδεύεται από ένα
ειδικό open source λογισμικό σχεδίασης και μοντελοποίησης. Για την ώρα πάντως,
ο εκτυπωτής είναι σε θέση να «τυπώνει» μόνο τα πλαστικά του μέρη, απαιτώντας
πρόσθετα μεταλλικά, σερβομηχανισμούς, ολοκληρωμένα κυκλώματα και καλώδια
για να συναρμολογηθεί, αλλά γίνονται εκτεταμένες προσπάθειες από την ομάδα
σχεδιασμού, ούτως ώστε ο RepRap να μπορεί να «τυπώνει» και μέταλλο.
Υπάρχουν διάφορα μοντέλα 3D εκτυπωτών που ακολουθούν το project RepRap, με
το πιο φθηνό να κοστίζει γύρω στα $ 500. Υπάρχουν έτοιμοι εκτυπωτές και kit συ-
ναρμολόγησης για να φτιάξετε μόνοι σας το δικό σας εκτυπωτή.
Στην εικόνα βλέπετε το
αρχικό μοντέλο Mendel του
project RepRap. Πρόκειται
για ένα open source project
με στόχο τη δημιουργία ενός
τρισδιάστατου εκτυπωτή, ο
οποίος είναι σε θέση να
αναπαράγει τον εαυτό του
(
για την ώρα, μόνο τα
πλαστικά μέρη από τα οποία
αποτελείται). Συνοδεύεται
από επίσης open source
λογισμικό για την απαραίτητη
σχεδίαση των προς
«
εκτύπωση» αντικειμένων.
