Tiems, kurie aktyviai nesidomi pažangiausiomis technologijomis, vis dar sunku įsivaizduoti, jog realių daiktų, tokių kaip sportinis batelis, automobilio variklis ar gyvenamasis namas ir net žmogaus kūno audinių spausdinimas yra toli gražu nebe mokslinė fantastika. Vilniaus Gedimino technologijos universiteto (VGTU) mokslininkai intensyviai tyrinėja bei prisideda, kuriant naujas 3D spausdinimo technologijas ir kone kasdien pateikia naujų jų panaudojimo galimybių.

„Pasaulio statistika rodo, jog dažniausiai 3D spausdinimas naudojamas automobilių pramonėje (apie 30 proc. gaminių), taip pat produktams tobulinti (16 proc.), inovacijoms (11 proc.), siekiant padidinti efektyvumą (10 proc.) bei sumažinti kainas (9 proc.). Lietuvos mokslininkai prisideda prie šių technologijų plėtojimo, kurdami naujos kartos 3D spausdintuvus bei inovatyvias spausdinimo medžiagas“, – teigia Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūros (MITA) direktorius Kęstutis Šetkus.

Kaip spausdintuvai „sluoksniuoja“ daiktus

Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) 3D technologijų ir spausdinimo laboratorijos vadovas doc. dr. Eugenijus Jurkonis paprastai paaiškino 3D spausdinimo technologijų esmę: „Tam, kad žmonės galėtų pasigaminti įvairius gaminius, jie naudoja tam tikras gamybos technologijas. Tradicinėms priskiriamos tokios kaip tekinimas, frezavimas, pjaustymas, drožinėjimas ir kitos. 3D spausdinimas yra inovatyvus daiktų gamybos būdas, įgalinantis kompiuterinį modelį paversti realiu daiktu. Jis dar vadinamas adityvia (pridėtine) gamyba, nes, skirtingai nei tradicinėse gamybos technologijose, formuojant daiktus šiuo būdu, medžiaga sluoksnis po sluoksnio pridedama, o ne šalinama nereikalinga. Tad vienas iš 3D spausdinimo privalumų – gaminant daiktus šiuo būdu medžiagos yra sunaudojama tik tiek, kiek reikia produktui. Kitas milžiniškas adityvios gamybos privalumas – ja galima pagaminti sudėtingiausios geometrijos objektus.“  

Pasak VGTU „LinkMenų fabriko“ Mechanikos laboratorijos vedėjo Ričardo Leščinsko, 3D spausdintuvai gali būti industriniai ir mėgėjiški, taip pat jie skiriasi pagal veikimo principą. „FDM spausdintuvuose objektai kuriami sluoksniais liejant plastiko gijas. Jais galima spausdinti greitai, patogiai ir pigiai, tačiau atspausdintų objektų paviršių gali tekti apdoroti, kad būtų lygesnis ir dailesnis. Naudojant kitą, stereolitografijos technologiją, yra apdorojamos skystos medžiagos, kurios fiksuojamos lazeriu – ten, kur lazeris pašviečia, medžiaga sukietėja ir taip skystoje dervoje sluoksniais formuojami trimačiai objektai. Stereolitografinis 3D spausdinimas pasižymi tikslumu, juo išgaunamos labai organiškos formos, spausdinamų objektų paviršiai būna kokybiškesni, lygesni. Šis metodas labiau tinka juvelyriniams dirbiniams bei kitiems mažesniems objektams spausdinti. Trimačio spausdinimo įrenginiai sparčiai tobulėja ir pinga. Dabar gerai veikiantį mėgėjišką spausdintuvą galima nusipirkti vos už 200–300 Eur“, – pasakojo R.Leščinskas. 

Kuriamas greitesnis mėgėjiškas spausdintuvas

Pasak R. Leščinsko, viena pagrindinių 3D spausdintuvų panaudojimo sričių – sparti prototipų gamyba. „Tai gali būti skulptūrėlė, estetinė detalė arba konstrukcijos elementas, pvz., krumpliaratis kokiai nors pavarų dėžei ar robotukui, arba pačio robotuko mechaninė ranka. Tai gali būti ir mažas suprojektuotos virtuvės modelis arba skulptūros maketas“, – galimybes vardija R. Leščinskas. 

Mokslininkas šiuo metu kuria naujos kartos FDM spausdintuvą. „3D spausdinimo trūkumas, lyginant su tradicinėmis gaminimo technologijoms, yra lėtesnė gamyba. Mano tikslas – sukurti greitai spausdinantį, patikimą, stabilų, pigų ir lengvai surenkamą mėgėjiško lygio 3D spausdintuvą, kuris būtų prieinamas visiems vartotojams“, – planais dalijasi R. Leščinskas. 

Tobulinamas metalinių objektų spausdinimas 

Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) Lazerinių technologijų skyriaus vyresnysis mokslo darbuotojas dr. Genrik Mordas pasakojo, jog FTMC specializuojasi metalinių detalių gamyboje, naudojant lazerines technologijas. „Turime pramoninį 3D spausdintuvą, kuris veikia lazerinio sukepinimo principu – metalo dulkės sluoksniais sulydomos, kol išgaunamas norimas metalinis daiktas. Su šiuo spausdintuvu atliekame mokslinius tyrimus. Kol kas metaliniai spausdintuvai geba vieną elementą spausdinti tik iš vieno metalo miltelių. Tačiau FTMC Lazerinių technologijų skyriaus specialistai konstruoją inovatyvų 3D spausdintuvą, kuriuo būtų galima spausdinant vieną daiktą naudoti skirtingas medžiagas, tad iš karto pagaminti detalę su elementais iš skirtingų metalų, pavyzdžiui, šilumokaitį iš nerūdijančio plieno ir vario. Taip spausdinti, lyginant su tradicinėmis gamybos technologijomis, būtų žymiai greičiau ir pigiau“, – teigia G. Mordas. 

Įdomu, jog pasaulio didieji automobilių gamintojai jau spausdina variklius, o praėjusiais metais Amsterdame iš nerūdijančio plieno atspausdintas pirmasis pėsčiųjų tiltas. 

MITA specialistų teigimu, pasaulinė 3D spausdinimo technologijų rinka praėjusiais metais siekė apie 14 mlrd. JAV dolerių. Prognozuojama, jog iki 2022 m. ji išaugs net iki 23 mlrd. JAV dolerių. Tikimasi, kad iki 2025 m. 3D spausdintuvu bus pagamintas pirmasis automobilis, atlikta pirmoji 3D spausdintuvu sukurtų kepenų transplantacija bei šiomis technologijomis bus gaminama apie 5 proc. vartojimo prekių.

MITA kuruojamas atviras mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros tinklas „Open R&D Lietuva“, subūręs visus šalies valstybinius universitetus, mokslinių tyrimų institutus, mokslo ir technologijų parkus bei atviros prieigos centrus, padeda susitikti moderniausias technologijas plėtojantiems Lietuvos tyrėjams su mūsų šalies ir užsienio verslininkais, skatina jų bendradarbiavimą. Tai didžiausias Baltijos šalyse inovacijų infrastruktūros, paslaugų ir kompetencijos tinklas, kuris teikia daugiau kaip 2,5 tūkst. paslaugų inžinerijos ir informacinių technologijų, biomedicinos ir biotechnologijų, medžiagų mokslo, fizikinės ir cheminės technologijos, gamtos išteklių ir žemės ūkio srityse. 

Kad verslas su mokslu galėtų sėkmingai bendradarbiauti MITA įkūrė „Open R&D Lietuva“  tinklo Kontaktų centrą. Jis padeda verslui greičiau surasti tinkamus žmones mokslo institucijose, sužinoti, kur galima užsisakyti reikalingas paslaugas, sudaro galimybes individualiems susitikimams.

Parengta pagal Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūros informaciją.