Zdruku 3D korzysta obecnie wiele dziedzin. Poczynając od medycyny, na użytek której w taki sposób tworzyć można już nawet organy wewnętrzne, przez dość oczywiste gałęzie przemysłu samochodowego, lotniczego czy budowlanego, w których drukuje się gotowe elementy konstrukcyjne trudne do uzyskania standardowymi metodami, aż po jak naukę i sztukę.
Pod pojęciem druku 3D kryje się jednak nie jedna, a wiele procesów, zwanych „technologiami przyrostowymi”. Mówiąc ściśle, druk 3D jest wyspecjalizowaną odmianą jednej z nich, wynalezioną przez firmę Z Printing w Instytucie Technologicznym Massachusetts (MIT), ale obecnie taką nazwą potocznie określa się ogół wszystkich metod otrzymywania przedmiotów przez łączenie materiałów na podstawie trójwymiarowego, cyfrowego modelu.
Na początku druku 3D używano do szybkiego prototypowania, a następnie do produkcji bardzo specjalistycznych narzędzi. Wszystko to odbywało się zazwyczaj w zaciszach laboratoriów, aż w końcu, w 2006 roku, brytyjski inżynier i matematyk Adrian Bowyer opracował pierwszą „drukarkę” domową. Technologie przyrostowe zyskały sympatię prywatnych użytkowników. Dziś niemal każdego dnia dowiadujemy się o nowych odkryciach i wynalazkach związanych z drukiem 3D.
Igła, skalpel, wydruk
Jednym z głównych aspektów stosowania drukarek 3D jest medycyna. Jedną z głównych dziedzin wykorzystania druku przestrzennego są w tym przypadku protezy. I tu zaskoczenie: to nie stopień zaawansowania ani dopasowania sztucznych kończyn stanowi o ich sukcesie. Okazuje się, że chodzi głównie o cenę. Na przykład ze strony fundacji e-NABLE można pobrać schematy i zestawienia elementów potrzebnych do wydrukowania dziecięcej protezy cięgnowej. Koszt jej zakupu to maksymalnie 600 złotych, podczas gdy analogiczna proteza wyprodukowana przez koncern medyczny wiąże się z wydatkiem około 9000 złotych. Co więcej, w przypadku dziecka protezę trzeba często wymieniać na nową, dopasowaną do wzrostu małego pacjenta. Lepiej zatem wydrukować nową, większą sztuczną kończynę z tanich materiałów i uniknąć ciągłych wydatków.
Obiecującą ścieżką rozwoju druku przestrzennego w medycynie są również wszczepy, potocznie zwane implantami. Mowa na przykład o drukowanej skórze, która ma zastąpić tkankę uszkodzoną na przykład wskutek oparzeń. Materiałem, z którego wkrótce będzie można stworzyć taki wszczep – amerykańskie wojsko wciąż pracuje nad udoskonaleniem tej technologii – będzie organiczna tkanka zawierająca fibroblasty, odpowiadające w prawdziwej skórze za produkcję kolagenu. Zgodnie z projektami drukarka ma nakładać bezpośrednio na ranę nowe warstwy skóry, by na bieżąco dopasowywać jej kształt do potrzeb pacjenta.
W podobny sposób można już dziś wykonać implanty uszkodzonych fragmentów bądź całych kości, w tym nawet czaszki. Jako model przestrzenny używany do drukowania wykorzystuje się skan MRI (Magnetic Resonance Imaging, czyli obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego), a wydruk jest wykonywany z polimeru.
Możliwość dokładnego dopasowania wytwarzanego przedmiotu do ciała chorej lub niepełnosprawnej osoby jest kluczowa. Można dzięki temu opracować funkcjonalny szkielet zewnętrzny umożliwiający normalne poruszanie się osobom z porażeniem kończyn lub niedorozwojem mięśni. Doskonałym przykładem jest WREX (Wilmington Robotic Exoskeleton), który zapewnia dodatkową siłę dzieciom urodzonym z artrogrypozą – zespołem polegającym na wrodzonym, wielostawowym przykurczu.
Jednym z głównych aspektów stosowania drukarek 3D jest medycyna. Jedną z głównych dziedzin wykorzystania druku przestrzennego są w tym przypadku protezy. I tu zaskoczenie: to nie stopień zaawansowania ani dopasowania sztucznych kończyn stanowi o ich sukcesie. Okazuje się, że chodzi głównie o cenę. Na przykład ze strony fundacji e-NABLE można pobrać schematy i zestawienia elementów potrzebnych do wydrukowania dziecięcej protezy cięgnowej. Koszt jej zakupu to maksymalnie 600 złotych, podczas gdy analogiczna proteza wyprodukowana przez koncern medyczny wiąże się z wydatkiem około 9000 złotych. Co więcej, w przypadku dziecka protezę trzeba często wymieniać na nową, dopasowaną do wzrostu małego pacjenta. Lepiej zatem wydrukować nową, większą sztuczną kończynę z tanich materiałów i uniknąć ciągłych wydatków.
