Guttenbergist 3D-printerini

Veiko Tamm
14.01.2020

Pole vist suuremat leiutist, mis oleks inimkonna arengut rohkem mõjutanud kui trükipressi leiutamine. Kui tolle ajani maaliti teoseid käsitsi või raiuti neid kivisse ehk kraabiti savitahvlitele, siis olid nad piiratud kasutusega ja laiade rahvahulkadeni ei jõudnud. Guttenberg muutis ajalugu.

Guttenberg polnudki tegelikult esimene – esimesed nn puuploki trükised ilmusid Hiinas juba Tangi dünastia ajal VIII sajandil ja metallilao alged on teada XIII sajandi Hiina Songi ja Korea Goryco dünastia aegadest. Vanimaks säilinud trükitud raamatuks on Hiinas Dunhuangi linnas trükitud budistlik raamat „Teemantsuutra“, mis pärineb aastast 886 a.D. Selle leidjaks oli kuulus inglise maadeavastaja Sir Marc Aurel Stein. Ka vahetatavate korduvkasutatavate tähtedega trükkimine leiutati Hiinas Yinshani linnas Hubei provintsis Bi Shengi poolt, kes elas 970–1051 a.D. Tema kasutas pehme puu asemel põletatud keraamikat, mis oli tugevam, kuid mitte just kõige täpsem. Puidust plokid võttis taas kasutusele Wang Chen 1297. aastal, kasutades eriliselt töödeldud kivikõvaks muudetud puitmaterjali. Tema põllumajanduslikku käsiraamatut „Nung Shu“ võibki pidada maailma esimeseks massitiraažis ilmunud raamatuks. Ent meie maile need ei jõudnud. Siin kribati ikka kõik raamatud, peamiselt piiblid, ikka käsitsi, kas pärgamendile või juba levima hakanud paberile.

Pärgament oli väga kallis materjal ja siin tuli abiks paberi kasutuselevõtt. Esimesed paberiveskid Euroopas hakkasid tekkima dateeritult pärast aastat 1282. XIV sajandil oli paber kui materjal Euroopas juba üsna levinud – Saksamaal, Itaalias jm. Paberile trükkimist oli Hollandis ka enne Guttenbergi katsetatud, kuid see ei sujunud eriti hästi. Trükkimisel kasutati ksülograafiat – trükise leht graveeriti peegelpildis puidust plokile ja sellega vajutati siis paberile tõmmiste tegemiseks. Puidu puuduseks oli ebaühtlus ja suhteline pehmus, ühe plokiga ei saanud palju lehti trükkida, kui oli taas vaja uued plokid graveerida. Mida siis tegi sellist Johannes Guttenberg, et end kultuurilukku jäädvustas?

 

Guttenbergi fenomen

Kullassepana oli Guttenbergil palju teadmisi metallidest ja nende omadustest ning nii valiski ta oma trükisulamitesse plii, tina ja antimoni koosluse, mida oli piisavalt kerge töödelda ja mis oli küllalt vastupidav suurema hulga koopiate trükkimiseks. Alus metallograafiale oli pandud.

Puhas plii oksüdeerus kiiresti, aga koos tinaga sulamis olles oli protsess palju aeglasem. Kuid nende kahe sulam oli liialt pehme ja kulus seetõttu kiirelt. Antimon andis vajaliku tugevuse ning see sulam oli pea muutusteta kasutusel kuni tinalao kasutuse lõpuni.

Lisaks metallprindile võttis Gutenberg kasutusele üksikute tähtede meetodi. Kui terve tekst graveeriti plokki, ei olnud kõik samad tähed ühesugused ja -suurused. Uuendusena valmistati pronksist või messingist eraldi „täringud“ iga tähe jaoks ning nendega vajutati valuvormi tähtede negatiivkujutised. Seejärel valati sinna sula trükimetall ja peale jahtumist oligi valmis trükimaatriks.

Seniste vee baasil tintide asemel võttis Guttenberg kasutusele metalliga paremini haakuvad ning mitte nii väga laiali valguvad õli baasil tindid. Guttenberg oli ka esimene, kes katsetas värvitrüki võimalusi – ta trükkis punaseid ja siniseid algustähti.

Teine uuendus oli pressi kasutuselevõtt, mida Aasias ei tuntud. Seal trükiti puidust plokkidega nagu pitsateid vajutades. Guttenberg kasutas algul tavalisi veini ja oliivi tootmisel kasutatavaid presse, mida hiljem kohaldas spetsiaalselt trükkimise jaoks.

Aastal 1436 pani Guttenberg koos juveliiri Andreas Dritzehni ja paberiveski omaniku Andreas Heilmanniga püsti esimese trükiettevõtte. Kui Guttenbergiga liitus rahakas Johannes Fust, sai uus trükiettevõte tuule tiibadesse. Tavalise pudi-padi (kalendrid, talongid, kviitungid, mängukaardid jne) kõrval võeti ette tõeliselt suur asi – hakati ette valmistama Piibli trükkimist. See 1300-leheküljeline suurteos, Guttenbergi Piibel ilmus aastal 1452 ja seda trükiti paberil 180 ning pärgamendil 60 eksemplari. Tänapäevaks on lisaks arvukatele fragmentidele säilinud tema Piibli 21 täisversiooni paberil ja 4 pärgamendil.

 

Trükikunst levib maailma

Saksa trükkalite kuulsus levis laialt üle Euroopa ning Saksa meistreid kutsuti trükikodasid avama paljudesse riikidesse – esmalt aastal 1465 Itaaliasse, järgnesid aastal 1470 Sorbonne’i ülikool Pariisis, Hispaanias Valencias aastal 1473 ja 1495 Lissabonis Portugalis. Inglismaale viis trükikunsti William Caxton aastal 1476, olles enne viis aastat trükikunsti õppinud Kölni trükkalite juures. Ajaloolased hindavad, et XVI sajandi alguseks oli trükitud üle kahe miljoni raamatu ja sajandi lõpuks kuskil 150–200 miljonit eksemplari trükiseid. Selline lai levik viis kirjaoskuse massidesse ja arendas kohalikke kultuure ja keeli ning sai otsustavaks senise Lingua franca, üldkasutuses olnud ladina keele asendumisele kohalike keeltega. Paavstlus nägi trükikunsti levikus ohtu ja nii anti välja bulla, et midagi ei tohi trükkida enne sellele klerikaalide heakskiitu saamata. Aga püüa sa tuult väljal ja lahti lastud džinni tagasi pudelisse ei topi! Reformatsioon sai paljuski teoks tänu trükikunsti levikule, nii et selles osas oskas Vatikan endale ohtu ette näha küll. XVII sajandi alguses, aastal 1605, hakkas Strasbourgis ilmuma maailma esimene ajaleht Relation ning sealt sai ajakirjanduski mõiste „press“, mis tulebki trükipressi nimest.

 

Uued arengud

Pea kolm ja pool sajandit püsis trükikunst suuresti muutumatuna (eks nipet-näpet täiustusi tuli) ja esimeseks suureks muudatuseks sai lord Stanhope’i poolt aastal 1800 aurumasina kasutuselevõtt trükiasjanduses. Samuti hakati seniste puidust valmistatud trükipresside asemel kasutama rauast seadmeid, mis vajasid 90% vähem jõudu ning suutsid kasutada korraga kaks korda suuremat trükipinda ning trükkida juba 480 lehte tunnis.

Teiseks oluliseks leiutiseks oli lamepinnaliste trükiplaatide asendamine pöörlevate silindritega. Nende loojaks oli Inglismaale kolinud Friedrich Koenig koos teise sakslasest partneri Andreas Friedrich Baueriga, kes alustasid oma tegevust aastal 1802. Aastal 1814 müüsid nad toonasele suurimale ajalehele The Times kaks sellist uudset trükimasinat. Esimene rotaatoril trükitud The Times ilmus 28. novembril 1814 ning need masinad suutsid juba trükkida 1100 lehte tunnis. Järgmise täiustusena muutsid need mehed oma masina suuteliseks trükkima korraga lehe mõlemale poolele. Nende asutatud firma Koenig & Bauer AG on aga siiani üks suuremaid trükiseadmete tootjaid maailmas.

1843. aastal täiustas USA trükkal Richard M. Hoe tehnoloogiat, võttes rotatsioonimasinate juures kasutusele paberi ettesöötmise suurtelt rullidelt. See lubas veelgi tõsta trükkimise kiirust ning eelmise sajandi 30–40ndatel aastatel jõuti juba kiiruseni 3000 trükist tunnis. 1886. aastal tõi Ottmar Mergenthaler trükiettevalmistusse linotüüp-tehnoloogia ning see oli täiustustega kasutusel kuni eelmise sajandi keskpaigani, aastani 1966, kui võeti kasutusse fotoladu. Samuti alustati XIX sajandi lõpus ofsettrüki katsetustega. See tehnoloogia lubas juba mitme värvi üheaegset trükki ühe tsükliga.

XX sajandi alguses võeti aurumasinate asemel kasutusele elektriajamid ja taas oli saabunud stabiilne ajastu, kus tehti vaid minimaalseid muudatusi. Kuni eelmise sajandi teises pooles ilmusid arvutid ja ka trükitööstus oli varmas neid enda huvides ära kasutama.

 

Arvutiajastu trükikunst

Arvutiprinterite sünniajaks võib lugeda aastat 1938, kui Seattle’i leidur Chester Carlson pani aluse elektrofotograafiale – laiemalt tuntud kui Xerox. Esimene kiirtrükiprinter Remington-Rand oli valmistatud Univaci arvuti jaoks. Esimese laserprinteri nimega EARS arendamist alustati aastal 1969 Xerox Palo Alto Research Center’is ning valmis ta novembris 1971. Xeroxi insener Gary Starkweather kasutas Carlsoni ideid, võttes kujutise loomiseks kasutusele laserkiire. Lõplikuks ehk turustatavaks versiooniks laserprinterist sai aastal 1977 ilmunud Xerox 9700.

Ka teine toonane gigant IBM ei tukkunud niisama – juba 1976. aastal tõid nad turule IBM 3800 Printing System’i, esimese suure trükikiirusega laserprinteri, mis suutis trükkida enam kui 100 lehte minutis. See oli ka esimene seade, mis kombineeris lasertehnoloogia ja elektrofotograafia. 3800 oli väga suur kolakas ja humoorikalt kutsuti seda „masinaks, mis võtab ära terve toa“.

Esimese n-ö privaatse laserprinteri ehitas Xerox aastal 1981 – see oli Xerox Star 8010. Kuigi olles innovaatiline toode, oli tal kasutajaid vähe – tema hind oli tollal ülimalt kõrge, 17 000 dollarit. Esimeseks laiematesse massidesse jõudnud laserprinteriks sai Hewlett-Packard LaserJet aastal 1984. See printer pakkus trükikiirust 8 lehte minutis ja lahutust 300 dpi (dots per inch ehk punkti tollile). Algselt maksis ta „ainult“ 3500 dollarit, kuid juba aasta pärast sai teda alla 3000 dollari. Printeri südameks oli Motorola 68000 8 MHz protsessor, mis oli ka paljude toonaste lemmikarvutite (nt Amiga) mootoriks.

Kui algsete laserprinterite lahutusvõime oli üsna madal, siis 1992. aastal üllitas Hewlett-Packard oma kuulsaima LaserJet 4, mis suutis pakkuda juba 600 x 600 dpi. Ka oli see printer esimene, mis võttis kasutusele TrueType fondid. Oma printeris kasutas HP Jaapani kuulsa printeritootja Canoni mootorit Canon EX ja maksis printer juba ainult 2200 dollarit.

Kuid seegi tehnoloogia oli väga kallis ja nii saidki algul levinumateks nn maatriksprinterid. Neis oli analoogselt tavaliste trükimasinatega värvilint, kuid teksti ei taotud paberile valmis tähtedega, vaid kujutis moodustati peenikeste nõeltega. Odavamad isendid kasutasid sümboli või kujutise moodustamiseks 9 nõela, kallimad ja parema kvaliteediga (nn NLQ, Near Letter Quality) aga 24 nõela. Kuna nad suutsid läbi kopeerpaberi lasta välja mitu eksemplari korraga, olid nad väga levinud kassades, kontorites jm, kus oli vaja ühest dokumendist mitut koopiat. Esimene maatriksprinter turul oli Jaapani firma Epsoni valmistatud EP-101. Samal aastal tõi oma toote turule ka teine jaapanlane OKI – OKI Wiredot.

Esimesed katsetused tindiprinterite vallas tehti juba aastal 1976 Epsoni, HP ja Canoni poolt, kuid kulus veel 12 aastat, enne kui Hewlett-Packard tõi turule oma kuulsa DeskJet tindiprinteri, mis maksis tollal 1000 dollarit. Tindiprinter kasutab piesoelektrilisi kristalle, mis suure sagedusega vibreerides suunavad läbi imepeente düüside tindipiisku paberile. Saavutatud on kiirused kuni 165 000 piiska sekundis. Kaasajal on kõik tindiprinterid värviprinterid ja neis on kasutusel CMYK nelja värvi tindikassetid (CMYK – Cyan, Magenta, Yellow, Black ehk siis helesinine, punakaslilla, kollane ja must). Tindiprinterid on odavaimad, kuid siin peab arvestama tindi hinda, mille liitri hind on kõrgem kui Richelieu konjakil. Kui me vaatame hetkel nende riistade hindu, siis odavaimad värvitindiprinterid on juba alla 60 euro. No kuidas saab nii keeruline riist olla odavam kui korralik malmpann? Aga siin ongi konks peidus – algselt poest ostes on tindikassettides ainult kolmandik või veerand mahust ja kui need on tühjad, siis uus täiskomplekt maksab juba kordi rohkem kui printer ise. Sama diil nagu operaatorfirmadel, kes jagavad pea tasuta telefone, kui te ainult seote end aastateks nende kuumaksudega. Muide, sama kehtib ka laserprinterite osas – ka neil on stardikassetid pooltühjad ja hiljem tuleb uute kassettide eest juba välja köhida korralikud summad.

 

Print muutub ruumiliseks

Esimesed ideed 3D-printerite vallas tekkisid juba eelmise sajandi 70–80ndatel. Aastal 1984 taotles USA leidur Chuck Hull firmast 3D Systems patenti oma stereolitograafia tehnoloogiale, sai selle ning aastal 1986 nägi ilmavalgust maailma esimene kommertskasutuse 3D-printer SLA-1. Eelmise sajandi 90ndatel hakati uurima võimalusi valmistada 3D-prindiga laseri abil lisaks plastikule ka metallist tooteid. Kuid alles selle sajandi esimesel kümnendil saavutati siin edu. Levima hakkasid 3D-skannerid ja tarkvara, mis lubas tavaliste kaamerate abil luua objektidest 3D-kujutisi, nn STL-faile, millega siis printeriga esemeid valmistada. Hetkel leiab internetiavarustest juba valmis STL-faile hulgi. Ja ka asjaarmastajate jaoks loodud 3D-printerite hinnad on kolinal kukkunud. Kui veel mõne aasta eest pidi nende eest lauale laduma pool tonni või enamgi eurosid, siis nüüd leiab soodsama hinnaga isendeid juba alla 200 euro. Tööstuses on aga loodud 3D-printerite abil selliseid objekte, mida ühegi varasema tehnoloogiaga ei ole luua suudetud.

Sarnased artiklid