Maailm on täis inimese ehitatud objekte. Torudest kohvitassideni on neid kõiki seni toodetud tehastes, kus protsessid on aeglased ja kohmakad. 3D printimine võib seda kõike muuta – võimaldada tavatarbijal oma majapidamistarbed ise trükkida ning tööstushiiglastel valmistada tooteid kiiremini kui kunagi varem.

3D Printing

Kas see tehnoloogia saab üldse kunagi olema piisavalt lihtne tavatarbijale koduseks kasutamiseks? Selle üle saab vaielda, kuid 3D printimisest võib saada suur tööstus ka siis, kui see leiab rakendust vaid kaubandus- ja tööstusvaldkonnas.

Kuidas 3D printimine töötab?

Digitaalseid faile trükitakse juba aastakümneid. Arvutis koostatud failid saadetakse printerile, mis andmeid töötleb ja trükib need (suhteliselt) kahedimensioonilisele paberile. 3D printer astub sammu edasi ja võimaldab digitaalsetest failidest kolmemõõtmeliste objektide trükkimist.

Selleks paneb masin üksteise peale kiht kihi järel materjali, kuni printimine on valmis. Aega kulub mõni tund või rohkem, sõltuvalt objekti suurusest. Tooteid kujundatakse arvuti tarkvara abil ja valmis fail saadetakse printerisse, kus algab toote valmistamise etapp, milleks kasutatakse erinevaid niite.

Nagu mitmete muude tehnoloogiate puhul, algasid katsed ka 3D printimisega palju varem, kui üldsus sellest kuulis. Idee tekkis vajadusest kiire ja odava prototüüpide valmistamise meetodi järele. Varem valmistati neid käsitsi, mis on väga töömahukas. 1980. aastatel leiutati aga süsteem fotopolümeeridega, mis valguse käes kõvastusid. Mõned aastad hiljem tuli kasutusele stereolitograafia, mille käigus valgus ühendab molekulid kihtideks.

How 3D Printing Works

Nüüd on 3D printereid juba mitut sorti, mõned neist valmis ka kodus kasutamiseks. Kõige suurema potentsiaalgia valdkond 3D printeri jaoks on aga siiski tootmistööstus, mis ilmselt muudab ka seda, kuidas me asjade ehitamist ja konstrueerimist üldse näeme.

Kasutus

3D printimine tundub olevat lihtne viis, kuidas valmistada uusi tooteid. Tegelikult on sellel tehnoloogial palju muid rakendusvõimalusi. Lausa nii palju, et Euroopa Komisjoni tellimusel koostatud aruande põhjal on 3D printimise turg 2021. aastaks väärt 9,6 miljardit dollarit.

Tehnoloogia vanimaid rakendusi on prototüüpide tootmine. Greg Paulsen, Xometry alltöövõtja meenutab, kuidas seda meetodit igapäevaselt kasutati. “Algul nimetasime seda 3D printimiseks, siis prototüüpide kiirtootmiseks,” kirjeldab Paulsen. “See võimaldas luua funktsionaalsele mudelile väga lähedasi objekte.”

3D printimisseadmetega toodetakse juba praegu kasulikke asju nagu näiteks mõõtelusikaid, kirjaklambreid või laste mänguasju, aga ka palju muud. Teiste tavatarbijatele suunatud toodete, nagu näiteks kingade ja riiete printimine areneb aeglaselt. Tehnika ei ole veel täiuslik, kuid teeb edusamme.

Meditsiinivaldkonnas on 3D organitest räägitud juba 1990. aastate lõpust, mil teadlased printisid inimese põie karkassi ning lasid rakkudel selle ümber kasvada.  Kui organ oli täielikult valmis, asetati see edukalt patsiendi sisse. Sellest ajast peale on tehnika kiirelt arenenud ja siirdamisteks vajalike organite tootmisele ollakse väga lähedal.

Kõige põnevamad on vast 3D printimise tööstuslikud kasutusvõimalused. Printerid suudavad juba praegu toota kõike vajalikku ühe viiekorruselise elamu ehitamiseks. Tehnoloogia algset kasutust, prototüüpide valmistamist, kasutatakse kõigis bensiini- ja gaasitööstustes, kus gaasitorud ja muud infrastrkutuurid ehitatakse kõigepealt prototüübina valmis. 3D printimise abil on see protsess palju kiirem ja odavam. BP tehnikadirektor David Eytoni arvates ei ole praegune gaasitorude ehitusprotsess väga tõhus. “Kõigepealt peab keegi torujupi valmistama, siis tuleb see kohale toimetada ja paigaldada,” kirjeldab Eyton. “Kui need saaks lihtsalt välja printida, kuluks selleks kõigeks palju vähem vaeva.”

Näitamaks 3D printimise tõepoolest lõputuid kasutusvaldkondi, on Venemaa hiljuti teatanud kavatsustest kasutada seda tehnoloogiat suurte objektide ehitamiseks Kuule.

Kasutuslihtsus valmistab muret

3D printerite kasutamine ei ole hetkel lihtne. Selleks peab oskama kasutada nii arvutit kui orienteeruma disainimaailmas. 3D printimises kasutatakse elektrooniliste failide loomiseks raalprojekteerimise tarkvara (CAD), mida on väga raske kasutada, eriti, kui Sul pole teadmisi arvutiteadusest ega disainist. Isegi väikeseid ja näiliselt lihtsaid objekte on CAD-iga raske luua.

How 3D Printing Works

Praegu ei oskaks enamik inimesi 3D printeriga midagi peale hakata. Püütakse luua ka lihtsamaid 3D printereid, mille kasutamiseks pole vaja uut eriala omandada. Makerbot Replicator+ on üks neist. Ettevõte ise ütleb: “Oleme koduseks kasutuseks mõeldud 3D printerite tootmise liidrid ja meie loome usaldusväärsuse ja kasutajasõbralikkuse standardi. Sellepärast püüamegi leida lahendusi kõigile 3D printimise etappidele, et seda võiks kasutada igaüks.” Sellegipoolest on tooted nagu Replicator+ keskmise inimese jaoks veel liiga keerulised.

Kes oskab disainida, kuid ei taha liiga palju raha 3D printeri peale kulutada, võib kasutada vastavat teenust. Saata oma CAD-fail 3D printimisteenuse pakkujale ning saada hinnapakkumine oma objekti tootmiseks.

Kas vajame seadusi?

Palju arutletakse, kas 3D printimine vajaks rangemaid seadusi, et vältida nende toodete valmistamist, mis ohustavad meie turvalisust. See küsimus muutus eriti oluliseks siis, kui avastati, et kasutajad saavad CAD failide ja 3D printerite abil trükkida relvi.

2013. aastal avaldas ettevõte nimega Defense Distributed plastmassist püssi joonise, mille abil sai seda 3D printeriga valmistada. Üsna pea nõudis USA valitsus nende jooniste veebilehelt eemaldamist ja kogu asi lõppes kohtuskäimisega. Ühes hiljutisemas loos levitas USA kodanik Cody Wilson 3D prinditud relva jooniseid. Kui valitsus sekkuda püüdis, kaebas Wilson nad kohtusse ja võitis – talle jäi õigus levitamist jätkata. Sellised juhtumid hirmutavad paljusid, kes kardavad, et 3D trükkimine võib avada senitundmatute tagajärgede Pandora laeka.

Prantsusmaa EFDD liige Joelle Bergeron on uut tehnoloogiat puudutavate seaduste kohapealt olnud väga otsekohene. Tema meelest on tegemist tööstusharuga, kus saab olema väga raske õigust mõista ja see võib väljuda kontrolli alt, kui valitsus kohe ei sekku. Bergeron ütleb:

“3D toodetele tuleb luua kindlad reeglid. Tegemist on keeruka protsessiga, mis hõlmab nii paljusid inimesi, et võib tekkida raskusi vastutava isiku määramisega. Õnnetuse korral võib see  vastutaja olla kas 3D faili edasimüüja või looja, printeri tarkvara looja, materjalide vahendaja või objekti loonud isik, sõltuvalt sellest, kus viga ilmneb. Hetkel ei ole 3D printeriga trükitud toodete osas ühtegi tsiviilvastutusega seotud näidet. Tootjad ei tea, mida oodata.

Seega peame meie, parlamendi liikmed, paluma Euroopa Komisjonil seda asja hoolikalt kaaluda.”

Samuti tõstatab 3D printimine olulisi intellektuaalomandi küsimusi. Kas patendiga kaitstud objekti trükkimine on intellektuaalomandi seaduse rikkumine? Kui nii, siis kuidas seaduse täitmist kontrollida? Kes vastutab, kui 3D printeriga loodud objektid ei tööta või tekitavad kehalisi kahjusid? See on seaduse loojatele täiesti avastamata valdkond ja nad jälgivad pingsalt selle tehnoloogia kasvu.

Lõpetuseks

Kas elame kunagi maailmas, kus võime trükkida kõike, mida vajame? Võib-olla. Võib-olla mitte. Tõenäolselt muutub 3D printimise tehnoloogia aja jooksul kõigi jaoks lihtsamaks. Isegi nende jaoks, kes tehnikat hästi ei mõista. 3D printimine on igatahes uus samm uute tehnoloogiate ja erinevate toodete tootmises ning juba tema kaubanduslikust kasutusest üksi piisab uue tööstusharu sünniks.