Təəssüf ki, istifadəçilərin çoxu üçün «additiv texnologiyalar» dünyada artan populyarlığına baxmayaraq hələ də əsrarəngiz və anlaşılmayan bir məfhum olaraq qalmaqdadır. Üstəlik, bir çoxları 3D çapının nəyə lazım olduğunu da doğru-dürüst anlamırlar. Bu gün 3D çapının məişətdə və sənayedə istifadə olunmasına on misal gətirərək belə avadanlıqda nələr çap etmək olar sualına cavab verməyə calışacağıq.

Tibb və səhiyyə

Ümumiyyətlə, 3D çapı üçün ən perspektivli istiqamət əlbəttə ki, parça və ya kiçik miqdarda istehsaldır. Kütləvi istehlak əşyalarını ştamp və ya tökmə üsulu ilə istehsal etmək daha ucuz başa gəlirsə, xüsusi məhsulları məhz çap etmək məqsədə uyğundur, çünki 3D çap üsulu bahalı avadanlığa ehtiyac olmadan rəqəmsal modeldən bilavasitə istehsala keçməyə imkan yaradır. Bəzən isə məhz parça istehsal tələb oluna bilər. Buna parlaq misallardan biri uşaq protezlərinin istehsalıdır, axı uşaq böyüdükçə belə protezlər dəyişməlidir. Protezləmə fikrinin tətbiqi dünyada geniş vüsət almaqdadır. Artıq bəzi mexanik nümunələr cəmi 50 dollara başa gəlir, halbuki müəyyən fərdi protezlərin qiyməti 50 min dollara çatır. Bədən üzvünün üçölçülü rəsmini çəkmək üçün dizaynerlərin köməyinə 3D skanerlər çatır. Bundan sonra müəyyən edilmiş ölçülərə görə protez 3D çap maşınında istehsal olunur.

Lakin protezlər sadəcə bir başlanqıcdır. Additiv istehsalda bioçap adlanan ayrıca istiqamət var. Bioçap hüceyrə kütləsinin «matrisi» (əsası) kimi istifadə olunan və canlı hüceyrələrdən, eləcə də bioçürüyən maddələrdən üçölçülü çapını nəzərdə tutur. Əlbəttə, hüceyrə kütləsini laboratoriya mühitində də yetişdirmək olar, lakin bir neçə toxumadan hazırlanmış, damar sistemli, tamamilə funksional və nəql edilmək üçün yarayan orqanı yalnız bioçap üsulu ilə yaratma olar. Bu istiqamətdə çalışmalar davam edir, amma mürəkkəb orqanlar hələ ki, hazırlamaq mümkün olmayıb. Ən parlaq misal kimi burada 3D Bioprinting Solutions şirkətinin sınaqlarını qeyd etmək olar. Belə ki, şirkət qalxanvari vəzi çap edib siçanın bədəninə nəql etməkdə müvəffəq olub. Organovo şirkəti isə yeni dərmanların təsirini, habelə yan təsirlərini sınaqdan keçirmək üçün qaraçiyər toxuması çap edir.

Bəzən həyat xilas etmək üçün yeni orqan çap etmək tələb olunmur. Mövcud orqanı “təmir” etmək yetər. Sankt-Petersburq Dövlət Pediatrik Tibb Universitetinin cərrahları belə bir əməliyyat keçiriblər. Həkimlər dünyaya ciddi ürək problemilə gələn uşağı xilas etmək üçün əvvəlcə tomoqrafiya nəticələrinə əsaslanaraq xəstə uşağın ürəyinin tam kopiyasını çap ediblər. Bu kopiya üzərində hər şeyi təfsilatı ilə araşdırıb dəqiqləşdirdikdən sonra həkimlər iki mürəkkəb əməliyyat keçiriblər. Nəticədə uşaq sağalmağa başlayıb.

Robot texnikası

Buradakı imkanlar daha da çoxdur! Misal üçün, Siemens şirkəti üçölçülü printer vəzifəsini yerinə yetirən 3D çap robotları olan layihə həyata keçirir! Tərtibatçıların fikrincə belə qurğular qarışqa, ya da arı sürüsü tipli istehsal xətti təşkil etməlidir. Maşın qrupu ümumi alqoritmlərə tabe olaraq üçölçülü printerlər vasitəsilə yeni məhsullar çap edir. Belə robotlar akumulyatorla işləyir və məkandakı, habelə bir-birinə nisbətən yerlərini yadda saxlayır. Akumulyatorlar boşalanda hörümcək-robot öz əvəzinə tam dolu akumulyatoru çağırıb özü enerji doldurma nöqtəsinə hərəkət edir. Tərtibatçılar belə hesab edirlər ki, belə bir «sürünün» sənaye versiyası iri gövdəli binaların və gəmilərin istehsalı ilə məşğul ola bilər.

Tikinti

Bina çap etmək elə indi də mümkündür. Tikinti təyinatlı 3D printerlərin sayı elə də çox deyil, lakin mövcud olanları olduqca maraqlı nəticələr nümayiş etdirir. Proses bir qayda olaraq xüsusi sement qarışığı ilə divarların təbəqə-təbəqə çapından ibarətdir. Qarışığın tərkibi olduqca mühümdür. O, növbəti təbəqələrin ağırlığı altında qalıb əzilməmək üçün kifayət qədər tez qurumalıdır.

Digər tərəfdən, tez quruma təbəqələrin bir-birinə yapışmağına mane ola bilər. Nəticədə əldə olunan içiboş divarlar bir növ sökülməyən qəlib rolu oynayır. Belə qəlibləri istiləşdirici maddə, armatura, müxtəlif kommunikasiyalar yerləşdirmək, ya da divarları daha da möhkəmləndirmək istədikdə içinə beton tökərək monolit sturktur yaratmaq olar. Bu texnologiyanın adi qəliblərə nisbətən əsas üstünlüyü odur ki, indi ağlagələn hər cür yumru, qövsvari, spiralvari və s. formalar yaratmaq olacaq.

Avtomobil sənayesi

Çox ddeyil, cəmi bir neçə il sonra siz qonşunuzun qarajından gündə bir maşının çıxdığını görəcəksiniz. Bu, necə ola bilr ki? Cavab çox sadədir: o, öz maşınlarını çap edir. Avtomobil ehtiyat hissələrinin çap edilməsi tez bir zamanda əldəqayırma çap həvəskarları və «meykerlər» arasında populyarlaşmağa başladı. Sınmış bir qulpu, ya da xuliqanın kapotun üstündən qopardığı nişanı mağaza-mağaza gəzib axtarmaq asandır, yoxsa onu sadəcə çap eləmək? Üstəlik, çap edəcəyiniz ehtiyat hisəsi dilerdən alacağınızdan ucuz başa gələcək. Çap üçün ABS plastikdən istifadə etmək olar: avtomobilin bəzək elementlərinin bir çoxu məhz bu növ plastikdən istehsal edilib. Amma üçölçülü çapın avtomobil macərası bununla qurtarmır.

MarkForged şirkəti plastik və karbon liflərdən ibarət kompozit materiallar istifadə edərək çap edən xüsusi 3D printer təqdim edib. 3D çap üsulu ilə hazırlanmış hissələrə hətta Formula 1 bolidlərində də rastlanmağa başladı. Amerikanın Local Motors şirkəti daha da irəli gedərək 3D çap üsulu ilə avtomobilin gövdəsini istehsal edib. İndi bənzər layihə üzərində Toyota işləyir.

Kosmos

Kosmonavtlar yüksək texnologiya qadjetlərini çox sevirlər. Bu gün 3D printer artıq orbitada da olmalıdır. Masaüstü tel maşınlarının analoqu olan ilk belə qurğu orbitaya 2014-cü ildə çıxarılıb. Made in Space şirkətinin istehsal etdiyi 3D printer çəkisizlik şəraitində test edildikdən sonra Yerə qaytarıldı və hazırda həmin printerin təkmilləşdirilmiş variantı sınaqdan keçir. Avtomobilçilər kimi, kosmos mütəxəssisləri də 3D çap üsulu ilə ehtiyat hissələri hazırlamağı düşünürlər. Bu işin sadə bir məntiqi var. Orbitaya külli miqdarda alət və ehtiyat hissələri yerinə bir qədər xam maddə götürüb lazım olduqca bu və ya digər hissəni çap etmək məqsədə daha uyğundur. Made in Space şirkətinin son, hələ ki, konseptual layihəsi asteroidlərdə əlaltı materiallardan mühərrik, habelə başqa avadanlıqları 3D üsulu ilə çap etməyi nəzərdə tutur. Nə üçünmü? Yerin orbitasına nəhəng xam maddə kütlələrini gətirib həmin maddədən orbital qurğular istehsal etmək, ya da Yer səthinə endirmək üçün.

İtalyan astronavtlar günlərini mütləq xüsusi qəhvəbişirən maşında hazırlanmış bir fincan espresso ilə başlayırlar. Qəhvə hər tərəfə dağılmasın deyə, mayenin dağılmasının səthi dartılma gücü hesabına qarşısını alan 3D üsulu ilə çap olunmuş xüsusi formalı fincanlardan istifadə olunur. Bu yaxınlarda Beynəlxalq Kosmik Stansiyasına Tomsk Politexnik universitetində istehsal olunmuş Rusiya peyki qoşuldu. Peykin müəyyən hissəsi üçölçülü çap üsulu ilə hazırlanıb.

Təyyarəqayırma sənayesi

Additiv istehsal üsulu bir çox maşınqayırma sahələrində, o cümlədən, təyyarə və kosmik sənayelərində uğurla istifadə olunur. 3D üsulu ilə çap olunmuş hissələr burada artıq adi bir haldır. SLS (Selective laser sintering -cüzi lazer pişirmə) və SLM (Selective laser melting -cüzi lazer əritmə) kimi üçölçülü çap üsulları ilə tamamilə metal və lehimlərdən hazırlanmış yüksək dəqiqlikli hissələr hazırlanır. Xam maddə kimi ərimə dərəcəsinə yaxın temperaturadək qızdırıldıqdan sonra yüksək dəqiqlikli lazerlər vasitəsilə müəyyən edilmiş konturlara uyğun formada bişirilərək sabitləşdirilən incədispersiv tozlardan istifadə olunur. Belə hissələrin möhkəmliyi ilə bağlı ilkin mərhələdə şübhələr yaransa da, keçirilən sınaqlar qorxuları yox etdi. Əldə olunan hissələrin sıxlığı demək olar ki, tökmə üsulu ilə hazırlanmış analoqların səviyyəsindədir, üstəlik, mürəkkəb məhsulları tam olaraq hazırlamaq imkanı adətən lehimləmə tikişlərinin yerində əmələ gələn zəif bölgələri aradan qaldırır.

Yeri gəlmişkən, üçölçülü çap üsulu ilə hazırlanmış mühərrik hissələri artıq SpaceX şirkəti tərəfindən istifadə olunur, Airbus isə eyni üsulla hazırlanmış mühərrik parçalarını və avialaynerlərin daşıyıcı qurğularını uğurla sınaqlardan keçirməyə davam edir.

Sənaye dizaynı

Mühərrik istehsalı üçün metal ilə çap edən mürəkkəb və bahalı sistemlərin tələb olunmasına baxmayaraq, sənayedə daha çox plastiklə çap edən üçölçülü printerlərdən istifadə olunur. Onlardan hazır hissələrdən çox prototiplərin hazırlanması üçün istifadə olunur. Əvvəllər üçölçülü çap elə belə də adlanırdı: sürətli prototipləmə. 3D printerlər hissələrin yüksək dəqiqlikli prototiplərini, elə cə də qadcet gövdələri, memari maketlər, hətta ayaqqabı çap edə bilir. Çap məhsulları təkçə əyani vizuallaşdırma üçün deyil, eləcə də quraşdırılacaq komponentlərin ölçülərinin düz gəlib gəlmədiyini yoxlamaq üçün istifadə olunur. Prototip istehsalı üçün xüsusi avadanlığa ehtiyac olmadığına, eləcə də dizaynın rəqəmsal vəziyyətdə sürətlə dəyişdirilə bildiyinə görə 3D çapın prototipləmə üçün istifadə olunması layihələndirmə-sınaq işlərində həm vəsaitlərə, həm də vaxta ciddi şəkildə qənaət olunmasına gətirib çıxardır.

Ciddi mühəndislər 3D texnologiyaları vasitəsilə tank və təyyarə hazırlamaqla məşğul ikən, onların gənc həmkarları modelləşdirmə və dizayn bacarıqlarına yiyələnməkdə 3D çapından getdikcə daha çox istifadə edirlər. Adi istifadəçilər üçün nəzərdə tutulmuş münasib qiymətli 3D printerlər məktəblərdə, dərnəklərdə geniş istifadə olunur. Gələcəyin mühəndisləri müxtəlif yaradıcılıq mərkəzlərində additiv istehsal texnologiyalarını şəxsən sınaqdan keçirirlər.

Silah

Əlbəttə ki, 3D çapını silah həvəskarları da diqqətsiz qoymadı, bu isə, öz növbəsində bütün dünyada tənzimləmə orqanları üçün əlavə başağrısı oldu. Hər şey Amerikalı sərbəst silah dövriyyəsinin tərəfdarı Kodi Uilsonun Liberator layihəsi ilə başladı. İstənilən məişət 3D printerində sadə plastmas tapanca çap etmək olar. Silahı atəşləmək üçün nəzərdə tutulan yeganə metal hissə rolunu isə adi mismar oynayır. Bu silahın partlama, nəticədə isə istifadəçiyə xəsarət yetirmə ehtimalı onun atəş açma ehtimalından daha yüksəkdir.

3D tapanca modelinin pulsuz paylaşılan faylları ilə mübarizə aparmaq demək olar ki, mümkün olmadı. Vaxt keçdikdən sonra isə şəbəkədə Amerikan ordusunda, habelə bir çox ölkələrin ordularında istifadə olunan M-16 hüçum tüfənginin analoqu AR-15 avtomatik karabinlərin çap faylları peyda oldu. Məsələ orasındadır ki, silahın seriya nömrəsi yalnız lülə qutusuna vurulub. Tüfəngin yerdə qalan bütün digər hissələrini qeydiyyatsız şəkildə istənilən silah mağazasında almaq olar. Lülə qutusu isə yüksək möhkəmlik xüsusiyyəti daşımız, odur ki, onu adi plastikdən də çap etmək, bundan sonra qeydiyyatda olmayan döyüş silahı yığmaq olar. Silah çapı dərhal qadağan olundu, adıçəkilən MarkForged şirkəti isə hətta Kodiyə möhkəm kompozitlərlə çap edən printer satmaqdan imtina etdi.

Bütün bunlara baxmayaraq bəzən tamamilə leqal olan hallara, o cümlədən, Texasın Solid Concepts silah şirkəti tərəfindən məhdud miqdarda istehsal olunmuş Colt 1911 tapancasının çap olunmuş replikalarına da rastlamaq olar. Hər nə isə, xatırladaq ki, bizim ölkədə silahların 3D çapı ilə məşğul olmaq cinayət hesab olunur. Odur ki, Kodi Uilsonun təcrübəsini təkrarlamağa dəyməz.

Bəzəklər

Yaxşı, bəs bər-bəzək necə? Belə işlərə qadağa yoxdur və bunu, ən adi məişət printerlərində etmək olar. Üstəlik, sadəcə bər-bəzək deyil, eləcə də müxtəlif soyuq silah, zireh maketləri və aksesuarlar da çap edə bilərsiniz. Kospley həvəskarları Halo oyunundan tanıdığımız işıldayan “plazma” qılınclarından tutmuş «Ulduz müharibələri» qəhrəmanlarının geyimlərinədək 3D çapının müxtəlif parlaq nümunələrini nümayiş etdirirlər. Məsələn, MakerBot şirkətinin təsisçisi Bri Pettis Replicator Z18 tipli 3D printeri vasitəsilə iriölçülü hissələrin 3D çap imkanlarını 3D çapının coşqulu tərəfdarları qarşısında çap olunmuş dəbilqəni başına taraxaq əyani şəkildə göstərdi.

Lakin 3D çapı vasitəsilə sadəcə oyuncaq bəzəklər deyil, eləcə də əsl zərgərlik nümunələri hazırlamaq olar. Bir çox zərgərlər yeni məhsul hazırlamaq, habelə tökmə formaları çap etmək üçün 3D modelləşdirmə üsuluna əl atır. Amma belə layihələr üçün lazer və işıq proyektorlarının təsiri altında bərkiyən qətranla çap edən yüksək dəqiqlikli stereolitoqrafik printerlər tələb olunur.

3D printerlər

Nəhayət, 3D printer vasitəsilə həm də … 3D printer çap etmək olar! «Meykerlərin» arasında «RepRap» termini istifadə olunur. Bu terminin mənası «özünüçoxaldan 3D printer» kimi qəbul oluna bilər. Əslində adi 3D printer sadə kompüter nəzarətçisi tərəfindən idarə olunan istiqamətləndirici, daşıyıcı, sabitləşdirici, habelə çap başlıqları dəstlərindən ibarət qurğudur. Qurğunun bir çox elementi, o cümlədən, satibləşdiricilər, ayaqlar, bucaqlar, hətta çap başlıqlarının gövdələri plastikdən hazırlanır.

Elədirsə, nədən 3D printeri başa bir printerdə çap etməyək ki? Əsl «meykerlər» məhz bununla məşğuldurlar. MakerBot, Ultimaker və PICASO kimi aparıcı şirkətlər isə elə buna bənzər əldəqayırma layihələrdən başlayıb və indiyədək öz printer məhsullarında çapdan çıxmış parçalardan istifadə edir.