Τα συστήματα χρησιμοποιούν ένα σχέδιο υπολογιστή για να δημιουργήσουν τρισδιάστατα αντικείμενα τοποθετώντας υλικά το ένα πάνω στο άλλο. 

Οι πρώτες απαρχές των τρισδιάστατων εκτυπωτών – η πρώτη συσκευή κυκλοφόρησε το 1981 – είδαν τους ανθρώπους να κατασκευάζουν μικρά ειδώλια και μοντέλα για την κατασκευή άλλων προϊόντων.

Ωστόσο, πλέον οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές φέρνουν επανάσταση ακόμα και στη βιομηχανία της υγειονομικής περίθαλψης, επιτρέποντας τους επαγγελματίες του ιατρικού τομέα να εκτυπώνουν καρδιές, δέρμα και ακόμη και αυτιά μέσα σε μερικές ώρες – εξαλείφοντας την ανάγκη για δωρητές οργάνων. 

Πώς γίνεται η τρισδιάστατη εκτύπωση

Η τρισδιάστατη εκτύπωση, γνωστή και ως κατασκευή προσθέτων, είναι μια διαδικασία που δημιουργεί τρισδιάστατα αντικείμενα στρώμα προς στρώμα χρησιμοποιώντας ένα σχέδιο που δημιουργήθηκε από υπολογιστή. 

Συγκεκριμένα υλικά αναπτύσσονται σε μελάνια που ο εκτυπωτής τοποθετεί το ένα πάνω στο άλλο για να φτιάξει το τελικό προϊόν που βασίζεται στο μοντέλο υπολογιστή που έχει επιλέξει ο χρήστης. 

Η τεχνολογία γεννήθηκε τη δεκαετία του 1980, αλλά έχει γίνει δημοφιλής τα τελευταία χρόνια λόγω της πρόσβασης των εκτυπωτών. 

Αυτό οφείλεται επίσης στη δραματική πτώση της τιμής, με μερικά να φτάνουν τα 300 $, και οι αλλαγές στη λειτουργία έχουν γίνει τόσο εύκολες που ο μέσος άνθρωπος μπορεί να τις χειριστεί.

Αγέννητα μωρά 

Οι μελλοντικοί γονείς μπορούν τώρα να αποκτήσουν ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο μοντέλο του αγέννητου παιδιού τους.

Οι εικόνες υπερήχων μπορούν να δημιουργήσουν μια τρισδιάστατη άποψη ενός εμβρύου και να αναδημιουργήσουν τα χαρακτηριστικά του με εκπληκτική λεπτομέρεια.

Το μοντέλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δώσει στους γονείς μια πρώτη ματιά στο μωρό τους ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναζητήσει σημάδια σωματικών ανωμαλιών.

Μια εταιρεία που ονομάζεται Embryo 3D layers χρησιμοποιεί μαγνητική τομογραφία για να δημιουργήσει ένα ακριβές πλαστικό μοντέλο ενός μωρού.

Ο Βραζιλιάνος σχεδιαστής και διδάκτορας του Royal College of Art Jorge Lopes χρησιμοποιεί εικόνες εμβρύων για να προετοιμάσει τους γονείς για δυσμορφίες και, σε μια περίπτωση, για να επιτρέψει σε ένα ζευγάρι να «βλέπει» το αγέννητο παιδί του όταν δεν μπορεί να εκτιμήσει τις παραδοσιακές εικόνες υπερήχων. 

Η ιαπωνική εταιρεία Fasotec 3-D εκτυπώνει την ανθρώπινη ανατομία για ιατρικές εφαρμογές ως εργαλεία διδασκαλίας. 

Οι εκτυπωτές τους μπορούν να εκτυπώσουν με δύο υλικά ταυτόχρονα, επιτρέποντάς τους να διακρίνουν τους τύπους ιστών στο σώμα.

Όπλα

Το πρώτο τρισδιάστατο όπλο αποκαλύφθηκε τον Μάιο του 2013 χρησιμοποιώντας απλά σχέδια γνωστά ως Liberatore.

Το πλαστικό όπλο, του οποίου η κατασκευή κόστισε 8.000 δολάρια, βρέθηκε ότι είχε τη δύναμη να διαπεράσει αρκετές ίντσες σάρκας και ανθρώπινο κρανίο.

Ενώ το Στέιτ Ντιπάρτμεντ ζήτησε να αφαιρεθεί το σχέδιο εκτός σύνδεσης μετά από δύο ημέρες από τη σύνδεση του όπλου στο Διαδίκτυο, το Liberator άνοιξε το δρόμο στους ανθρώπους να κατασκευάσουν όπλα στο σπίτι.

Τα υλικά για ένα όπλο με τρισδιάστατη εκτύπωση διαφέρουν σημαντικά από αυτά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κοσμημάτων ή ειδωλίων.

Το 3D Printerly προτείνει τη χρήση νάιλον υψηλής θερμοκρασίας ή ενισχυμένου, το οποίο είναι ισχυρό και ανθεκτικό.

Το νάιλον μπορεί επίσης  να αντέξει τη θερμότητα και τις καταπονήσεις που παράγονται από το πιστόλι για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από άλλα υλικά. 

Τον Μάρτιο του 2023, ένας 30χρονος συνελήφθη για κατοχή ναρκωτικών και κατασκευή όπλων φαντασμάτων στο σπίτι με τρισδιάστατο εκτυπωτή

Φιλέτα ψαριού και άλλα είδη διατροφής

Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο εργάζονται για την ανάπτυξη των λεγόμενων “βιώσιμων τροφίμων” χρησιμοποιώντας τις δυνάμεις των τρισδιάστατων εκτυπωτών.

Η Steakholder Foods παρουσίασε το πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωμένο φιλέτο ψαριού στον κόσμο τον Απρίλιο, σημειώνοντας ότι η σφυρίδα είναι έτοιμη για μαγείρεμα μόλις ολοκληρωθεί.

Η ισραηλινή εταιρεία χρησιμοποίησε κύτταρα σφυρίδας για να φτιάξει το μελάνι εκτύπωσης και ισχυρίζεται ότι το τελικό προϊόν έχει την ίδια γεύση και υφή με το πραγματικό. 

Η MeaTech με έδρα το Ισραήλ αποκάλυψε τη μεγαλύτερη μπριζόλα που καλλιεργείται στο εργαστήριο τον Δεκέμβριο του 2021. 

Η μπριζόλα ζυγίζει 3,67 ουγγιές και είναι φτιαγμένη από πραγματικό λίπος και μυϊκά κύτταρα που λαμβάνονται από δείγματα ιστών μιας ζωντανής αγελάδας. 

Η τυπωμένη πλάκα του «κρέατος» στη συνέχεια ωρίμασε σε επωαστήρα, επιτρέποντας στα βλαστοκύτταρα να διαφοροποιηθούν σε λιπώδη και μυϊκά κύτταρα που εξελίσσονται σε λιπώδεις και μυϊκούς ιστούς. 

Σπίτια 

Σε αντίθεση με τους τρισδιάστατους εκτυπωτές που κατασκευάζουν τρόφιμα, όπλα και αγέννητα μωρά, οι συσκευές που δημιουργούν σπίτια πλήρους μεγέθους είναι τεράστιες.

Ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο σπίτι που περιγράφεται ως το πρώτο «σπίτι που χτίστηκε από ρομπότ» στην Αμερική βγήκε προς πώληση για 300.000 δολάρια στη Νέα Υόρκη το 2021

Το ακίνητο τριών υπνοδωματίων στο Long Island, είναι κατασκευασμένο από σκυρόδεμα και διαθέτει δύο μπάνια και ένα γκαράζ, συναρμολογήθηκε σε μια ηλεκτρονική διαδικασία που απαιτούσε μόλις τρεις εργάτες οικοδομής στο εργοτάξιο.

Το σπίτι περιλαμβάνει 24 στοιχεία από σκυρόδεμα που «τυπώνονται» από μια μηχανή που εκτοξεύει στρώμα επί στρώσης σκυροδέματος πριν προστεθούν οι τελευταίες πινελιές – όπως μια οροφή -. 

Η Mighty Buildings, με έδρα την Καλιφόρνια, ισχυρίζεται ότι μπορεί να κατασκευάσει μια μονάδα στούντιο 350 τετραγωνικών ποδιών σε λιγότερο από 24 ώρες, παρέχοντας στους ιδιοκτήτες ένα ήσυχο καταφύγιο ή μια καμπίνα διακοπών για να φιλοξενήσει επισκέπτες.

Η εταιρεία προσφέρει διάφορες μονάδες στον ιστότοπό της, που κυμαίνονται από ένα στιλάτο στούντιο έως ένα πολυτελές οικογενειακό σπίτι, τυπωμένο με υγρή συνθετική πέτρα που σκληραίνει σχεδόν αμέσως. 

Μέρη του ανθρώπινου σώματος 

Η βιοεκτύπωση γεννήθηκε από τη δημοτικότητα της τρισδιάστατης εκτύπωσης, η οποία χρησιμοποιεί τα κύτταρα ενός ασθενούς για να δημιουργήσει φύλλα τεχνητού δέρματος που μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων. 

Η τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε το 2022 για να δώσει σε μια γυναίκα το πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωμένο αυτί στον κόσμο. 

Το AuriNovo, όπως ονομάζεται το εμφύτευμα, αναπτύχθηκε από την εταιρεία 3DBio Therapeutics

Η 20χρονη, γνωστή μόνο ως Alexa από το Μεξικό, γεννήθηκε με ένα σπάνιο γενετικό ελάττωμα που κάνει το εξωτερικό μέρος του αυτιού να είναι μικρό και δύσμορφο.

Τα χονδροκύτταρα της γυναίκας – κύτταρα υπεύθυνα για το σχηματισμό χόνδρου – απομονώθηκαν από το δείγμα ιστού και αναπτύχθηκαν με θρεπτικά συστατικά για να τα μετατρέψουν σε δισεκατομμύρια κύτταρα.

Αυτά τα κύτταρα αναμιγνύονται με βιομελάνη με βάση το κολλαγόνο, το οποίο διαμορφώνεται σε ένα εξωτερικό αυτί αφού εισαχθεί σε έναν εξειδικευμένο τρισδιάστατο βιοεκτυπωτή με σύριγγα.

Ένα τυπωμένο, βιοδιασπώμενο κέλυφος περιβάλλει το εμφύτευμα για να παρέχει έγκαιρη υποστήριξη, αλλά απορροφάται στο σώμα του ασθενούς με την πάροδο του χρόνου.

Μετά από λίγο, το εμφυτευμένο αυτί υποτίθεται ότι θα ωριμάσει, αναπτύσσοντας τη φυσική εμφάνιση και αίσθηση ενός κανονικού αυτιού, συμπεριλαμβανομένης της ελαστικότητας, και θα είναι ένα αντίγραφο καθρέφτης του υγιούς αυτιού του ασθενούς.

Επιστήμονες στο Ισραήλ λένε ότι δημιούργησαν την πρώτη τρισδιάστατη εκτύπωση μιας καρδιάς με ανθρώπινο ιστό και αγγεία, αποκαλώντας την «μεγάλη ιατρική ανακάλυψη», παρόλο που απέχουν πολύ από τη δημιουργία των πρώτων καρδιών κατάλληλων για μεταμόσχευση.

Η όλη διαδικασία εκτύπωσης κράτησε λιγότερο από 10 λεπτά.

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ στο Ισραήλ αποκάλυψαν την πρώτη τρισδιάστατη εκτυπωμένη καρδιά το 2019, χρησιμοποιώντας ανθρώπινο ιστό και αιμοφόρα αγγεία.

Το όργανο έχει περίπου το μέγεθος της καρδιάς ενός κουνελιού και μπορεί να συστέλλεται σαν μυς, αλλά δεν μπορεί να κάνει μια πλήρη άντληση. 

Αυτοκίνητα 

Τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα αυτοκίνητα κερδίζουν έδαφος καθώς προχωρούν διαφορετικές τεχνολογίες.

Το πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωμένο αυτοκίνητο στον κόσμο έκανε το ντεμπούτο του το 2011, το οποίο κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας έναν συγκεκριμένο εκτυπωτή που δημιουργούσε στρώμα επί στρώματος αμαξώματος.

Το όχημα που ονομάζεται Urbee, σχεδιάστηκε για να διαρκέσει 30 χρόνια.

Η βρετανική Aston Martin χρησιμοποίησε πρόσφατα την τεχνολογία κατά τον σχεδιασμό του μοντέλου DBR22. Το αυτοκίνητο διαθέτει ένα 3D-εκτυπωμένο πίσω υποπλαίσιο με εξαρτήματα αλουμινίου συνδεδεμένα μεταξύ τους για να σχηματίσουν το τελικό υποπλαίσιο

Το NOWlab αποκάλυψε την πρώτη 3D-printed μοτοσυκλέτα στον κόσμο το 2018, που ονομάζεται Nera – αλλά δεν είναι ακόμα βγει προς πώληση.

(photo: pixabay)