3D NYOMTATÓ ESETTANULMÁNYOK, CIKKEK

A NAGY KÉRDÉS

Elárasztják-e 3D nyomtatott fegyverek a Világot?
A TUDOMÁNY SÖTÉT OLDALA

Most megvilágítom, hogyan használható a 3D technológia olcsó, illegális fegyverek gyártására.

Forrás: Scientific American.
A texasi Austin Egyetem ambíciózus gondolkódója

A texasi Austin egyetem joghallgatója megmutatta a Világnak, hogy ambíciózus gondolkodóként hogyan lehet egy lõfegyvert elõállítani szinte kizárólagosan 3D nyomtatott alkatrészek felhasználásával. Ha nem is vezet Cody Wilson felfedezése a világpiacon megjelenõ, házi körülmények között tömegesen elõállított mûanyagfegyver arzenál megjelenéséhez, azért elgondolkodásra késztet és felvet néhány kellemetlen kérdést.
A képek, ahogy Wilson "Liberator" nevû lõfegyverével pózol elárasztották az internetet az elmúlt néhány hónapban. Erõs ellentétben áll viszont a rideg valóság azzal a képpel, amit a Világ a 3D nyomtatásról vagy az Additív Gyártásról festett. Ez pedig: mi, emberiség, csak profitálhatunk a találmányból ami pusztításra nem képes. Ódák szóltak a 3D nyomtatott mesterséges értelemrõl, mesterséges fülrõl, szemrõl és másegyéb orvostudományi áttörésekrõl ahol legvadabb science fiction fantáziáink elevenednek meg, ahol léjerenként nyomtatják mûanyagból, fémbõl, kerámiából azokat a 3D csodákat, melyeket a biotech mérnök megálmodott CAD vezérelt tervek alapján.

Wilson pisztolya 15 darab alkatrészbõl állt össze amelyet külön-külön nyomtatott ki ABS mûanyagból professzionális (a kommersz piacon jelenleg nem elérhetõ) felsõ-középkategóriás nyomtatóján.

A kizárólag mûanyagokból készült gépkarabély 6 lövés után széthullik - egyelõre

A mûanyag fegyver alapanyaga ABS (Acrilonitril-Butadién Sztirol) egyedül a fegyver ütõszege és egy kötelezõ érvényû markolat alkatrész készült fémbõl azért, hogy ne sértse meg az amerikai oldalfegyverekrõl szóló törvényt, ami tiltja a fémdetektorok által érzékelhetetlen lõfegyver elõállítását. Wilson elérhetõvé tette a CAD design terveket - annak a fegyvernek a 3D rajzait, amelyek sztenderd lövedékek kilövésére alkalmasak - a nyilvánosság számára is, azoknak, akik meg szeretnék ismételni Wilson munkáját.
Wilson önmagát a civil szabadság elvének védelmezõi közé sorolja, ehhez nonprofit szervezetet is létrehozott, ahol terjesztheti az általa kifejlesztett fegyver terveit és követõit újabb fejlesztésekre és a Liberator sokszorosítására buzdíthatja. A hozzá hasonlóan szabadelvû számítógép heckerek biztonsági réseket kihasználva törnek fel nagy számítógépes rendszereket, hogy felhívják a figyelmet a rendszer sebezhetõségére - ellentétben Wilsonnal, aki hasonló dolgot vihetne végbe azonban õ olyan végtermék elõállítását szorgalmazza otthoni körülmények között, ami valójában emberélet kioltására is alkalmas lehet (korábban elõzetes 3D terveket és 2D mérnöki skicc-rajzokat is publikált egy AK47 félautomata gépfegyverrõl).

Wilson úgynevezett "Wiki fegyvere" a 3D nyomtatás határait feszegeti,
szupermodern végterméke az Y generációnak. Amatõr DYI nyomtatókkal nyomtatható, melyek jelen pillanatban nem képesek az ABS mûanyagnál erõsebb anyaggal dolgozni.
Egyelõre, ugye.
A Liberator egyetlen golyó kilövésére képes, viszont jobb alapanyagokból, fejlettebb utómunkával könnyûszerrel a terroristák eszközévé válhat egy olyan pisztoly, ami sorozatlövésre képes anélkül, hogy meghibásodna és a fémdetektorok számára is láthatatlan.

A 3D nyomtatott Liberator fegyver - valóban felszabadít?

Hogy többet megtudjon Wilson partizánakciójának 3D nyomtatásra gyakorolt hatásáról, a Scientific American újságírója interjút készített Ryan Wisker dékánnal a University of Texas El-paso innovációs centerében. Wicker megosztotta gondolatait Wilson találmányáról és a fegyvernyomtatás technikai kihívásairól. A beszélgetés azt igazolja, hogy mindig is fenállt a lehetõsége annak, hogy elõbújjon a kisördög és a technológia rossz kezekbe kerüljön.
"...Szerkesztett interjú......."
Mi volt az elsõ gondolata, amikor arról olvasott, valakinek sikerült egy használható lõfegyver majdnem összes aklatrészét elõállítania 3D printer segítségével?

Ez a történet már hónapok óta gyûrûzött, mielõtt a média felkapta volna. Akkor hallottam elõször az esetrõl, amikor kiderült, hogy a professzionális 3D printer gyártója elkobozta és visszaszállíttatta a leasingelt 3D nyomtatót, amin Wilson dolgozott. Évek óta hallani már hobbi mérnökökrõl, akik 3D fegyver nyomtatással kísérleteznek de ez volt az elsõ sikeres változat.
A 3-D nyomtatás sajnos természetõbõl fakadóan magában hordozza annak a lehetõségét, hogy rossz kezekbe kerüljön és háborús célokra használják fel.
Milyen különleges bonyodalmakkal kell szembenéznie annak, aki mûködõ 3D nyomtatott kézifegyver elõállítására adná a fejét?
Az egyik kihívás kézilõfegyver nyomtatásánál az alkatrészek század milliméteres pontosság igénye. A másik igen nagy kihívás a használat folyamán fellépõ magas energia impulzus, amely a fegyver elsütésénél keletkezik. Ez rövid idõ alatt hatalmas belsõ nyomást és hõmérsékletet generál amely szétfeszítheti, felrobbanthatja a nyomtatott pisztolyt.

Mi a jelentõsége annak, hogy Wilson a legtöbb alkatrészt ABS mûanyagból állította elõ nyomtatott lõfegyveréhez?
Az ABS egy rendkívül olcsó mûanyag típus, amit Wilson használt. Vannak ennél erõsebb anyagszerkezetû mûanyagok, de ezek a professzionális alapanyagok profibb nyomtatót
is kívánnak annál, mint ami neki volt.

3D minden mennyiségben - kreatív játszótér

Miért éppen az ABS a leginkább keresett mûanyag típus az alacsony árkategóriás nyomtatókhoz?
Az ABS egy olyan árúcikk, melyet a legtöbben használnak az automotive iparágban a fröccsöntött anyagok elõállításához. Mûködés szerint is különféle 3D nyomtatókat tartunk számon. A Wilson által használt nyomtató egy a sok közül, un. extrudáció-alapú folyamat szerint gyárt, mûködése analóg a forróragasztós pisztolyok alapelvével.
Az ABS extrudációs hõmérséklete (az a pont, ahol a polimer elkezd deformálódni/formálhatóvá válni és layerekre bontható) alacsonyabb, mint a többi mûanyagé, tehát sokkal jobban formálható. Továbbra sincs szükség drága 3D nyomtatóra , ami Wilsonnál szintén jelentõs szempont volt.
Miért nem használt Wilson tartósabb mûanyagot?
Ma már elérhetõ a piacon egy jóval drágább mûanyag az Ultem, amely jobban produkált volna Wilson kísérletében az ABS-nél. Ilyen alapanyagot viszont nem lehet felhasználni egy 50.000 USD értékû nyomtatóban, csak high-end 600.000 USD nyomtatóban.
Az, hogy jelen pillanatban ez nem lehetséges nem jelenti azt, hogy holnap valaki nem fejleszt egy olyan hiperolcsó nyomtatót, amelyben felhasználhat ilyen anyagokat.

Az alapanyagok problémáján kívül, mik azok a korlátok, amelyek az alacsony árkategóriás nyomtatókat jellemzik?
A másik nagy kérdés az olvasztási pontosság tényezõje lehet. Az "amatõr" 3D nyomtatóknak nincs elég fejlett hõmérséklet vezérlésük ami kétségkívül a dimenzionális pontosság rovására válhat.
A felhevített mûanyag lehûlése folyamán történõ zsugorodás kulcskérdése a 3D nyomtatók által elõállítható termékek alakhûségének. Összefoglalva, az olcsó árkategóriás, bárki által beszerezhetõ (2.400-4.500 USD) pontossága akár +/- 1mm is lehet, ami messzemenõen szubjektív és a gyártás követést tekintve korántsem folyamatképes.

3D nyomtatott evõeszközök. Eszik-isszák

Minél drágább nyomtatók felé haladunk, annál inkább nõ az elõállítási pontosság, ami 15 mikron alakhûségig is terjedhet, 3D printer gyártótól függõen. A fejlett hõkontroll lehetõvé teszi a printer számára, hogy alkalmazkodjon a megváltozott anyagszerkezeti igényekhez a 3D nyomtatás folyamán. Ha ezeket a változásokat nem vesszük figyelembe, néhány layer távolabb eshet a pontossági zónától és a késztermék nem lesz annyira erõs szerkezetû,
mint szeretnénk. Ezek a dolgok természetesen kiküszöbölhetõek.
Rengeteg ember dolgozik jelen pillanatban is olcsó árkategóriás 3D pinterek tervezésén, házilag történõ elõállításán. Õk átírhatják a történelmet, saját kis matematikai algoritmusukkal, amivel kompenzálják majd a fenti anyagtulajdonságokat.

Mit gondol, ahogy a 3D printer feltalálók mindinkább felkészültté válnak, valósággá válhat-e a félelem, hogy egyre többet kísérleteznek majd otthon gyártható fegyverekkel?
Így van, a 3-D nyomtatás az egyetlen lehetséges technológia erre. A 3D nyomtatók kevésbé komplikáltak, mint a CNC megmunkáló gépek, viszont CNC gépek is használhatók fegyverépítésre. Valójában, ha muszáj állást foglalnom, sokkal inkább tartanék a fegyvergyári alkalmazottak tudásától, mint azoktól, akik 3D nyomtatókkal kísérleteznek.

Mindamellett, ma már nem is igazán van szükség arra, hogy DYI módon csináld magad 3D nyomtatókkal kísérletezzenek elég, ha az ember beküldi kész 3D CAD terveit egy 3D nyomtatással foglalkozó szolgáltatónak (például METRIS 3D Kft). Ez a folyamat anélkül lezajlik, hogy a megrendelõ bárkivel beszélne, email-t váltana.

3D nyomtatott sportcipõk - a rugalmas haladásé a jövõ

Mit gondol, mennyi idõnek kell eltelnie ahhoz, hogy a 3D nyomtatás
mindenki számára elérhetõvé váljon?
Nem tudom pontosan meghatározni, mennyivel kell csökkennie a jelenlegi 3D nyomtató áraknak ehhez, hiszen a profi 3D nyomtatók alkatrész árai a bonyolult technológia miatt tartják az árukat. Továbbá, a profi nyomtatók ára nem igazán lehet visszatartó tényezõ a hobbinyomtatók számára, hiszen már régóta léteznek elérhetõ árú asztali rendszerek otthoni DYI használatra, amelyek tunningolhatók így nem látom különösebb akadályát annak, hogy házilag felturbózott nyomtatókkal készítsenek például fegyvert.
Ezek szerint bármely otthoni olcsó 3D nyomtató átalakítható fegyvergyártásra? Hogyan?
Elképzelésem szerint, az amatõr nyomtatót fel lehet szerelni olyan nyomásellenálló burkolattal, ami lehetõvé teszi magasabb nyomtatási hõmérséklet elõállítását, így erõsebb, tartósabb nyomtató töltetet lehetne használniuk. A printer fûtõegységét szintén "húzni" kellene, hogy magasabb hõmérsékleten szilárdabb termékeket nyomtató 3D nyomatót készíthessünk.

Nem nagyon valószínû viszont, hogy a nyomtatók Firmware-jét átírják, hiszen a nagy nyomtatógyártók nem engednek hozzáférést a professzionális nyomtatók szoftvereihez.
Az olcsó asztali rendszerek gyártói viszont igen.
További komplikáció, hogy az alapanyagok felhasználását is kontrol alatt tartják a piac nagyobb szereplõi. Egy professzionális nyomtatón még az alapanyag tartályok is el vannak látva microchip-vel, ami tartalmazza az egyedi sorozatszámot, gyártás helyét, idejét, vásárló azonosítóját. Így, ha rosszban sántikálsz, a lebukás borítékolható.

Milyen hatással lehet Wilson kísérlete a 3D nyomtatás iparágra?
Ez az a kérdés, ami valóban aggaszt egy kissé, de azt gondolom, hogy egy ilyen projekt megvalósítása mindenképpen szükséges volt. Mi, tudósok az emberiség javára szeretnénk ezt a találmányt fordítani és hisszük, hogy annak fontossága jóval meghaladja a kockázatokat.
Nagyon sok figyelemre méltó áttörés történt az elmúlt 10 évben, ami alátámaszthatja a 3D printerek társadalmi jelentõségét: 3D nyomtatott hallókészülékek, pacemakerek megalkotása, vagy akár emberi szervek nyomtatása a gyógyászatban. Mi lenne mondjuk, ha nem lenne továbbiakban szükség szervdonorokra, ha 3D nyomtatnánk az emberi szerveket?

A mindenkori törvényalkotó eldönti majd, hogyan szabályozza ezt. Tisztán látszik, hogy a 3D nyomtatás teljesen átírta a technikai forradalmat, amit ha jól használnak, az összes ország gazdasága számára növekedést idézhet elõ.
A 3D nyomtatás tudományának térhódításával elértük a pontot, ahonnan már nincs értelme visszafordulni. A jövõnek már csak a mérnöki képzelet szabhat határt.

Szerzõ: Thurzó Miklós