A dél-karolinai Rock Hillben található 3D Systems gyár fényesen megvilágított csarnokaiban sétálva különös és csodálatos tárgyakat pillantok meg. Egy teljesen működő, nejlonból készült gitár. Egy borzalmas kinézetű fogakkal teletűzdelt állkapcsok falanxát. Egy bálna csontváza. Egy magas sarkú cipő öt színű, teljes méretarányú prototípusát. Játékrobotok. És egy emberi magzat arcának látszó tárgy. “Ez egy ultrahangfelvételből készült” – mondja Cathy Lewis, a cég marketingvezetője vállat vonva.
From This Story
Ezeknek a tárgyaknak egy közös jellemzője van: Mindegyiket olyan gépekkel “nyomtatták”, amelyek digitális fájlok utasításait követve rétegről rétegre illesztik össze az anyagokat – legyen az fém, kerámia vagy műanyag -, amíg a tárgy jellegzetes formája meg nem valósul. Az eljárást 3D-nyomtatásnak (vagy ipari nyelven additív gyártásnak) nevezik, és ha mostanra még nem hallott róla, akkor nem figyelt eléggé a lélegzetelállító hírekre és technológiai blogokra – vagy Barack Obama elnökre, aki legutóbbi, az Unió helyzetéről szóló beszédében kijelentette, hogy a 3D-nyomtatás “képes forradalmasítani azt, ahogyan szinte bármit készítünk”.”
Míg sokan csak most hallanak a technológiáról, a mérnökök és tervezők már közel három évtizede használnak nagy és drága háromdimenziós nyomtatókat, amelyekkel alkatrészek gyors prototípusait készítik el a repülőgép-, védelmi és autóipari vállalatok számára. Az évek során azonban a digitális tervezőszoftverek kiforrottak, a szkennerek mindenütt elterjedtek, és a megfizethető asztali nyomtatók elérhetővé váltak az önálló vállalkozók, iskolák és otthoni barkácsolók számára. A technológusok harsányan hirdetik, hogy a 3D nyomtatás demokratizálni fogja a tervezést, és megszabadít minket a tömeggyártás hegemóniájától.
De csak azért, mert bárki ötletei formát ölthetnek, nem feltétlenül jelenti azt, hogy formát is kell ölteniük – ez a gondolat a 3D Systems csarnokában tűnt fel, ahol polcról polcra láttam, amit egyesek nagyon igyekeznek nem olcsó műanyag szarnak nevezni: élénk színű miniatűr vázák, telefontokok, ékszerek, babák és – elkerülhetetlenül – koponyák. (Csak egy 3D-s fájlmegosztó oldalon 101 tervet találtam koponyás gyűrűkhöz és medálokhoz). Ezeknek a lobby csecsebecséknek az alkotója? A 3D Systems által gyártott Cube.
“Ez a fogyasztói stratégiánk” – magyarázza Lewis, miközben egy csoport rózsaszín, türkizkék és lime-zöld nyomtatóra mutat. A Kockák akkorák, mint egy Mr. Coffee gép, fényesek és simák, és van rajtuk egy ki-be kapcsoló, egy port egy pendrive számára, az árcédulájuk pedig 1299 dollár. A Cubes a tárgyakat anyagextrudálással hozza létre, amelynek során egy nyomtatófej vékony rétegű olvadt műanyagot helyez el és halmoz fel egy platformra. A folyamat akkor kezdődik, amikor a felhasználó betölti digitális tervét a Cube-ba, amelynek szoftvere segít fel- vagy lekicsinyíteni a modellt, és automatikusan hozzáadja a tartószerkezeteket, ha szükséges. (A támaszok ugyanabból a műanyagból készülnek, mint amiből a gép nyomtat, és kiugranak.) Ezután a Cube “felszeleteli” a digitális tárgyat mikronvastagságú vízszintes rétegekre, létrehozva egy tervrajzot, amelyet a nyomtatófej követ az x és y tengelyeken mozogva.
A Cube 16 különböző színben képes tárgyakat létrehozni, de egyszerre csak egy színt tud nyomtatni (nincs kazettacsere nyomtatás közben). Ahhoz, hogy egyetlen nyomtatás során egynél több színben készítsen játékrobotot vagy koponyagyűrűt, a CubeX Duo készülékre lesz szüksége, amely több mint kétszer annyiba kerül, de két nyomtatópatronja van, amely automatikusan ki- és bekapcsolja a színeket – ez nagy előrelépés az asztali nyomtatás szerelmeseinek szemében.
Talán megérezve a készülékkel szembeni ambivalenciámat, Lewis egy üvegfalú gyártóterembe vezet, hogy megnézzem a vállalat nagyágyúit: egy sor hűtőszekrény méretű gépet, amelyek előtt kis ablakok vannak, és monitorok, billentyűzetek és CPU-k veszik körül őket. Elektromos kábelek kígyóznak a fejünk felett, mindenütt porszívók vannak, a padló pedig csúszós a porított nejlontól. Hunyorogva és a szememet a vakító fénytől védve bámulok be egy sztereolitográfiai gép kis ablakán keresztül, amelyben egy fényérzékeny polimerrel töltött üstöt többször lézerrel lövellnek, és ezzel olyan kémiai reakciót indítanak be, amelynek hatására a viszkózus sötétkék folyadék vékony rétege megkeményedik. Másodpercek telnek el, vízszintes villámok villannak, és egy ablaktörlő szétosztja a gyanta újabb rétegét.
Minden réteg 50 mikron vastag, ami egy milliméter huszad részének felel meg. (Minél vékonyabbak a rétegek, annál finomabb a felbontás és annál élesebbek a részletek). A kész tárgy felemelkedik, miközben az építőágya vagy platformja süllyed. Mit gyártott ez a nyomtató – amely 170 000 dollárba kerül -? Lewis megnézi a monitort, és azt találgatja, hogy ékszert, egy bonyolult tervezésű gyűrűt. Megjegyzem, hogy ez egy nagy gép egy ékszer elkészítéséhez, de Lewis biztosít arról, hogy a technikusok általában egyszerre több ékszert készítenek.
Mutat nekem egy másik ablakos gépet. Ezúttal az üstöt nem sötétkék folyadékkal, hanem fehér nejlonporral töltik meg. Egy ablaktörlő simítja az üst felületét, amelyre egy lézer könnyedén rávési négy gyűrű és egy miniatűr bumeráng körvonalait a porított anyag összeolvasztásával (a folyamatot szinterezésnek nevezik). Az ablaktörlő ismét végigsimít, letörli a formákat, a lézer villan, és egy újabb réteg gyűrű és bumeráng szintereződik. A monitor szerint ez a projekt 26 óra szinterezés után négy hüvelyk magas, és még sok óra van hátra. A “leleplezés” csak akkor következik, amikor a felesleges port kiássuk és a terméket exhumáljuk. Lehet, hogy ez egy drón, lehet, hogy egy motorblokk öntvénye. Lewis nem tudja megmondani (ez biztosan nem egy bumeráng). De tudja, hogy ez az alkatrész ugyanolyan tartós lesz, mint bármilyen hagyományosan gyártott alkatrész, amit felvált.
Túrám ott ér véget, ahol kezdődött, a műanyag robotok és telefontokok között. Két óra alatt lepergett a szemem előtt az additív gyártás története, amely a műszaki alkalmazásokkal kezdődött és az otthonokban és irodákban végződött – nem különben, mint a számítógépek és a lézernyomtatók pályája. Dale Dougherty, a Make magazin kiadója szerint, aki szerint a 3-D nyomtató a “Wal-Mart a tenyerünkben”, mivel képes ilyen tárgyakat igény szerint lemásolni vagy létrehozni, és része a barkácsoló mozgalomnak, amely a testreszabást előnyben részesíti az árucikkekkel szemben, a 3-D nyomtató “Wal-Mart a tenyerünkben.”