Page 18FCEBD2B-4FEB-41E0-A69A-B0D02E5410AERectangle 52 Przejdź do treści

Szanowni Państwo!

Wiele osób spośród naszych Czytelników i Czytelniczek wybiera tradycyjną drukowaną wersję kwartalnika, ale są także tacy, którzy coraz częściej korzystają z nośników elektronicznych. Dlatego wprowadzamy cyfrową wersję „Przekroju”. Zapraszamy do wykupienia prenumeraty, w której ramach proponujemy nieograniczony dostęp do aktualnych i archiwalnych wydań kwartalnika.

Ci z Państwa, którzy nie zdecydują się na prenumeratę, będą mieli do dyspozycji bezpłatnie 3 „Przekrojowe” teksty oraz wszystkie rysunki Marka Raczkowskiego, krzyżówki, recenzje, ilustracje i archiwalne numery z lat 1945–2000. Zapraszamy do lektury!

wykup prenumeratę cyfrową
Przekrój
U tysięcy ludzi na świecie utracone kończyny udało się zastąpić protezami wykonanymi „na miarę”. ...
2016-12-19 00:00:00

Człowiek, który dodał trzeci wymiar

zdjęcie: NeONBRAND /Unsplash
Człowiek, który dodał trzeci wymiar
Człowiek, który dodał trzeci wymiar

U tysięcy ludzi na świecie utracone kończyny udało się zastąpić protezami wykonanymi „na miarę”. W salach operacyjnych chirurdzy korzystają z trójwymiarowych kopii ciała pacjenta ułatwiających przeprowadzenie zabiegu. Bardzo cieszy się z tego Chuck Hull – wynalazca technologii, która to umożliwia. „To wspaniałe uczucie przyczynić się do ratowania i polepszania życia ludzi – mówi.– Jestem pod wielkim wrażeniem tego, jak bardzo druk 3D okazał się przydatny w medycynie”.

Przed 30 laty było to jeszcze nie do pomyślenia. Wytwarzanie przedmiotów takich jak protezy kończyn – a nawet plastikowych gadżetów – wiązało się z olbrzymimi problemami. „Każdy inżynier dobrze wiedział, jak żmudny był to proces – przypomina Hull. – Projektanci opisywali jakąś część i rozrysowywali. Potem potrzebny był konstruktor. Na końcu produkt trafiał do wtryskarki”. A jeśli wyrób się nie udał, całą operację trzeba było zaczynać od początku. Producenci rozpaczliwie szukali lepszego sposobu. „Taki właśnie był pierwotny cel druku 3D – twierdzi Hull. – Początkowo pomysł ograniczał się do drukowania prototypów plastikowych części. Biorąc pod uwagę, jak niesamowite stały się obecne zastosowania druku 3D, ta pierwsza idea nie wydaje się szczególnie twórcza”.

W 1983 r. Hull pracował dla małej firmy w Stanach Zjednoczonych, w której światło ultrafioletowe o dużej mocy wykorzystywano do utwardzania płynnego plastiku. Jednym z produktów firmy były powłoki na stoły. „W pewnym momencie zdałem sobie sprawę, że przecież tak naprawdę utwardzamy cieniutkie warstwy plastiku – wspomina Hull. – I pomyślałem, że być może jest jakiś sposób nakładania takich warstewek i tworzenia części prototypowych”.

Gdyby mu się to udało, czas produkcji zostałby zredukowany z miesięcy do dni. „Mocno podekscytowany poszedłem do szefa firmy i mówię mu: »Słuchaj, musimy nad tym popracować«”.

Zamów prenumeratę cyfrową

Z ostatniej chwili!

U nas masz trzy bezpłatne artykuły do przeczytania w tym miesiącu. To pierwszy z nich. Może jednak już teraz warto zastanowić się nad naszą niedrogą prenumeratą cyfrową, by mieć pewność, że żaden limit Cię nie zaskoczy?

Ale niewiele dało się wskórać. Mimo entuzjazmu Hulla jego szef nie miał ochoty ryzykować i inwestować w rozwijanie idei. Hull upierał się przy swoim: „Byłem pewien, że mogę wymyślić, jak to zrobić”. W końcu szef zgodził się udostępnić mu puste laboratorium na zapleczu budynku firmy. Ale wynalazca nie mógł z niego korzystać w godzinach pracy. Musiał zajmować się swoim projektem wieczorami i w weekendy.

Zaczął od napędu używanego w ploterach atramentowych – urządzeniach, które rysują np. plany budynków – i na prymitywnym komputerze zaprogramował ich ruch, używając języka BASIC. To była mozolna praca. „Trzeba było to sobie wyobrazić w głowie i zaprogramować, linijka po linijce, procedurę dla konkretnych kształtów, które chciałem uzyskać” – wspomina.

Żeby wykonać same przedmioty, skupił światło lamp ultrafioletowych na kadzi z płynnym plastikiem. Użył dwóch silników, aby poprowadzić światło po powierzchni masy, utwardzając w ten sposób niewielką część plastiku i nadając mu płaski kształt. Następnie trzeci silnik ponownie zanurzał utwardzony fragment w ciekłym plastiku, by można było dodać kolejne warstwy.

Początkowo Hull zmagał się z warstewkami, które nie chciały się sklejać, i kształtami, które się rozłaziły. „Narobiłem mnóstwo śmieci” – mówi.

Noc po nocy Hull nie ustawał w wysiłkach. Powoli proces zyskiwał na precyzji, aż w końcu wynalazca wykonał przedmiot taki, jaki zaprojektował – choć w świetle tego, co dzisiaj potrafią drukarki 3D, było to skromne zwycięstwo.

„Pierwszą rzeczą, jaką rzeczywiście wykonałem, był niewielki przedmiot w kształcie filiżanki” – wspomina. Ale to mu nie wystarczyło. „Złożyliśmy wniosek patentowy, nasz prawnik był bardzo podekscytowany. Uważał, że to może być prawdziwy przełom. Emocje udzieliły się również części inżynierów w firmie”. Wkrótce Hull znów zawitał w gabinecie szefa, usiłując przeforsować swój pomysł. „Nadszedł czas, żeby firma weszła na rynek ze stereolitografią” – oznajmił przełożonemu.

Nie udało się. Dalsze podążanie w tym kierunku oznaczałoby wielkie inwestycje, a szef uznał, że nie warto ryzykować.

Prawdopodobnie była to właściwa decyzja, choć podjęta z niewłaściwych powodów. Ani Hull, ani jego szef nie wiedzieli wówczas, że ktoś inny ich uprzedził. Zaledwie trzy tygodnie wcześniej zespół francuskiego oddziału General Electric, kierowany przez Alaina Le Mehaute’a, złożył wniosek patentowy dotyczący praktycznie tego samego procesu.

Bez poparcia i patentu marzenie Hulla się rozwiało. Dzisiaj wynalazca podchodzi do tego z filozoficznym dystansem. „Historia rozwoju technologii uczy nas, że kiedy ktoś coś wynajduje, można być całkiem pewnym, że gdzieś na świecie ktoś inny jest bliski dokonania tego samego” – mówi.

Ale być pierwszym, to nie to samo, co wygrać. Przełożeni Le Mehaute’a wykazali jeszcze większą awersję do podejmowania ryzyka niż szef Hulla. General Electric Company wycofała wniosek patentowy, nie widząc w wynalazku żadnego potencjału. Patent Hulla został więc zatwierdzony, a on sam postanowił działać dalej na własną rękę. W 1986 r. założył firmę 3D Systems. „Kiedy próbujesz zrobić coś nowego, bardzo niewielu ludzi dostrzega to, co jest w tym mądre” – twierdzi Hull. – Ale ja mam pozytywne nastawienie. Zdarzało się, że słyszałem te wszystkie »nie da się«, ale nie miało to na mnie żadnego wpływu”.

Amerykańscy producenci samochodów, nienadążający wówczas za swoimi japońskimi rywalami, pierwsi docenili potencjał tkwiący w druku 3D. „To, co ta technologia mogła dać branży motoryzacyjnej, wzbudzało ich entuzjazm, więc wkrótce zaczęliśmy produkować dla nich sprzęt i szkolić ich w jego instalacji i wykorzystaniu”.

Technologia się rozwija. Wynaleziono kilka metod druku przestrzennego oraz skanery 3D umożliwiające wierne odwzorowanie przedmiotów. Trwają prace nad aplikacjami, które pozwolą na zeskanowanie obiektu smartfonem i wydrukowanie jego kopii. I nie tylko z plastiku – technologię udało się przystosować do wszelkiego rodzaju materiałów, nawet do czekolady. SpaceX, prywatna firma kosmiczna, posłużyła się drukiem 3D do zbudowania silnika rakietowego. Ale chyba największe wrażenie robi wykorzystanie jako tworzywa komórek ludzkich. Dzisiaj możemy z nich wydrukować naczynia krwionośne, tkanki skóry i serca. Narządy wewnętrzne wydrukowane w technologii 3D przechodzą pierwsze próby kliniczne. A wszystko zaczęło się od niewielkiej filiżanki, którą Hull wydrukował 33 lata temu.

 

Tekst ukazał się 19.10.2016 r. w „New Scientist”
 

Data publikacji:

okładka
Dowiedz się więcej

Prenumerata
Każdy numer ciekawszy od poprzedniego

Zamów już teraz!

okładka
Dowiedz się więcej

Prenumerata
Każdy numer ciekawszy od poprzedniego

Zamów już teraz!