imprimanta 3d

22
Imprimanta 3D – tehnologia ce va aduce cea de-a doua Revoluţie Industrială mprimanta 3D – tehnologia ce va aduce cea de- a doua Revoluţie Industrială Cel mai popular serial science-fiction din istoria televiziunii, Star Trek, a influenţat generaţii întregi de oameni de ştiinţă, stimulându-le imaginaţia şi hrănindu-le pasiunea. Multe din tehnologiile prezentate de-a lungul timpului în serial au devenit disponibile în ultimii ani, iar acum oamenii de ştiinţă se pregătesc să transforme în realitate cea mai spectaculoasă dintre

Upload: nicoleta-trifan

Post on 31-Dec-2015

221 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Imprimanta 3D

TRANSCRIPT

Imprimanta 3D – tehnologia ce va aduce cea de-a doua Revoluţie Industrială

mprimanta 3D – tehnologia ce va aduce cea de-

a

doua Revoluţie Industrială

Cel mai popular serial science-fiction din istoria televiziunii, Star

Trek, a influenţat generaţii întregi de oameni de ştiinţă, stimulându-

le imaginaţia şi hrănindu-le pasiunea. Multe din tehnologiile

prezentate de-a lungul timpului în serial au devenit disponibile în

ultimii ani, iar acum oamenii de ştiinţă se pregătesc să transforme în

realitate cea mai spectaculoasă dintre acestea: replicator-ul,

instrumentul prin care echipajul navei Enterprise crea toate obiectele

de care avea nevoie, inclusiv mâncarea. În prezent, lumea

tehnologiei cunoaşte dezvoltarea accelerată a dispozitivelor ce par a

fi precursoarele fantasticului replicator: imprimantele 3D.

Ce presupune imprimarea 3D?

Imprimarea 3D este un proces folosit de câteva decenii în industrie,

unde mai poartă numele de "prototipare rapidă". Această tehnologie

a apărut în anii '80, fiind folosită iniţial de companiile cu bugete

masive, precum cele din industria aerospaţială, sau de echipele de

Formula 1.

Acestea funcţionează într-un mod similar imprimantelor obişnuite,

folosind în loc de cerneală diferite materiale (de la plastic la argint

sau chiar la titaniu) pe care le «imprimă» în straturi succesive,

construind astfel un obiect.

Imprimantele 3D permit designerilor să producă într-un timp foarte

scurt un prototip. Astfel, acesta poate fi testat şi remodelat rapid,

fiind redus considerabil timpul necesar pentru a trece de la etapa de

prototip la cea de produs finit.

Spre exemplu, constructorii de maşini de Formula 1 puteau crea cu

ajutorul aparatelor de prototipare rapidă componente cu forme

extrem de precise precum spoilerele. Producţia acestor piese

complexe prin metode clasice putea dura câteva săptămâni, însă

folosirea imprimantelor 3D reducea această perioadă la doar 48 de

ore. Astfel, timpul câştigat permitea producătorilor să testeze mai

multe variante ale componentelor şi să ajungă la versiunea finală

mult mai repede.

Un alt avantaj al folosirii imprimantelor 3D este capacitatea lor de a

produce forme imposibil de creat cu ajutorul tehnicilor de producţie

în masă. Acest lucru permite companiilor să apeleze la

biomimetism, copiind formele prezente în natură pentru a obţine

produse mai eficiente cu costuri mai mici. Un astfel de exemplu vine

de la MIT, unde cercetătorii conduşi de Neri Oxman au folosit o

imprimantă 3D pentru realiza cel mai uşor şi totodată cel mai

rezistent stâlp de beton. Pornind de la faptul că tulpina unei plante

este formată din filamente verticale de densităţi diferite, Oxman a

folosit o imprimantă 3D pentru a tipări o structură formată din

filamente de beton cu diferite densităţi.

Astăzi, tehnologia este prezentă în majoritatea laboratoarelor de

cercetare deţinute de companiile care produc gadgeturi, fie că este

vorba despre aparate de ras, despre cel mai sofisticat smartphone sau

chiar despre componentele complexe ale avioanelor. Imprimantele

3D pot produce inclusiv obiecte de dimensiuni mari: în 2011, Urbee

a devenit primul automobil ale cărui componente exterioare au fost

create integral cu ajutorul unei imprimante 3D.

Tehnologia a progresat enorm în ultimii 20 de ani, astăzi fiind

posibilă imprimarea de modele 3D din 40 de tipuri de materiale. Ca

urmare a acestui progres, imprimantele 3D nu mai sunt folosite doar

pentru crearea de prototipuri, ci chiar pentru produsele finite.

Specialiştii NASA consideră că imprimantele 3D reprezintă o

metodă eficientă de producţie a instrumentelor şi pieselor de schimb

necesare pentru buna funcţionare a Staţiei Spaţiale Internaţionale. În

acest moment, transportul unui kilogram de echipamente către SSI

costă aproximativ 20.000 de dolari, astfel că folosirea

unei imprimante 3D ar reduce semnificativ costurile. Mai mult, o

imprimantă 3D oferă flexibilitate. Unul dintre cercetătorii care

colaborează cu NASA în cadrul proiectului imprimării 3D, Gonzalo

Martinez, a explicat: " Dacă astronauţii de pe Apollo 13 ar fi avut

o imprimantă 3D la bord, celebra frază «Houston, avem o

problemă» ar fi fost de fapt «Houston, avem o problemă,

trimiteţi un model ca să tipărim instrumentul de care avem

nevoie pentru a o rezolva".

În 2011, specialiştii agenţiei spaţiale americane au testat cu succes

tipărirea unui instrument (o cheie franceză) în condiţii de gravitaţie

zero. Ca urmare, NASA a anunţat că intenţionează să doteze Staţia

Spaţială Internaţională cu această tehnologie în 2014.

Imprimantele devin accesibile artizanilor

Chiar dacă imprimantele 3D există de câteva decenii, ele sunt

folosite acum de multe persoane pasionate de crearea obiectelor, ca

urmare a reducerii semnificative a costului unui astfel de sistem.

Dacă imprimantele 3D folosite în industrie costă până la un milion

de dolari, kiturile destinate producţiei de obiecte la scară mică pot fi

achiziţionate la preţuri începând de la 1.300$.

Astăzi, zeci de mii de persoane folosesc astăzi această tehnologie

pentru a concepe şi crea obiecte şi piese de schimb. Pe cel mai

important site destinat pasionaţilor imprimantelor 3D, Thingiverse,

se regăsesc deja peste 15.000 de modele. Obiectele create variază de

la cele utile, precum vaze, suporturi de periuţe de dinţi, la diferite

jocuri (seturi de şah, de exemplu), până la veritabile opere de artă

sau chiar instrumente muzicale.

Site-ul are la bază filozofia "open source", ceea ce înseamnă că orice

model încărcat pe site este disponibil gratuit şi poate fi modificat de

oricine după propriile preferinţe.

Obiectele pot fi create pe computer folosind aplicaţii software

disponibile gratuit, precum Google Sketchup sau TinkerCAD.

Bre Prettis, CEO-ul uneia dintre cele mai cunoscute companii din

domeniu, MakerBot, afirmă că "trebuie să facem tot posibilul ca

această tehnologie să ajungă în mâinile celor din noua generaţie.

Copiii din ziua de azi vor fi nevoiţi să ştie «digital design» pentru a

putea să rezolve problemele zilei de mâine".

Companiile producătoare de imprimante 3D afirmă că 2012 este

anul în care va fi disponibil pentru prima dată pe piaţă un model cu

preţul sub 1.000$ şi că preţul acestor echipamente urmează să mai

scadă pe măsură ce tehnologia este adoptată de un număr tot mai

mare de persoane.

Cel mai important pas în istoria acestei tehnologii revoluţionare va fi

momentul în care aceasta nu va mai fi doar apanajul pasionaţilor, ci

va fi folosită de un număr tot mai mare de persoane.

"Dacă vom putea democratiza accesul la această tehnologie, baza

noastră de utilizatori se va mări", explică CEO-ul companiei 3D

Systems, Abraham Reichental. "Această tehnologie va ajunge în

dormitorul copiilor noştri. Imprimanta 3D ar putea fi chiar

ultima jucărie pe care le-o vom cumpăra copiilor noştri, pentru

că şi le vor crea singuri după aceea, acest proces urmând să le

stimuleze creativitatea", susţine Reichental.

În intervalul 2010-2011, preţul mediu al imprimantelor 3D produse

de compania 3D Systems s-a înjumătăţit, iar dacă tendinţa se va

menţine, previziunea lui Reichental ar putea deveni realitate mai

repede decât ne aşteptăm.

Provocarea pirateriei

Deşi tehnologia imprimării 3D este utilizată la scară restrânsă

deocamdată, deja au început să apară primele "copii pirat" ale unor

produse existente pe piaţă.

Astfel, unul dintre cele mai mari site-uri din lume dedicate

schimbului de fişiere, The Pirate Bay, a anunţat pe 23 ianuarie că va

lansa o categorie specială dedicată modelelor 3D. "Noi, ca societate,

am difuzat informaţie dintotdeauna şi vom continua să facem acest

lucru. Credem că următorul pas în ceea ce priveşte copierea va fi

dinspre digital spre forma fizică. Credem că în scurt timp oamenii

îşi vor tipări piesele de schimb pentru autovehicule şi că în

maxim 20 de ani ne vom descărca de pe internet pantofii",

anunţă manifestul celor de la The Pirate Bay.

"Societatea va obţine beneficii enorme de pe urma acestei

tehnologii: nu va mai fi nevoie ca un număr foarte mare de produse

să fie livrate în zone diferite ale globului, nu vor mai exista copii

forţaţi să muncească, iar oamenii înfometaţi vor putea fi hrăniţi cu

mâncare «tipărită». Nu vom mai distribui doar reţeta, ca astăzi, ci

chiar mâncarea", se încheie cu optimism manifestul «piraţilor».

Momentan, modelele digitale pe care membrii comunităţii Pirate

Bay le distribuie sunt create chiar de ei, însă pe măsură ce

tehnologia va fi adoptată de un număr tot mai mare de persoane, vor

exista cu siguranţă "modele" distribuite fără permisiunea

persoanelor sau companiilor ce deţin drepturile asupra creaţiilor

respective.

Cu alte cuvinte, dacă astăzi Internetul facilitează copierea ilegală a

melodiilor şi a filmelor de la Hollywood, în câteva decenii va fi

posibilă «piratarea» unor produse fizice.

Primele probleme au început deja să apară, site-ul Thingiverse fiind

acuzat de Games Workshop (o companie producătoare de jocuri de

societate) de găzduirea ilegală a unui model din jocul Warhammer,

asupra căreia compania deţine drepturile de proprietate intelectuală.

Chiar dacă Thingiverse a retras de pe site tiparul, acesta a apărut în

scurt timp pe The Pirate Bay, semn că lupta împotriva pirateriei 3D

va fi cel puţin la fel de dificilă ca aceea împotriva descărcării ilegale

a muzicii şi a filmelor.

Imprimantele 3D în medicină

Obiectele nu sunt singurele creaţii ale imprimantelor 3D. Acestea

reprezintă o tehnologie promiţătoare şi pentru domeniul medicinei,

unde sunt deja folosite pentru tipărirea de ţesut uman şi chiar de

organe.

O demonstraţie a acestei tehnologii a avut loc anul trecut, pe scena

conferinţei TED, ce a avut loc în California. Dr. Anthony Atala a

folosit o imprimantă 3D pentru a tipări un rinichi sub ochii

publicului.

Pe măsură ce oamenii trăiesc mai mult, medicina regenerativă

devine tot mai importantă. "În ultimii 10 ani, numărul pacienţilor

care necesită un transplant de organe s-a dublat, însă numărul de

organe donate a crescut foarte puţin", a explicat doctorul Atala pe

scena TED. De aceea, imprimantele 3D sunt considerate o potenţială

soluţie pentru criza organelor, una care devine pe zi ce trece tot mai

acută.

Momentan, tehnologia este încă în fază incipentă, însă companiile

farmaceutice investesc tot mai mult pentru a o perfecţiona. Unul din

motivele pentru care acestea sunt interesate de imprimantele 3D este

potenţialul lor de a uşura procesul de testare a noilor medicamente.

Dacă, spre exemplu, companiile pot tipări un ţesut similar ficatului

uman, acest lucru le va permite să studieze efectele noilor

medicamente asupra acestuia. Astfel, efectele nocive ale unui

medicament nou vor putea fi observate mult mai rapid şi cu un cost

mult mai redus decât cel al testărilor clinice actuale.

O altă inovaţie concretizată datorită imprimantelor 3D vine din

Belgia, de la compania Materialise, specializată în producţia de

şolduri artificiale.

Pentru că nu mai sunt nevoiţi să creeze şoldurile artificiale folosind

tehnologiile de producţie în masă, specialiştii Materialise pot

modela fiecare produs pentru conformaţia clientului, reproducând

curbele naturale ale oaselor, ceea ce garantează că produsul se va

suda mult mai uşor de osul natural al pacientului. De asemenea,

pentru că imprimantele 3D au un nivel de precizie extraordinar,

şoldul artificial tipărit prezintă aceeaşi structură internă pe care o au

şi oasele naturale, ceea ce îi permite acestuia să fie mai uşor decât

şoldurile artificiale obişnuite, fără să-i fie afectată rezistenţa.

O altă inovaţie realizată în Belgia cu ajutorul imprimantelor 3D vine

de la Universitatea Hasselt. În premieră mondială, unei femei în

vârstă de 83 de ani i-a fost înlocuit maxilarul inferior cu un implant

personalizat din titaniu, tipărit de o imprimantă 3D. Profesorul Jules

Poukens, unul dintre cercetătorii implicaţi în această realizare, a

vorbit despre schimbările pe care imprimantele 3D le aduc în lumea

medicinei: "Tehnologia provoacă o revoluţie în industria

medicală. O operaţie chirurgicală tradiţională ar fi durat până

la 20 de ore, iar perioada de internare pentru recuperare ar fi

fost de 2-4 săptămâni, dar această operaţie a durat doar 4 ore,

iar pacienta a putut fi externată după 4 zile". Specialiştii

universităţii se aşteaptă ca astfel de implanturi să fie folosite pe

scară largă în viitor.

În Germania, cercetătorii de la Institutul Fraunhofer folosesc

imprimantele 3D pentru a produce vase de sânge artificiale. Acestea

sunt create în două etape: mai întâi, tuburile artificiale sunt tipărite

cu ajutorul imprimantelor 3D, iar tuburile create sunt tratate de un

fascicul laser de înaltă putere pentru a le da elasticitatea venelor

adevărate. Cercetătorii de la Institutul Fraunhofer afirmă că aceste

vase de sânge artificiale vor putea fi folosite în cazul pacienţilor care

au suferit o operaţie de bypass coronarian.

Previziuni optimiste

Unul dintre cei mai optimişti susţinători ai imprimantelor 3D este

inventatorul şi futuristul Ray Kurzweil. El argumentează că rata de

adopţie a tehnologiilor de ultimă oră a crescut continuu în ultimii ani

şi că acelaşi lucru se va petrece şi în cazul acesteia.

Recent, Kurzweil şi-a prezentat viziunea în cadrul evenimentului

"Learning Without Frontiers", organizat în Londra. Dacă astăzi

imprimantele 3D se folosesc în relativ puţine domenii, peste 10 ani

"vom putea livra o imprimantă 3D într-o ţară săracă, ai cărei

locuitori o vor putea folosi pentru a tipări piese pentru o altă

imprimantă", a afirmat Kurzweil. "Vor putea folosi această

imprimantă pentru a tipări altele două, apoi opt şi aşa mai departe.

Vor putea folosi aceste imprimante pentru a tipări toate elementele

necesare pentru o viaţă modernă, de la componentele unei case la

ţevile necesare pentru transportul apei curate sau chiar la panouri

solare", prezice Kurzweil.

Studenţii care urmează cursurile universităţii înfiinţate de Kurzweil,

Singularity University, lucrează deja la conceperea unor clădiri ce

pot fi construite cu ajutorul imprimantelor 3D.

Viziunea lor optimistă este împărtăşită şi de futurologul şef al

companiei Cisco, Dave Evans. "Ne îndreptăm spre o lume care va

abandona modelul «one size fits all» în favoarea lui «one size fits

one». Se va putea crea orice la comandă, toate obiectele fiind

personalizate", afirmă Evans. "Aşa cum astăzi considerăm absolut

firesc să descărcăm muzică de pe Internet, la fel vom privi în viitor

descărcarea obiectelor fizice", susţine Evans, adăugând că este

posibil ca locuinţele viitorului să includă câte o imprimantă 3D

personală.

La fel de optimist este şi Bre Prettis, şeful companiei MakerBot:

"Scopul meu este ca imprimantele MakerBot să ajungă pe Lună şi să

contribuie acolo la construirea unei baze care să ne poată găzdui".

Prettis crede că imprimantele 3D vor putea transforma chiar şi cel

mai pesimist scenariu într-unul optimist: "Sper ca, în cazul în care

va avea loc un eveniment apocaliptic, oamenii să fie pregătiţi, având

acasă imprimante MakerBot pe care le vor folosi pentru a produce

lucrurile pe care nu le mai pot cumpăra de la magazin. De aceea

afirm că MakerBot nu vinde un produs, ci schimbă, de-a dreptul,

viitorul".

Ce va aduce viitorul?

Impactul pe care imprimantele 3D îl vor avea asupra societăţii este

greu de prevăzut, însă câteva efecte importante încep să se

contureze. Astfel, în acest moment majoritatea produselor sunt

produse în ţările cu cele mai mici costuri de producţie, ca apoi să fie

transportate peste oceane: graţie imprimantelor 3D, produsele vor

putea fi create acolo unde se găsesc clienţii, iar posibilitatea de a

personaliza creaţiile în funcţie de gustul fiecăruia va elimina în

anumite cazuri nevoia de a produce în masă.

De asemenea, imprimantele 3D promit să aibă un impact neaşteptat

asupra societăţii. Dacă astăzi oamenii folosesc produsele cumpărate

pentru a-şi construi identitatea cu ajutorul brandurilor, în viitor va fi

posibil ca identitatea personală să fie rezultatul propriilor noastre

creaţii, realizate cu ajutorul imprimantelor 3D.

În cadrul revoluţiei tiparului 2D, a fost nevoie de aproximativ 40 de

ani pentru ca invenţia lui Gutenberg să se răspândească în întreaga

Europă, schimbând radical societatea. Aşa cum nimeni nu a

prevestit modul în care tiparul avea să reducă influenţa Bisericii

Catolice pe continent şi să stimuleze apariţia ştiinţei moderne, nici

acum nu este posibil să anticipăm toate schimbările ce vor fi

provocate de această nouă revoluţie a tiparului. Un lucru este cert:

pe măsură ce tehnologia va fi perfecţionată, replicator-ul din Star

Trek va părăsi tărâmul ficţiunii pentru a deveni un instrument

utilizat în viaţa de fiecare zi.

Bibliografiehttp://www.descopera.ro/lumea-digitala/9208385-imprimanta-3d-tehnologia-ce-va-aduce-cea-de-a-doua-revolutie-industriala

ACADEMIA DE STUDII ECONOMICE,FACULTATEA DE MANAGEMENT

IMPRIMANTA 3D-TEHNOLOGIA CARE VA ADUCE CEA DE-A DOUA REVOLUTIE INDUSTRIALA

Profesor coordonator:Botez Ligia Student:Trifan Nicoleta

Seria E,Grupa 123

Bucuresti,2012