3Д штампа — разлика између измена

== Историја ==

AмеричкиАмерички изумитељ [[https://en.wikipedia.org/wiki/Chuck_Hull Chuck Hull]] je 1986 одштампао први тродимензионални предмет. У питању је била пластична шоља направљена техником стереолитографије (стврдњавање пластичне смоле под дејством светлости). Три године касније Хал је патентирао ову технику и основао компанију [https://en.wikipedia.org/wiki/3D_Systems 3D Systems]. Данас је она једна од водећих компанија на свету у пољу 3Д штампања. У овој компанији развијен је први формат за 3Д штампање – STL (од термина стереолитографија). Крајем осамдесетих година, Скот Крамп је поставио основе за моделирање спајењем наношених слојева FDM (Fused Deposition Modeling). Крамп је патентирао ову технику и основао компанију [https://en.wikipedia.org/wiki/Stratasys Stratasys]. OвоОво је једна од најзаслужнијих техника за експанзију 3Д штампања у свету. Крајем прошле године, '''''Stratasys''''' се спојио са компанијом '''''Objet''''' још једним великим играчем у свету 3Д штампе. ИрскaИрска компанија „Mcor Technologies“ од средине прошле деценије ради на усавршавању процеса ламиновања разних материјала за стварање тродимензионалних објеката. Уређаји једноставно исецају танке слојеве папира, метала или пластике и лепе их једне на друге. Њихова машина „Mcor IRIS“ користи класичан папир A4 формата за 3Д штампу, а сваки слој може да се обоји пре лепљења, тако да финални слој није ограничен на једну или неколико боја као што је случај код већине техника 3Д штампе. Управо због тога што се користи обичан папир, многе фотокопирнице широм света почеле су да нуде услуге 3Д штампања на овом уређају. Средином осамдесетих година прошлог века на Унирвезитету Коронел под покровитељством америчке агенције за истраживање напредних војних пројеката (DARPA, Defense Advanced Research Projects Agency), настала је техника синтеровања (спајање праха у чврсте објекте). Код ове технике може да се користи широк спектар материјала у праху, од метала преко пластике и керамике. Само спајање праха врши се под дејством енергетског зрака, најчешће ласера, али могу да се користе и електронски снопови као и фокусирани топлотни извори. Професори који су осмислили и патентирали ову технику основали су компанију „DTM“. Године 2001. Највећи конкурент „DTM-a“, „3D Systems“, купио је компанију заједно са свим њеним патентима. И поред свих очигледних предности ови штампачи су и даље били намењени само компанијама и дуго времена нико није замишљао да би људи уз свој кућни рачунар желели да имају и 3Д штампач, све до 2005. године. Инспирисани развојем рачунара „Atlair 8800“, студенти са Унирвезитета Корнел покренули су пројекат „Fab@Home“, чији је циљ био дизајн „open source“ система за 3Д зтампање, који би људи могли сами да направе код куће. Као резултати овог пројекта појавили су се планови за израду два различита модела. Исте године када је и „Fab@Home“, започео је и пројекат [[РепРап]] са још амбициознијим циљем – да се направи 3Д штампач који је у стању да сам себи прави компоненте и резервне делове! Уређаји из оба пројекта користе технику FDM (преименовану из правних разлога у FFF – Fused Fillament Fabrication). Термопластика се загрева кроз специјалну млазницу и наноси на подлогу слој по слој док предмет не буде заврешн.„Fab@Home“ и RepRap и данас постоје. Њихова искуства можете и сами искористити да саставите 3Д штампач. Ипак наслеђе ових пројеката је прешло у комерцијални домен. По истеку важности првих патената за FDM технологију 2009. Године основана је компанија [https://en.wikipedia.org/wiki/MakerBot_Industries MakerBot], чији су штампачи намењени онима који код куће желе да се баве моделима и техником. MakerBot-ови уређаји продају се као комплети које корисници сами склапају у готов штампач, самим тим су јефтинији и приступачнији ширем кругу људи.<ref>Кристофер Д. Винан '''''3D Printing The next technology gold rush'''''</ref>

== Технике 3Д штампања ==

# Inkjet

# Fused Deposition Modeling (FDM)

# Стереолитографија

# Селективно ласерско синтеровање (SLS)

# Производња објеката ламинацијом (LOM)

=== Inkjet ===

=== Fused Deposition Modeling (FDM) ===

[[СликаДатотека:FDM by Zureks.png|десно|мини|Fused deposition modelling: 1 – млазница за избацивање истопљене пластике, 2 – наслагани материјал (модел који се израђује), 3 – контролисана покретна подлога]]

Овом методом, слојеви се добијају тако што млазница истискује танко влакно истопљене термопластике на површину за штампу. Слојеви се праве укрштено, тј. сваки слој се истискује под углом од 90° у односу на претходни (слика 2.2). Тиме се постиже чврстина завршног модела. Могуће је користити неколико различитих материјала за штампу, са различитим карактеристикама, у чврстини и температурним особинама. Данас постоје и материјали који су растворљиви у води. Они се могу користити приликом штампе као привремена подршка за одређене делове. Ово је тренутно најраспрострањенији вид 3Д штампе.<ref>{{cite web |url=https://en.wikipedia.org/wiki/Fused_deposition_modeling|title=Fused Deposition Modeling|accessdate=2015-05-15}}</ref>

=== Стереолитографија ===

[[СликаДатотека:Stereolithography_apparatus_vector.svg|лево|мини|Стереолитографија]]

У стереолитографији модели се производе тако што зрак UV (ултра љубичастог) светла прелази преко базена са фотоосетљивом течношћу (слика 3). У току израде модел се спушта у кадицу слој по слој, док се не добије финални производ. Још једна предност ове врсте технологије 3Д штампе је висок ниво детаља и обраде завршне површине. Једна од главних предности ове методе штампања је њена брзина. У овoјовој технологији исти модели се производе и до 5 пута брже него у свим осталим техникама. У овој технологији је интересантно откривање завршног производа. Након што је штампање дела завршено, Он се лагано уздиже из кадице са раствором фотополимера од кога је и направљен. Ово је много једноставније од ломљена вишка конструктивних елемената, које је неизоставно код осталих видова штампе.<ref>{{cite web |url=https://en.wikipedia.org/wiki/Stereolithography|title=Стереолитографија|accessdate=2015-05-15}}</ref>

=== Селективно ласерско синтеровање (SLS) ===

[[СликаДатотека:Selective laser melting system schematic.jpg|десно|мини|Селективно ласерско синтеровање]]

=== Производња објеката ламинацијом (LOM) ===

[[СликаДатотека:Laminated object manufacturing.png|лево|мини|Производња објеката ламинацијом]]

== Примена 3Д штампача ==

# Израда прототипова

# Штампане куће

# Прављење хране

# Медицина

# Свемир

=== Израда прототипова ===

=== Штампане куће ===

Компанија '''''WinSun''''' из источне Кине одштампала је у једном дану 10 кућа у пуној величини, користећи 3Д штампач. У том поступку коришћен је цемент који се брзо суши, али су творци опрезни и још увек не откривају тајну ове нове технологије. Компанија је куће правила у штампачу ширине 10 метара и висине 6,6. Зидови су прављени слој по слој од цемента и уситњеног грађевинког отпада. Проналазач штампача „Ma Jihe“ је казао да је за добијање природног камена потребно ископати блокове и уситнити га у делове. Овај комплетан процес утиче на животну средину. И поред тога што му је за креирање 3Д штампача требало 12 година, Јихе је изјавио да ће овај процес бити колико еколошки,тако и економски исплатив. Са његовим 3Д штампачем се рециклира рударски отпад и претвара у употребљиве материјале. Крајњи циљ је да њихов штампач може да одштампа сваки дигитални облик који им буду донели њихови клијенти, по приступачној цени. Коришћење ових технологија смањује изложеност грађевинског радника прашини, а провера квалитета штампаних зграда спроводиће се независно за сваки објекат. Ове нове 3Д куће јоз увек нису обухваћене кинеским законодавством. Тренутна серија кућа је једноспратне структуре, а компанија се нада да ће исту технологију моћи да примене и на изградњу небодера.

У Амстердаму 100 година након што су богати трговци кренули да граде, узане куће од цигле које Амстердаму дају његов карактеристични печат, холандске архитекте помоћу 3Д штампача праве савремену верзију куће поред канала тако што производе пластичне компоненте и склапају их попут лего коцки. Према речима Хедвига Хајнсмана из архитектонског студија „Dus”, главни циљ покретања овог демонстрационог пројекта није штампање целе куће, већ њених делова. Ови делови ће пратећи развој 3Д-штампања током периода од три године, вероватно бити више пута мењани, дорађивани и усавршавани. Сврха овог пројекта, је пре свега, да се открију могућности примене 3Д штампања у грађевинарству – производњом нових материјала, и техника изградње. „Једини начин да то сазнамо јесте да то направимо”, kaže Хајнсманова супруга, која замишља будућност у којој ће свако за себе правити јединствене архитектонске облике на лицу места, или бирати готове архитектонске пројекте у интернет продавници. У средишту пројекта је 6 метара висок штампач “Kamermaker” (директан превод градитељ просторија). Реч је о увећаној верзији кућног 3Д штампача који производи “Ultimaker”, популарна међу онима који се из хобија баве 3Д штампањем. Да би, слој по слој, одштампао један блок у облику пчелињег саћа, “Kamermakeru” је потребно око недељу дана. Први одштампани блок, који чини један угао зграде и део степеништа, био је тежак 180 килограма. Идеја је да касније ови блокови буду испуњени неком врстом пенастог материјала, који је још у фази развоја, а који ће моћи да се стегне попут бетона. Он ће блоковима дати додатну тежину и повезати их у једну целину. Ово „Градилиште” на северу Амстердама је и изложба, који заинтересовани могу да посете за 2,50€. <ref>{{cite web |url=http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Zanimljivosti/528364/TRIJUMF-3D-STAMPACA-Kinezi-predstavili-odstampane-zgrade|title=3Д одштампане зграде|accessdate=2015-05-15}}</ref>

=== Прављење хране ===

Компанија „Natural machines”, која је развила ову машину, предлаже и коришћење, уређаја од стране родитеља који желе да обрадују своје најмлађе штампајући храну у облику животиња или ликова из цртаћа. Линет Кучма, једна од оснивача комапније је и бивши менаџер за јавност компаније ”Microsoft”. Она открива да се произвођач нада да ће му главне муштерије бити домаћинства и ресторани, а интересовање су показале и продавнице хране на мало, неке желе да продају храну коју би одштампале, а друге желе да продају различита пуњења за штампаче. Ипак „Fudini” још увек има својих ограничења. Оне не обавља аутоматски сав посаoпосао у кухињи, и заправо не кува храну. Ако имате све састојке и знате да припремите оброк, то ће сигурно још неко време бити много боље. Главна предност '''''Fudini-ја''''', је да он чини храну лепшом и занимљивијом.<ref>{{cite web |url=http://www.blic.rs/IT/426577/Draga-sta-si-odstampala-za-veceru-Prvi-kucni-3D-stampac-u-prodaji|title=3Д штампање хране|accessdate=2015-05-15}}</ref>

=== Медицина ===

Британска компанија [http://www.frippdesign.co.uk Fripp Design] започела је револуцију у свету реконструктивне хирургије коришћењем технологије 3Д штампања. Техника ове компаније из Шефилда подразумева прикупљање 3Д података применом безболне фотограметрије. Ова техника низом камера прави слике , а затим их спаја у јединствед 3Д модел. Ови подаци се потом укрштају са магнетном резонанцом и компјутерском фотографијом како би се постигло савршено уклапање са лицем особе за коју се прави протеза. Овако се могу креирати нови делови тела уместо оштећених. Новим органима могуће је додавати чак и поре и младеже како би изгледали што реалније.

Поступак репарације увета, започео би коришћењем одраза другог увета, или фотограметријом, увета, неког од чланова породице. Цео процес стварања дигиталног модела траје неколико сати, а штампање је готово за неколико дана. Процес самог штампања је посебно осетљив, са обзиром да је јако тешко постичи идентичан изглед органском ткиву. Са друге стране, причвршћивање новог дела тела је једноставно коришћењем неке од већ познатих техника којима се служе хирурзи.

Ерик Морган (60), који је изгубио пола лица након што је оболео од рака данас може разговетно да говори, једе и пије захваљујући новом лицу са 3 штампача. Моргену је одстрањена готово цела лева страна лица, Након што му је откривен агресивни тумор. Четири године касније он је добио ново протетичко лице. Његово ново лице, прво те врсте у Великој Британији, направљено је применом технологије 3Д штампања. На основу дигиталних снимака на основу одраза неоштећене стране лица начињене су слике како би лице требало да изгледа. Након тога је 3Д штампач, слој по слој направио најлонски калуп који је употребљен за израду протезе.

Хирурзи су недавно објавили да су успели да 75% лица замене имплантима који су направњени 3Д штампањем. На основу начињених снимака направљени су модели импланта. Потом су импланти направљени уз помоћ 3Д штампача у компанији “Oxford Performance Materials” у Конектикату слагањем посебних слојева нове врсте пластике полиетеркетонкетанона (PEKK). Пацијент је успешно оперисан 4. марта 2014 године и то је први такав случај у Америци од када је средином фебруара 2014 одобрено коришћење оваквих импланата.

=== 3Д штампачи у свемиру ===

== Референце ==

{{рефлистreflist}}