Η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει ήδη αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο κατασκευάζουμε αντικείμενα, πρωτότυπα και ακόμη και βιομηχανικά εξαρτήματα. Από το εργαστήριο μέχρι τη γραμμή παραγωγής, η τεχνολογία αυτή προσφέρει ευελιξία και ταχύτητα που πριν από μερικές δεκαετίες φάνταζαν αδιανόητες. Ωστόσο, πίσω από την εικόνα της καινοτομίας κρύβεται ένα σημαντικό ζήτημα: η βιωσιμότητα.
Οι περισσότεροι εκτυπωτές εξακολουθούν να χρησιμοποιούν πλαστικά που προέρχονται από το πετρέλαιο, ενώ οι πιο «πράσινες» εναλλακτικές – βιοδιασπώμενα ή ανακυκλωμένα υλικά – θεωρούνται πολύ εύθραυστες για απαιτητικές εφαρμογές. Αυτός ο συμβιβασμός ανάμεσα στην αντοχή και στη φιλικότητα προς το περιβάλλον έχει επιβραδύνει την ευρεία υιοθέτηση πιο βιώσιμων λύσεων. Το ερώτημα παραμένει ανοιχτό: πώς μπορούμε να συνδυάσουμε την ανθεκτικότητα με τον σεβασμό στο περιβάλλον;
Μια πιθανή απάντηση έρχεται από το MIT, σε συνεργασία με το Hasso Plattner Institute. Οι ερευνητές παρουσίασαν το SustainaPrint, ένα ολοκληρωμένο σύστημα software και hardware που επιτρέπει την επιλεκτική χρήση διαφορετικών υλικών κατά την εκτύπωση. Η λογική του είναι απλή, αλλά αποδεικνύεται εξαιρετικά αποτελεσματική: τα πιο ανθεκτικά πλαστικά χρησιμοποιούνται μόνο στα σημεία που θα δεχτούν τις μεγαλύτερες μηχανικές καταπονήσεις, ενώ το υπόλοιπο αντικείμενο εκτυπώνεται με βιοδιασπώμενα ή ανακυκλωμένα νήματα.
Η διαδικασία βασίζεται σε προσομοιώσεις που εντοπίζουν εκ των προτέρων ποιες περιοχές ενός τρισδιάστατου μοντέλου θα βρεθούν υπό τις μεγαλύτερες πιέσεις και φορτία. Έτσι, μόνο αυτές ενισχύονται με ισχυρά πλαστικά, μειώνοντας σημαντικά την κατανάλωση συμβατικού υλικού χωρίς να θυσιάζεται η αντοχή του τελικού προϊόντος.
Στα πειράματα χρησιμοποιήθηκε το οικολογικό νήμα PolyTerra PLA σε συνδυασμό με το στάνταρ υλικό της Ultimaker για τα ενισχυμένα τμήματα. Αρκούσε μόλις 20% ενίσχυση για να ανακτηθεί έως και το 70% της αντοχής ενός αντικειμένου που είχε τυπωθεί εξ ολοκλήρου με ισχυρότερο πλαστικό. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μάλιστα, η υβριδική μέθοδος ξεπέρασε σε απόδοση ακόμη και αντικείμενα που ήταν εξολοκλήρου ενισχυμένα, όπως συνέβη με ένα μοντέλο σε σχήμα θόλου.
Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε την τεχνική σε δεκάδες αντικείμενα καθημερινής χρήσης: γάντζους τοίχου, βάσεις για ακουστικά, γλάστρες και δαχτυλίδια. Κάθε αντικείμενο υποβλήθηκε σε αυστηρές δοκιμές έλξης, κάμψης και θραύσης. Το πιο εντυπωσιακό εύρημα ήταν ότι, με τη σωστή γεωμετρία, ο συνδυασμός υλικών όχι μόνο διατήρησε την αντοχή, αλλά σε ορισμένα σενάρια την ενίσχυσε.
Ένα ακόμη πλεονέκτημα του SustainaPrint είναι η προσβασιμότητά του. Το MIT ανέπτυξε μια εύχρηστη διεπαφή όπου οποιοσδήποτε μπορεί να ανεβάσει το τρισδιάστατο μοντέλο του και να δει έναν «χάρτη» με τις περιοχές που απαιτούν ενίσχυση. Παράλληλα, δημιουργήθηκε ένα οικονομικό κιτ ελέγχου αντοχής, το οποίο μπορεί να συναρμολογηθεί με τυπωμένα εξαρτήματα και κοινά εργαλεία, όπως ψηφιακές ζυγαριές.
Το σχέδιο θα διατεθεί ως open-source, ανοίγοντας τον δρόμο για σχολεία, makers και μικρές επιχειρήσεις που θέλουν να πειραματιστούν ή να αξιοποιήσουν την τεχνολογία.
[via]
