Politechnika Śląska w Gliwicach drukuje w 3D wyroby medyczne. M.in. ortezę dla bociana

Zainteresowanie drukiem 3D w dobie cyfryzacji procesów produkcji wciąż rośnie. Firmy nieustannie poszukują nie tylko nowych rozwiązań i zastosowań tej technologii, ale też coraz częściej znających się na niej specjalistów. W obu przypadkach pomagają uczelnie techniczne, które prowadzą badania naukowe z wykorzystaniem drukarek 3D oraz kształcą zupełnie nową kadrę – świadomych nowych możliwości w zakresie druku 3D naukowców, inżynierów. Tak działa między innymi Politechnika Śląska, która na co dzień stosuje w pracy urządzenia 3DGence.

Modelowanie przestrzenne i obsługiwanie procesu druku 3D to w Polsce wciąż dość niszowe umiejętności. Zdobywa je jednak coraz liczniejsze grono studentów uczelni technicznych. Samo „Programowanie i obsługiwanie druku 3D” w grudniu ubiegłego roku zostało wpisane do Zintegrowanego Systemu Kwalifikacji, czyli oficjalnie stało się zawodem, do którego można się w naszym kraju przygotować. Nikogo to dziś już nie dziwi - rynek pracy i biznes doceniają osoby posiadające umiejętności w zakresie innowacji, które w znaczący sposób mogą wpłynąć na funkcjonowanie przedsiębiorstw. A do nich należy technologia druku 3D, która znajduje zastosowanie niemal w każdej gałęzi przemysłu.

- Drukarki 3D są wciąż dość rzadkimi urządzeniami na uczelniach wyższych i nie na wszystkich wydziałach studenci mają okazję z nimi pracować. I branża 3D, i placówki naukowe wiedzą jednak, że trzeba to jak najszybciej zmienić - mówi Mateusz Sidorowicz z 3DGence. - Wywodzimy się ze środowiska naukowego Politechniki Śląskiej, dlatego kilka lat temu postanowiliśmy zadbać o studentów tej uczelni i wyposażyliśmy ich pracownię w nasze drukarki 3D. Regularnie prowadzimy też staże studenckie w naszej fabryce i dziale R&D.

Druk 3D na zdrowie

Jak grzyby po deszczu w ofertach edukacyjnych różnych uczelni pojawiają się kursy związane z drukiem 3D. Po ich ukończeniu można zdobyć jedną z dwóch specjalizacji - inżyniera lub operatora druku 3D. Najbardziej wartościowe są jednak w tym zakresie zajęcia na uczelniach technicznych, które o druku 3D uczą od podstaw, kształcąc naukowców i specjalistów różnych kierunków, ucząc ich wykorzystania technologii addytywnej w konkretnych dziedzinach.

Na Wydziale Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej studenci tworzą w 3D spersonalizowane wyroby medyczne. Są one bardzo dokładne i indywidualnie dopasowane do pacjentów, co sprzyja szybszej rekonwalescencji zarówno ludzi, jak i zwierząt. W ramach prowadzonych na wydziale zajęć studenci wydrukowali między innymi ortezę dla bociana, który miał złamaną nogę.

- Bardzo często w przypadku skomplikowanych urazów - w tym złamań - zarówno lekarze, jak i weterynarze nie podejmują się leczenia z wykorzystaniem standardowych opatrunków gipsowych czy drogich implantów z biomateriałów metalowych – mówi dr inż. Wojciech Kajzer, opiekun studentów na Wydziale Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej. - Spersonalizowany implant lub kilkuczęściowy zewnętrzny stabilizator wydrukowany w 3D często okazuje się dużo lepszym oraz w wielu przypadkach, także tańszym rozwiązaniem.

Na uczelni wykonywane są również modele do planowania operacji oraz prototypy spersonalizowanych implantów. Te, które powstają z przeznaczonych do druku 3D specjalnych tworzyw polimerowych są bardziej biokompatybilne, przez co mogą łatwiej integrować się z tkankami. Na drukarce 3D wytwarza się je szybciej, dokładniej i taniej, co znacznie usprawnia pracę lekarza oraz często wręcz ratuje życie pacjentów.

Dla nauki

Przy pomocy drukarek 3D Politechnika Śląska wytwarza rekwizyty naukowe dla studentów oraz odnawia sprzęt laboratoryjny. Wydrukowała między innymi potrzebne do doświadczeń naukowych bryły proste - kulę, walec, sześcian i stożek. Studenci używają ich do badania siły wyporu, która występuje podczas analizowanych, złożonych procesów dynamicznego zanurzania w różnorodnych środowiskach płynnych.

- Uczelnie techniczne nie mają raczej wysokich budżetów na badania naukowe i niestety często z tego powodu rezygnują z niestandardowych, bo drogich pomysłów - dodaje Mateusz Sidorowicz z 3DGence. - Dobra drukarka 3D może ten problem rozwiązać.

Druk 3D może być też najlepszą metodą na renowację zniszczonych lub zdekompletowanych stanowisk naukowych. Członkowie kół naukowych działających na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej projektują brakujące lub uszkodzone elementy w odpowiednich środowiskach numerycznych, a następnie wytwarzają je z wykorzystaniem technologii przyrostowych, prowadząc przy tym właściwą gospodarkę materiałową.

- Problem, którego doświadczamy związany jest ze specyfiką regenerowanych oraz modernizowanych stanowisk dydaktycznych i badawczych. Urządzenia te są zazwyczaj produkowane jednostkowo a dostępność komponentów zamiennych jest często ograniczona i wymaga przeprowadzenia kosztownych i długoterminowych prac serwisowych, na co w trakcie trwania roku akademickiego nie możemy sobie pozwolić - mówi dr inż. Tomasz Machoczek, specjalista naukowo-techniczny w Instytucie Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej. - Dzięki drukarkom 3D nieustannie wytwarzamy niezbędne dla nas elementy i co więcej, na bieżąco możemy je dziś modyfikować, poprawiając jakość urządzeń badawczych i zwiększając powtarzalność i dokładność wyników osiąganych podczas prowadzonych doświadczeń oraz eksperymentów.

Pracownik branży lotniczej, projektant mebli, lekarz, inżynier biomedyczny, naukowiec, a tak naprawdę każdy, kto chce czerpać pełnymi garściami z dobrodziejstw innowacji, powinien znać możliwości druku 3D. O krok przed konkurencją będą tylko ci, którzy odpowiednio wykorzystają tę technologię w swojej branży i znajdą dla niej inne, niekonwencjonalne zastosowania. Kuźnią pomysłów stają się dziś uczelnie techniczne, na których młoda wyobraźnia spotyka się z wiedzą i nowoczesnym sprzętem. Wszystko wskazuje na to, że wyedukowani w ten sposób studenci znajdą swoje miejsce w każdym biznesie, ponieważ już niebawem drukarka 3D będzie standardowym wyposażeniem fabryk, firm, biur, a nawet uczelnianych laboratoriów.

Zaskakująca wystawa STOP SMOG w Katowicach

Najciekawsze startupy na Europejskim Kongresie Gospodarczym w Katowicach