Znak Politechniki Warszawskiej

Koło Naukowe Druku 3D – wydrukuje wszystko to, co chcesz

Dr inż. Michał Kowalik, Ewelina Zaremba, Bruno Najder, Dawid Morawski i Mateusz Maszkowski podczas pracy

Członkowie Koła pracują pod opieką dr. inż. Michała Kowalika, fot. BPI

W trzy tygodnie stworzyli naturalnych rozmiarów ażurową replikę ferrari lusso. Zrobili ją, wykorzystując długopisy 3D. A to zaledwie jeden z wielu projektów, nad którymi pracowali lub cały czas pracują. Kolejka chętnych liczących na wsparcie przy kolejnych inicjatywach wciąż się wydłuża. 

– To była fajna przygoda i okazja do silnej integracji naszego zespołu – wspomina pracę nad ferrari Ewelina Zaremba, prezes Koła.

Model powstał specjalnie na Dni Druku 3D, które odbyły się w marcu w Kielcach. Pomysł wyszedł od sponsora naszych studentów – WOLFixa. Drukowana replika miała stanąć obok prawdziwego auta. Konkretnych wytycznych, jak z długopisów wyczarować ferrari, jednak nie było. Przede wszystkim dlatego, że znana jest tylko jedna tego rodzaju replika samochodu, ale po pierwsze – innej marki (nissana qashqai), a po drugie – o metodach pracy nad nią wiadomo tyle, co nic. Dlatego dwunastoosobowa grupa członków Koła musiała polegać na wskazówkach sponsora i własnej kreatywności. Studenci sporo eksperymentowali. Przerobili m.in. długopisy 3D tak, żeby usprawnić pracę. – Chcieliśmy, żeby szybciej drukowały, więc trochę pozmienialiśmy i okazało się, że działa – mówi Mateusz Maszkowski.

Nie było łatwo, bo na wydrukowanie samej tylko opony, bez felgi, potrzeba było 20 godzin. Udało się, choć ostatnie pociągnięcia długopisów odbywały się już w trakcie Dni Druku. – Zainteresowanie projektem było bardzo duże, większość osób patrzyła na nasz model, a nie prawdziwe ferrari, które stało obok – opowiada dr inż. Michał Kowalik, opiekun Koła i inicjator jego powstania.

Ażurowa replika ferrari lusso wykonana przy pomocy długopisów 3D

Żeby stworzyć ażurową replikę ferrari lusso, studenci pracowali 1550 godzin, fot. Koło Naukowe Druku 3D

Skuteczna poczta pantoflowa

Koło działa od listopada 2016 roku. Chwilę wcześniej, w październiku na Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa ruszyły studia podyplomowe Akademia 3D – projektowanie i druk 3D. Ich kierownikiem został właśnie dr Kowalik. Powołanie koła naukowego specjalizującego się w tej tematyce można uznać za naturalną kolej rzeczy. – Powiedziałem o tych planach dwóm studentom, a na spotkanie organizacyjne przyszło ponad 30 osób – wspomina naukowiec. – Wiadomość rozeszła się pocztą pantoflową.

Koło działa przy Wydziale MEiL, ale wśród jego członków są także studenci z Wydziału Inżynierii Materiałowej. Ich wiedza w połączeniu z tym, co potrafią adepci automatyki i robotyki, lotnictwa i kosmonautyki czy mechaniki i budowy maszyn, tworzy znakomitą mieszankę, niezbędną, by skutecznie pracować przy projektach koła.

Drukowanie protez

Ostatnio studenci zaangażowali się w drukowanie protez rąk, które mogą służyć dzieciom z ubytkami kończyn. – Nie są to modele medyczne, w pełni funkcjonalne – wyjaśnia Ewelina Zaremba. – Mają pomóc w wykonywaniu najprostszych czynności. Kiedy zginamy staw, palce się zaciskają, więc dzieci mogą np. trzymać kubek, kierownicę roweru czy otworzyć drzwi.

Takie doświadczenia mają w przyszłości ułatwić pacjentom przejście na w pełni funkcjonalną protezę.

Członkowie Koła nie są autorami projektów. Drukują modele dostępne w Internecie, a te nie zawsze są doskonałe. Dlatego testują gotowe wzory i je oceniają. Uczą się, bo zamierzają wprowadzać własne modyfikacje. Do tego potrzebne będzie wykorzystywanie bardzo konkretnej wiedzy z biomechaniki.

Drukowanie prostych protez kończyn to inicjatywa pochodzącej ze Stanów Zjednoczonych, a raczkującej w Polsce organizacji E-Nable. O tym, czym się zajmuje, studenci PW usłyszeli w kwietniu, dosłownie chwilę po zakończeniu prac nad repliką ferrari. W trakcie konferencji Printed Health o pomyśle opowiadał Krzysztof Grandys, lekarz z Krakowa. – Wszystkie tego typu protezy dostępne w Polsce wyszły z jego prywatnej drukarki, było ich ok. 30, ale w użyciu jest tylko 6 – opowiada Ewelina Zaremba. – Problem jest taki, że fizjoterapeuci i rehabilitanci nie chcą ich używać w pracy z dziećmi, nie wiedzą, jak ten sprzęt działa, nie mają do niego zaufania. Chcemy pomóc to zmienić, dlatego zaczęliśmy współpracę z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym, jesteśmy w kontakcie z tamtejszym kołem naukowym specjalizującym się w ortopedii.

Mimo że prace nad projektem trwają od niedawna, w studenckiej pracowni można znaleźć wiele już wydrukowanych protez. Największa przypomina rozmiarem przedramię i dłoń postawnego mężczyzny. – Druk najdłuższego elementu – przedramienia – trwał trzydzieści kilka godzin – mówi Dawid Morawski. – Żeby było szybciej, drukowaliśmy na płasko, potem wkłada się to do wrzątku i można dowolnie dopasowywać do grubości ręki.

Wydrukowana proteza ręki oraz wydruki z żywicy

Ostatnio studenci zaangażowali się w projekt drukowania protez kończyn, fot. BPI

Cenna pomoc

Członkowie Koła Naukowego Druku 3D wspierali i wspierają swoją wiedzą i doświadczeniem wielu kolegów z Politechniki Warszawskiej.

Ich dziełem są elementy wykorzystywane przez Studenckie Koło Astronautyczne. To obudowa do kamery łazika Gaja, którą Michał Kazaniecki zabrał na pierwszą polską analogową misję na Marsa oraz model PW-Sata2 – satelity, który w tym roku ma zostać wystrzelony na orbitę. – To model w skali 1:1, obrobiony, włącznie z mechanizmem pokazującym otwieranie żagla deorbitacyjnego – mówi Bruno Najder. – SKA potrzebowała modelu, żeby zwizualizować aktualny stan prac.

Koło Naukowe Aparatury Biomedycznej zgłosiło, że potrzebuje pomocy w wydrukowaniu obudowy do elektroniki (jest niezbędna w ich projekcie czujnika, który bada poziom leków w kroplówce). Koło Naukowe „Bionik” zwróciło się zaś o wsparcie z zakresu mechaniki. Są jeszcze fizycy chcący wykorzystać druk 3D do produkcji nowych bolusów, które są używane w radioterapii. Takie ulepszone przejściówki miedzy wiązką promieniowania a ciałem pacjenta mają sprawić, że dotarcie do komórek nowotworowych będzie łatwiejsze, czyli zwiększy się skuteczność leczenia.

Samoloty, skakanki i własne maszyny

Koło Naukowe Druku 3D zajmuje się jednak nie tylko drukowaniem. Robi też badania mechaniczne materiałów. – Powoli wchodzimy w zagadnienia optymalizacji właściwości mechanicznych – mówi dr Kowalik. – Optymalizacja topologiczna nie była możliwa do osiągnięcia za pomocą technik ubytkowych, obróbki. W technikach przyrostowych, takich jak druk 3D, jest realna. Taka optymalizacja polega na tym, że przy zadanej geometrii pod działającym obciążeniem usuwane są fragmenty materiału, które nie pracują.

Studenci pod okiem swojego opiekuna zajmują się optymalizacją elementów do samolotów bezzałogowych. Współpracują przy tym projekcie z Zakładem Samolotów i Śmigłowców z Wydziału MEiL i Kołem Naukowym Napędów MELprop. – Oni douczają nas z aerodynamiki, a my im mówimy, na czym polega druk 3D i jak można go w pełni wykorzystać – mówi dr Kowalik.

Na początku czerwca studenci pojawią się na Pikniku Naukowym Polskiego Radia i Centrum Nauki Kopernik. Na tę okazję przygotowują dla najmłodszych ciekawe gadżety drukowane w 3D, m.in. skakankę. Wydarzenie będzie świetną okazją, by członkowie Koła sprawdzili się w roli popularyzatorów nauki.

Jeden ze stołów w pracowni Koła. Są na nim już wydrukowane przedmioty, a także potrzebne narzędzia

Na stołach w pracowni Koła można znaleźć już wydrukowane przedmioty, a także potrzebne do pracy narzędzia, fot. BPI

To jednak nie koniec planów. – Chcemy się zająć konstruowaniem drukarek 3D, ale nie takich zwykłych, które można postawić na biurku, tylko większych, wykorzystujących nowe, ciekawe rozwiązania – opowiada Ewelina Zaremba. – Przymierzamy się też do budowy własnego skanera. Zależy nam, żeby miał zalety, których nie mają inne takie urządzenia. O to właśnie chodzi. Bo po co kopiować coś, co już jest?

Grupę, która działa w Kole tworzą: Ewelina Zaremba, Mikołaj Jankowski, Maciej Kozłowski, Jarosław Krawczyk, Mateusz Maszkowski, Michał Młynarski, Dawid Morawski, Bruno Najder, Michał Nazarczuk, Brian Ndamira, Monika Szleszyńska, Adrianna Tandecka, Paulina Tomaszewska, Hania Tuchowska, Karol Wędrowski i Michał Wołek. Efekty ich prac można na bieżąco obserwować na fanpage'u.

 
Agnieszka Kapela

Biuro ds. Promocji i Informacji