Kävellessäni Etelä-Carolinan Rock Hillissä sijaitsevan 3D Systemsin tehtaan kirkkaasti valaistuilla käytävillä katselen outoja ja ihmeellisiä esineitä. Täysin toimiva nailonista valmistettu kitara. Kauhistuttavan näköisillä hampailla koristeltuja alaleukoja. Valaan luuranko. Viisivärinen, täysimittainen prototyyppi korkeakorkoisesta kengästä. Lelurobotit. Ja ilmeisesti ihmissikiön kasvot. ”Se on tehty ultraäänikuvasta”, Cathy Lewis, yrityksen markkinointijohtaja, kertoo minulle kohauttaen olkapäitään.
From This Story
Tälle esinekokoelmalle on yhteistä yksi piirre: Kaikki on ”tulostettu” koneilla, jotka digitaalisten tiedostojen ohjeiden mukaan liittävät yhteen kerros kerrokselta materiaalia – metallia, keramiikkaa tai muovia – kunnes esineen erottuva muoto on toteutunut. Prosessia kutsutaan kolmiulotteiseksi tulostukseksi (tai teollisessa kielenkäytössä additiiviseksi valmistukseksi), ja jos et ole vielä kuullut siitä, et ole kiinnittänyt riittävästi huomiota lukemattomiin henkeäsalpaaviin uutisjuttuihin ja teknologiablogeihin – tai presidentti Barack Obamaan, joka julisti viimeisimmässä puheessaan unionin tilasta, että kolmiulotteinen tulostaminen voi mullistaa tavan, jolla valmistamme melkein mitä tahansa.”
Vaikka monet kuulevat teknologiasta vasta nyt, insinöörit ja suunnittelijat ovat käyttäneet suuria ja kalliita kolmiulotteisia tulostimia jo lähes kolmen vuosikymmenen ajan, ja he ovat valmistaneet nopeita prototyyppejä osista ilmailu- ja avaruus-, puolustus- ja autoteollisuusyrityksille. Vuosien mittaan digitaaliset suunnitteluohjelmistot ovat kuitenkin kehittyneet, skannerit ovat yleistyneet ja kohtuuhintaiset pöytätulostimet ovat tulleet yrittäjien, koulujen ja kotitöiden tekijöiden ulottuville. Teknologit julistavat riemukkaasti, että kolmiulotteinen tulostus demokratisoi muotoilun ja vapauttaa meidät massatuotannon hegemoniasta.
Mutta se, että kenen tahansa ideat voivat saada muodon, ei välttämättä tarkoita, että niiden pitäisi saada muotoiltua – tämä ajatus pisti silmääni 3D Systemsin aulassa, jossa näin hylly toisensa perään sellaista, jota jotkut yrittävät kovasti olla kutsumatta halpamaiseksi muovisotkuksi: kirkkaanvärisiä miniatyyrimaljakoita, puhelimen koteloita, koruja, nukkeja, ja väistämättä myös kalloja. (Vain yhdeltä 3D-tiedostojen jakamissivustolta löysin 101 mallia pääkallosormuksia ja -riipuksia varten). Näiden lobby-tarvikkeiden luoja? 3D Systemsin valmistama Cube.
”Tämä on kuluttajistrategiamme”, Lewis selittää minulle osoittaen ryhmää vaaleanpunaisia, turkooseja ja limenvihreitä tulostimia. Kuutiot ovat Mr. Coffee -koneen kokoisia, kiiltäviä ja sileitä, ja niissä on on-off-kytkin, portti muistitikulle ja 1299 dollarin hintalappu. Cubes-tulostimet luovat esineitä suulakepuristusprosessilla, jossa tulostuspää laskee ja pinoaa alustalle ohuita kerroksia sulaa muovia. Prosessi alkaa, kun käyttäjät lataavat digitaalisen mallinsa Cube-laitteeseen, jonka ohjelmisto auttaa heitä skaalaamaan mallia suuremmaksi tai pienemmäksi ja lisää automaattisesti tukirakenteita, jos niitä tarvitaan. (Tukirakenteet on valmistettu samasta muovista kuin kone tulostaa, ja ne irtoavat.) Sitten Cube ”viipaloi” digitaalisen objektin mikronin paksuisiin vaakasuuntaisiin kerroksiin ja luo piirroksen, jota tulostuspää seuraa liikkuen x- ja y-akseleilla.
Cube voi luoda objekteja 16:lla eri värillä, mutta se voi tulostaa vain yhden värin kerrallaan (patruunaa ei vaihdeta kesken tulostuksen). Jos haluat tehdä lelurobotin tai kallosormuksen useammalla kuin yhdellä värillä yhden tulostuksen aikana, tarvitset CubeX Duo -laitteen, joka maksaa yli kaksi kertaa enemmän, mutta jossa on kaksi tulostuskasettia, jotka vaihtavat värejä automaattisesti pois ja päälle – suuri harppaus eteenpäin pöytätulostuksen harrastajien silmissä.
Lewis johdattaa minut lasiseinäiseen valmistushuoneeseen tutustumaan yrityksen suuriin aseisiin: jääkaapin kokoisiin koneisiin, joiden edessä on pienet ikkunat ja joiden ympärillä on näyttöjä, näppäimistöjä ja suorittimia. Sähkökaapelit kiemurtelevat yläpuolella, pölynimurit ovat kaikkialla, ja lattia on liukas jauhemaisesta nailonista. Tuijotan siristellen ja silmiäni häikäisyltä suojaten stereolitografiakoneen pienen ikkunan läpi, jossa valoherkällä polymeerillä täytettyä sammiota ammutaan toistuvasti laserilla ja käynnistetään kemiallinen reaktio, joka saa aikaan ohuen kerroksen viskoosin tummansinisen nesteen kovettumisen. Sekunteja kuluu, vaakasuora salama välähtää ja pyyhin levittää toisen kerroksen hartsia.
Jokainen kerros on 50 mikronia paksu, mikä vastaa millimetrin kahdeskymmenesosaa. (Mitä ohuempi kerros, sitä hienompi resoluutio ja sitä terävämmät yksityiskohdat). Valmis objekti nousee ylös, kun sen rakennusalusta eli alusta uppoaa. Mitä tämä 170 000 dollaria maksava tulostin tuotti? Lewis katsoo näyttöä ja arvelee, että se on koru, monimutkaisesti muotoiltu sormus. Huomautan, että se on suuri kone yhden korun valmistamiseen, mutta Lewis vakuuttaa minulle, että teknikot rakentavat yleensä useamman kuin yhden korun kerrallaan.
Hän näyttää minulle toisen ikkunallisen koneen. Tällä kertaa sammio ei ole täytetty tummansinisellä nesteellä vaan valkoisella jauhemaisella nailonilla. Pyyhin tasoittaa sammion pinnan, johon laser kaivertaa kevyesti neljän renkaan ja miniatyyribumerangin ääriviivat sulattamalla jauhemaisen materiaalin yhteen (prosessia kutsutaan sintraukseksi). Pyyhin pyyhkäisee uudelleen pyyhkimällä muodot pois, laser välähtää, ja toinen kerros renkaita ja bumerangi sintrataan. Monitori kertoo, että tämä projekti on 26 tunnin sintrauksen jälkeen neljä tuumaa korkea, ja jäljellä on vielä monta tuntia. ”Paljastus” tapahtuu vasta, kun ylimääräinen jauhe on kaivettu pois ja tuote kaivettu esiin. Se voi olla lennokki, se voi olla moottorilohkon valukappale. Lewis ei osaa sanoa (se ei todellakaan ole bumerangi). Mutta hän tietää, että tämä osa on yhtä kestävä kuin mikä tahansa perinteisesti valmistettu osa, jonka se korvaa.
Kierrokseni päättyy siihen, mistä se alkoi, muovirobottien ja puhelinkoteloiden keskelle. Kahdessa tunnissa additiivisen valmistuksen historia on kulkenut silmieni edessä, alkaen teknisistä sovelluksista ja päätyen koteihin ja toimistoihin – aivan kuten tietokoneiden ja lasertulostimien kehityskaari. Dale Dougherty, Make-lehden kustantaja, joka on osa kasvavaa DIY-”Maker Movement” -liikettä, joka suosii räätälöintiä hyödykkeiden sijaan, sanoo, että kolmiulotteinen tulostin on ”Wal-Mart kämmenelläsi”, sillä sen avulla voidaan kopioida tai luoda tällaisia esineitä kysynnän mukaan.