Dalam catatan blog ini, kita akan mengkaji prinsip percetakan 3D, aplikasinya (dalam bidang seperti perubatan dan seni bina), potensi risiko dan implikasi perindustrian, menggunakan adegan penyamaran daripada filem 'Mission: Impossible III' sebagai titik permulaan.
Adegan Filem dan Realiti Percetakan 3D
Dikeluarkan pada tahun 2006, filem 'Mission: Impossible III' yang dibintangi Tom Cruise mendapat populariti yang luar biasa hasil daripada jalan ceritanya yang mantap dan pelbagai sorotan visual. Antara babak yang menarik perhatian ramai saintis ialah babak di mana protagonis menyamar sebagai penjahat untuk melaksanakan misinya. Dalam babak itu, seorang pencetak menerima gambar penjahat dan serta-merta menghasilkan topeng tiga dimensi wajahnya, yang digunakan oleh protagonis untuk memperdaya musuh dan menyelesaikan misi tersebut. Walaupun ramai orang beranggapan teknologi ini hanyalah kesan sinematik, ia telah menjadi kenyataan—dan realiti itu ialah pencetak 3D.
Apakah pencetak 3D?
"D" dalam pencetak 3D bermaksud "Dimensi." Dalam erti kata lain, pencetak 3D ialah mesin yang mampu mencetak bentuk yang diingini dalam tiga dimensi. Malah, teknologi percetakan 3D pada asalnya dibangunkan 30 tahun yang lalu oleh sebuah syarikat Amerika untuk mencipta prototaip sebelum mengeluarkan produk siap. Baru-baru ini, apabila paten pada teknologi pencetak 3D telah tamat tempoh, teknologi ini mendapat perhatian baharu. Jadi, apakah prinsip di sebalik teknologi ini?
Prinsip: Kaedah Penambahan dan Penolakan
Prinsip percetakan 3D dibahagikan kepada kaedah aditif dan subtraktif, bergantung pada cara bentuk tiga dimensi dicipta. Kaedah aditif melibatkan pembinaan bentuk yang diingini dengan menyusun lapisan nipis (lapisan) satu di atas yang lain. Sama seperti bangunan disiapkan dengan menyusun lantai satu demi satu, pencetak 3D mencipta objek tiga dimensi dengan menyusun lapisan nipis berulang kali—berjulat dari 0.001 mm hingga 0.01 mm—beratus-ratus atau ribuan kali. Memandangkan ketebalan kertas A4 standard adalah antara 0.1 mm dan 0.15 mm, seseorang dapat menghargai betapa nipisnya lapisan ini. Jika lapisan tebal, lapisan menjadi kelihatan di permukaan, tetapi semakin nipis lapisan, semakin licin permukaannya. Pembuatan subtraktif ialah kaedah di mana pengukir mengukir blok besar untuk mencipta bentuk; walaupun ia boleh menghasilkan bahagian luar yang rumit, adalah mustahil untuk mengukir bahagian dalam, menjadikannya kurang versatil daripada pembuatan aditif.
Aplikasi: Daripada Perubatan hingga Seni Bina
Pencetak 3D boleh mencetak segala-galanya daripada bentuk mudah seperti arca atau mainan kepada struktur kompleks dan rumit seperti bahagian mesin, bergantung pada reka bentuknya, yang membawa kepada pelbagai penyelidikan berterusan. Pada mulanya, hanya bahan plastik yang boleh dicetak, tetapi baru-baru ini, ia menjadi mungkin untuk mencetak bukan sahaja bahan gentian seperti nilon tetapi juga bahan keras seperti logam, menjadikannya sesuai untuk menghasilkan produk yang memerlukan kekuatan tinggi, seperti bahagian automotif atau pesawat. Di UK, terdapat kes yang dilaporkan di mana seorang lelaki yang mengalami patah tulang tengkorak yang tertekan dalam kemalangan jalan raya telah diimplan dengan tulang tiruan bercetak 3D dan pulih sepenuhnya. Selain itu, di Belanda, satu eksperimen sedang dijalankan untuk membina sebuah rumah dengan mencetak dan memasang bahagian menggunakan pencetak 3D besar 6 meter; dikatakan bahawa rumah itu akan mengambil masa kira-kira tiga tahun untuk disiapkan.
Isu dan Had Teknikal
Hakikat bahawa pencetak 3D boleh menghasilkan hampir apa sahaja adalah satu kelebihan dan kekurangan. Pada satu ketika, video ujian tembakan senjata bercetak 3D telah menimbulkan kontroversi di media sosial; kuasa pemusnah senjata dalam video itu mencukupi untuk mencederakan seseorang.
Masalahnya ialah sesiapa sahaja yang mempunyai pelan tindakan boleh mencipta senjata sedemikian, dan memandangkan pada masa ini tiada cara yang jelas untuk mengenal pasti siapa yang mencipta objek tertentu atau bagaimana ia akan digunakan, penyelesaian diperlukan. Batasan teknikal termasuk kelajuan pengeluaran yang perlahan, menjadikannya tidak sesuai untuk pengeluaran besar-besaran, dan hakikat bahawa pencetak 3D standard mempunyai sekatan saiz, menjadikannya sukar untuk mencipta objek dalam jumlah besar.
Tinjauan Masa Depan
Jika isu-isu ini diselesaikan, pencetak 3D mempunyai potensi besar untuk mengubah landskap perindustrian masa hadapan. Pada masa ini, strukturnya adalah sedemikian rupa sehingga pengguna membeli produk yang dihasilkan secara besar-besaran oleh syarikat, tetapi sebaik sahaja pencetak 3D menjadi meluas, model baharu akan muncul di mana syarikat menjual pelan tindakan dan bukannya produk itu sendiri, dan pengguna menghasilkan barang itu sendiri. Individu yang mempunyai kemahiran reka bentuk akan dapat mencipta produk mereka sendiri untuk kegunaan peribadi atau jualan, sekali gus menyumbang kepada pemulihan ekonomi. Minat global dalam percetakan 3D begitu kuat sehingga bekas Presiden AS Barack Obama berkata, "Ia mempunyai potensi untuk mengubah cara kita mengeluarkan dalam setiap sektor." Masih belum dapat dilihat sama ada percetakan 3D akan mengatasi cabaran semasa dan, dengan menggabungkan dengan teknologi perindustrian yang pesat membangun, mencetuskan gelombang inovasi baharu.
