ManiTek TV
JF-Expert Member
- Jun 3, 2011
- 410
- 159
Teknolojia mbili zinazotabiriwa kubadili ulimwengu ni nanotechnology na Uchapishaji wa 3D (3D Printing). Makala hii itazungumzia uchapishaji wa 3D. Wakati baadhi wa watabiri wamehusisha mapinduzi ya tatu ya viwanda na renewable energy wako waliyoyahusisha mapinduzi hayo na uchapishaji wa 3D. Kampuni mbali mbali ulimwenguni zimeweka fedha nyingi katika utafiti na maendeleo ya teknolojia hii, wengi wanataraji mavuno makubwa kwa miaka ya baadae badala ya leo au kesho.
Mtazamo wa wengi ni kwamba kama vile vipuri vya magari au hata viatu havitatengenezwa bali vitachapishwa na mashine za aina hii ya uchapaji. Hii ni lugha inayokanganya kidogo, hivyo ni vyema tukaeleza machache juu ya wapi teknolijia hii imefika na wapi inakwenda, lakini tutaanza na maana na jinsi inavyofanya kazi.
Kabla ya kueleza uchapishaji wa 3D kwanza tueleza utengeneza wa sasa ambao sio wa 3D. Aina zote za mashine hutengeneza bidhaa kwa kuila au kuipunguza malighafi (subtractive). Yaani mfano litaingiza pande kubwa la plastiki kwenye mashine, pande lile litaliwa na kuchongwa hadi kutolewa kwenye umbile la bidhaa husika na sehemu kubwa ya plastiki lile itakuwa ni taka taka (waste), ambapo taka taka hizo ama zitatupwa na kutmika tena (recycled) uzalishaji huu ni kama ule wa ‘machining', ‘milling', na sawing.
Sasa uchapishaji wa 3D ni kunyume cha mtindo tuliouelezea hapo juu, Kwa kifupi uchapishaji wa 3D ni njia ya utengenezaji wa bidhaa mbali mbali kwa njia ya muongezo (additive), ambapo katika utengenezaji huo mashine ya kuchapisha (printer) huchapisha safu (layer) moja baada ya nyingine kwa taratibu. Mara nyingi husubiri mpaka safu ya kwaza ikauke kabla ya kuanza safu ya pili. Mashine hizi za uchapishaji wa 3D hutumia malighafi mbali mbali kama vile metal, plaster, polymer na resin. Mashine uchapishaji wa 3D katika viwanda zimekuwepo kwa karibu miaka 30 sasa, lakini zaidi katika viwanda vikubwa na pia hugharibu fedha nyingi mno.
Badiliko lililotokea miaka ya karibuni ni kwamba wanateknolojia wamelenga kutoa mashine za ushapishaji wa 3D kwa ajili ya matumizi ya nyumbani ya watu binafsi. Kwenye maonyesho wa CES (Consumer Electroc Show) mwaka huu na hata mwaka jana kulikuwa na mashine hizi mbili tatu zilizozinduliwa kwa ajili ya mauzo ya kawaida, pia kumekuwepo mashine hizi kwa miaka kadhaa sasa, tatizo bado mashine hizo hazijapatiwa matumizi ya maana, kwa mfano zipo zile ambazo zina uwezo wa kuprint gari ya kuchezea, cover la simu, mapambo na mambo madogo madogo, printa hizi zinaweza kuwa ni mwanzo mzuri wa biashara ndogo ndogo za vitu vya namna hii iwapo mtumiaji ataweza kupata malighafi kwa bei rahisi.
Hebu vuta fikra umepata wageni, vyombo vimepungua, badala ya kwenda dukani unawasha printa yako na kuchapisha sahani 3, vikombe 2 na vijiko 4. Hii ndio hali ya miaka michache ijayo, mtoto karudi shule kapoteza mkebe wa chakula, unachapisha nyumbani mkebe mpya kama ule uliouacha shule. Unataka kubadili betri ya simu yako, umevuta kwa nguvu, ufuniko wa sehemu ya betri umepasuka unaprint mwengine wa rangi ya chaguo lako na badala ya kuandika "Samsung" unaandika "Gajetek" au jina lako binafsi.
Hizi ni fikra za 3D printa ya leo sio kesho, miaka michache huenda kukawa na teknolojia ya kuchapisha hata vitu kama vile viatu, betri ya simu na kama alivyozungumza mtaalamu mmoja Sabastian Anthony wa Extreme Tech itafika wakati printa itachapisha iPad!!! Bila shaka ikifika wakati huo iPad itakuwa na thamani ndogo sana.
Printa hizi kwa sasa zinachapisha kwa njia tano tofauti. Mtatuwia radhi tutazitaja njia hizo kwa kikoloni na kueleza kwa ufupi tu tatu kati ya tano hizi.
Fused deposition modeling (FDM): Hii ndio njia maarufu zaidi, malighafi huwa ni vipande vya plastiki au waya za chuma; malighafi hii hupelekwa kwenye nozzle na kuyeyushwa kisha inatoka na kutengeza safu (layer) baada ya kukauka hutoa safu nyingine na nyingine hadi kinachochapishwa kinatimia.
Inkjet Printing: Hii hutumia njia sawa na printa za wino za kawaida, katika ujengaji wa kifaa wakati wa uchapishaji hutoa safu moja baada ya nyingine ya risen pamoja na binder hadi kifaa kinatimia.
Selective Lesser Sintering (SLS): Printa hii malighafi huwa ni katika hali ya unga, malighafi hiyo inaweza kuwa chuma, plastiki, kioo au ceramic. Print hizi hushikamanisha unga huu safu baada ya safu kwa kutumia laser. Printa hizi huhitaji laser yenye nguvu ya hali ya juu, na mpaka sasa zinatumika viwandani tu kutokana na ukubwa na ughali wa bei.
Ingawa 3D printa ziko katika hali ya mwanzoni kabisa, wataalamu wanatabiri kwamba itafika wakati 3D printa zitachapisha viungo vya mwanadamu (mifupa). Nadhani wataalamu hatawafanya hili mpaka watakapoweza kuotesha nyama. Bila ya shaka haya yako mbali mno kiwakati.
Chanzo Gajetek - Gajet na Teknolojia
Tufuatilie kwenye twitter: @gajetek
Mtazamo wa wengi ni kwamba kama vile vipuri vya magari au hata viatu havitatengenezwa bali vitachapishwa na mashine za aina hii ya uchapaji. Hii ni lugha inayokanganya kidogo, hivyo ni vyema tukaeleza machache juu ya wapi teknolijia hii imefika na wapi inakwenda, lakini tutaanza na maana na jinsi inavyofanya kazi.
Kabla ya kueleza uchapishaji wa 3D kwanza tueleza utengeneza wa sasa ambao sio wa 3D. Aina zote za mashine hutengeneza bidhaa kwa kuila au kuipunguza malighafi (subtractive). Yaani mfano litaingiza pande kubwa la plastiki kwenye mashine, pande lile litaliwa na kuchongwa hadi kutolewa kwenye umbile la bidhaa husika na sehemu kubwa ya plastiki lile itakuwa ni taka taka (waste), ambapo taka taka hizo ama zitatupwa na kutmika tena (recycled) uzalishaji huu ni kama ule wa ‘machining', ‘milling', na sawing.
Sasa uchapishaji wa 3D ni kunyume cha mtindo tuliouelezea hapo juu, Kwa kifupi uchapishaji wa 3D ni njia ya utengenezaji wa bidhaa mbali mbali kwa njia ya muongezo (additive), ambapo katika utengenezaji huo mashine ya kuchapisha (printer) huchapisha safu (layer) moja baada ya nyingine kwa taratibu. Mara nyingi husubiri mpaka safu ya kwaza ikauke kabla ya kuanza safu ya pili. Mashine hizi za uchapishaji wa 3D hutumia malighafi mbali mbali kama vile metal, plaster, polymer na resin. Mashine uchapishaji wa 3D katika viwanda zimekuwepo kwa karibu miaka 30 sasa, lakini zaidi katika viwanda vikubwa na pia hugharibu fedha nyingi mno.
Badiliko lililotokea miaka ya karibuni ni kwamba wanateknolojia wamelenga kutoa mashine za ushapishaji wa 3D kwa ajili ya matumizi ya nyumbani ya watu binafsi. Kwenye maonyesho wa CES (Consumer Electroc Show) mwaka huu na hata mwaka jana kulikuwa na mashine hizi mbili tatu zilizozinduliwa kwa ajili ya mauzo ya kawaida, pia kumekuwepo mashine hizi kwa miaka kadhaa sasa, tatizo bado mashine hizo hazijapatiwa matumizi ya maana, kwa mfano zipo zile ambazo zina uwezo wa kuprint gari ya kuchezea, cover la simu, mapambo na mambo madogo madogo, printa hizi zinaweza kuwa ni mwanzo mzuri wa biashara ndogo ndogo za vitu vya namna hii iwapo mtumiaji ataweza kupata malighafi kwa bei rahisi.
Hebu vuta fikra umepata wageni, vyombo vimepungua, badala ya kwenda dukani unawasha printa yako na kuchapisha sahani 3, vikombe 2 na vijiko 4. Hii ndio hali ya miaka michache ijayo, mtoto karudi shule kapoteza mkebe wa chakula, unachapisha nyumbani mkebe mpya kama ule uliouacha shule. Unataka kubadili betri ya simu yako, umevuta kwa nguvu, ufuniko wa sehemu ya betri umepasuka unaprint mwengine wa rangi ya chaguo lako na badala ya kuandika "Samsung" unaandika "Gajetek" au jina lako binafsi.
Hizi ni fikra za 3D printa ya leo sio kesho, miaka michache huenda kukawa na teknolojia ya kuchapisha hata vitu kama vile viatu, betri ya simu na kama alivyozungumza mtaalamu mmoja Sabastian Anthony wa Extreme Tech itafika wakati printa itachapisha iPad!!! Bila shaka ikifika wakati huo iPad itakuwa na thamani ndogo sana.
Printa hizi kwa sasa zinachapisha kwa njia tano tofauti. Mtatuwia radhi tutazitaja njia hizo kwa kikoloni na kueleza kwa ufupi tu tatu kati ya tano hizi.
Fused deposition modeling (FDM): Hii ndio njia maarufu zaidi, malighafi huwa ni vipande vya plastiki au waya za chuma; malighafi hii hupelekwa kwenye nozzle na kuyeyushwa kisha inatoka na kutengeza safu (layer) baada ya kukauka hutoa safu nyingine na nyingine hadi kinachochapishwa kinatimia.
Inkjet Printing: Hii hutumia njia sawa na printa za wino za kawaida, katika ujengaji wa kifaa wakati wa uchapishaji hutoa safu moja baada ya nyingine ya risen pamoja na binder hadi kifaa kinatimia.
Selective Lesser Sintering (SLS): Printa hii malighafi huwa ni katika hali ya unga, malighafi hiyo inaweza kuwa chuma, plastiki, kioo au ceramic. Print hizi hushikamanisha unga huu safu baada ya safu kwa kutumia laser. Printa hizi huhitaji laser yenye nguvu ya hali ya juu, na mpaka sasa zinatumika viwandani tu kutokana na ukubwa na ughali wa bei.
Ingawa 3D printa ziko katika hali ya mwanzoni kabisa, wataalamu wanatabiri kwamba itafika wakati 3D printa zitachapisha viungo vya mwanadamu (mifupa). Nadhani wataalamu hatawafanya hili mpaka watakapoweza kuotesha nyama. Bila ya shaka haya yako mbali mno kiwakati.
Chanzo Gajetek - Gajet na Teknolojia
Tufuatilie kwenye twitter: @gajetek