Biblioteka w wielu miejscach pełni funkcje centrum kultury, które może stać się centrum innowacji. Miejscem, gdzie młodzież, ma szanse realizować swoje pasje i zaznajomić się z nowymi technologiami. Do takich nowych technologii zalicza się druk 3D. Jest coraz bardziej dostępny poprzez bardzo proste w obsłudze drukarki 3D.
Historia druku 3D
Historia druku rozpoczyna się w 1971 roku. To właśnie wtedy trwały prace nad koncepcją druku 3D, która dała początek technologii SLS (selectve laser sintering – selektywne spiekanie laserem) – wykorzystywanej obecnie w druku. Za jej wynalazcę uznaje się Charles Hull. W 1984 roku stworzył pierwszą oficjalną metodę drukowania przestrzennego, czyli stereolitografię (SLA) oraz jako pierwszy założył firmę produkującą drukarki 3D.
Technologia SLA polega na polimeryzacji (fotoutwardzaniu) ciekłej żywicy wiązką lasera. Żywica znajduje się w zbiorniku, do którego zanurza się platforma (stół roboczy). Do zbiornika również przywiera się pierwsza warstwa utwardzonej żywicy, będąca podstawą drukowanego modelu. Brzmi skomplikowanie? Nic bardziej mylnego! Świat oszalał na punkcie druku 3D dużo później. Był to rok 2013, a może nawet 2014.
Drukarki 3D w Polsce
Miałam przyjemność osobiście uczestniczyć w konferencji BETT w Londynie. Odbywają się tam największe targi edukacyjne. Oczywiście mnie najbardziej zainteresował druk 3D. Powoli i w Polsce zaczęły się też pojawiać drukarki na konferencjach edukacyjnych. Zaowocowało to wieloma pomysłami na wykorzystanie druku 3D w edukacji.
Mówiąc o produkcji drukarek 3D w Polsce, przede wszystkim należy wspomnieć o dwóch firmach: Zmorph i Skriware. Pierwsza z nich produkuje nie tylko drukarkę, ale „kombajn”, który po wymianie głowicy, może wycinać laserem czy frezować w drewnie. Dla smakoszy oferuje nawet druk z czekolady.
Skriware to firma, która połączyła druk z programowaniem, oferując roboty wydrukowane na ich drukarkach, oraz możliwość drukowania zastępczych części na drukarce 3D.
Tworzenie modeli do druku 3D
Odpowiedni program
Żeby powstał druk, najpierw musi powstać projekt w modelu przestrzennym. Do tego preferuję oprogramowanie thinkercard. Jest ono produktem firmy Autocad, która od lat dostarcza profesjonalne oprogramowanie do projektowania. Thinkercard ma przyjemny i intuicyjny interfejs wraz z gotowymi już modelami do wykorzystania. Przy tym oprogramowanie jest darmowe i dostępne online.
Drugi program, który posiada każdy użytkownik Windowsa 10 to Paint 3D. Oprócz tworzenia modeli program przy użyciu kamery pozwala osadzić ten model w rzeczywistym świecie. Jest to bardzo dobry dodatek szczególnie dla osób, które nie potrafią sobie wyobrazić wyglądu projektu na żywo, poza komputerem.
Kiedy już zrobimy model 3D to, żeby go wydrukować, musimy przygotować plik gcode – swojego rodzaju zaszyty kod zrozumiały dla drukarki. W tym pliku znajdują się następujące informacje:
- temperatura, do jakiej podgrzewamy filament, z którego będziemy drukować,
- grubość warstwy,
- informacje o tym, czy są podpory,
- oraz inne specyficzne informacje związane z wydrukiem.
Niestety wyżej wymienione programy nie przygotowują tego specjalnego kodu, ale za to mają możliwość zapisu do pliku .STL, który jest podstawą dla kolejnych programów typu slicer.
Slicer to program, który dzieli nasz projekt na warstwy i generuje plik gcode. Każdy producent podobnych programów stara się dostarczyć do swojej drukarki własny slicer, ponieważ to daje gwarancję, że drukarka dokona idealnego wydruku na podstawie przygotowanego pliku gcode. Program, na który warto zwrócić uwagę to slicer cura. On może przygotować dla wielu modeli na rynku plik zrozumiany przez drukarkę.
Odpowiedni filament
Przygotowując plik gcode, trzeba zdecydować się na filament, materiał, z jakiego ten druk będzie wykonany. Plik gcode taką informację zawiera. Drukarki, które drukują poprzez podgrzewanie filamentu i nakładanie kolejnych warstw, drukują w technologii FDM (Fused Deposition Modeling). FDM jest nazywana potocznie „drukiem 3D z plastiku”. Technologia ta wykorzystuje termoplasty, czyli tworzywa sztuczne, do formowania geometrii w wysokich temperaturach. Modele drukowane w tej technologii powstają poprzez nakładanie kolejnych warstw półpłynnego materiału, który jest wytłaczany z podgrzewanej dyszy. W FDMie wykorzystywany materiał może również wymagać podgrzewanego stołu – ABS.
Podczas wydruku z tego filamentu, poleca się, żeby drukarka była zabudowana i zamknięta, ponieważ materiał może wydzielać szkodliwe opary. Każdy filament powinien mieć oznaczenia do jakiej temperatury jest podgrzewany. Jest to bardzo ważne, żeby dysza, przez którą jest on przepychany, nie uległa zatkaniu. W przypadku ABS jest to temperatura 240-260°C, a stół może się rozgrzać do temperatury 80-110°C. Dlatego pod czas zajęć prowadzonych dla dzieci drukarka powinna być umieszczona w takim miejscu, żeby nie miały do niej dostępu.
Kolejny rodzaj filamentu to PLA, on również jest podgrzewany, ale do mniejszych temperatur (180-220°C). Nie wymaga podgrzewanego stołu, dlatego stał się najbardziej popularnym filamentem. Jest za to mniej wytrzymały w stosunku do ABS.
Można również drukować z filamentu, który jest podobnym tworzywem, z jakiego wytwarza się plastikowe butelki i po otrzymaniu odpowiednich certyfikatów może mieć kontakt z żywnością – PETG.
Czy druk 3D jest obecny w naszym życiu?
Oczywiście, że tak, ale gdzie?
W tej chwili prototypy projektów drukuje się głównie w formie 3D, ponieważ każde biuro projektowe może posiadać swoją drukarkę. Bardzo popularne jest prototypowanie biżuterii. Tutaj do wydruku używa się technologii SLA, która pozwala na zachowanie szczególików. W tej branży technologia FDM sprawdzi się zdecydowanie gorzej. Bardzo mocno rozwija się druk w medycynie czy protetyce. Drukowane są już nawet domy, czy części do motocykli (Delta WASP INDUSTRIAL).
Jak można wykorzystać drukarkę 3D w bibliotece?
Chcę się z Państwem podzielić kilkoma pomysłami na zajęcia z druku 3D w bibliotece:
- Projektowanie i wydruk spersonalizowanych zakładek do książek.
- Modelowanie i wydruk pionków, postaci do własnej gry planszowej, która powstaje na podstawie książki.
- Projektowanie i drukowanie okolicznościowych ozdób, np. ozdoby świąteczne, z okazji dnia bibliotekarza.
- Modelowanie prototypów do innowacyjnych projektów, które wymyślają uczestnicy warsztatów z druku 3D.
