Technologie 3D tisku

Historie

Ačkoliv je technologie 3D tiskáren už nějakou tu dobu na světě, opravdovým fenoménem se staly teprve nedávno. Asi první osobou, která se zabývala technikami podobnými 3D tisku, byl profesor Nakagawa z Tokijské University. Využíval laminátových vrstev, které po spojení tvořily formu pro tvorbu dalších nástrojů. Nicméně za prvního opravdového kmotra 3D tisku většina zdrojů považuje Charlese Hulla, který si nechal patentovat 11. března 1986 aditivní (tj. přidávání materiálu, opakem je soustružení) technologii nazvanou Stereolitografie. První firmou vyrábějící aparáty pracující s technologií SLA byla firma 3D systems (zakladatelem byl samozřejmě Charles Hull). Prvním vyrobeným strojem byl Litography Apparatus SLA-1 a prvním veřejně “dostupným“ (vysoké pořizovací náklady) byl až SLA–250. Avšak jako značku “3D tisk“ založilo až americké MIT (Massachusets Institute of Technology). To také zapůjčuje licence šesti firmám, aby zajistilo rychlejší vývoj technologie. Později se zakládají další a další společnosti a přicházejí s novou výrobní technologií SLS (selective laser sintering).

Současnost

Po nedávném boomu (zasloužilo se na tom vypršení některých patentů a také skutečnost vize investorů v opravdu revoluční technologii) se 3D tisk začal opravdu rychle rozšiřovat i do domácností. Na trhu se objevila spousta firem (3D systems, Z corporation, Makerbot Industries a Ultimaker ad.) zabývajících se různými technologiemi (SLA, FDM, SLM, SLS ad.), nabízejících tiskárny v různých cenových relacích (od dvou do desetitisíců). Obrovskému úspěchu se tiskárny těší také na Kickstarteru (MakerLibre, Griffin 3D,RoBo 3D printer ad.).

Budoucnost

3D tisk by mohl nahradit řadu současných výrobních postupů, výborně se hodí pro plnění specifických požadavků na míru a nabízí zcela nové možnosti obchodu. Představte si, že se vám rozbila nějaká součástka, která už není ve výrobě a nechat si ji poslat někde ze zámoří by stálo více než celý výrobek. Hrůza, co? Tak na to je tu jednoduché řešení… Sednete k počítači, přejdete na specializované stránky, tam si jednoduše stáhnete plánek a tu součástku si necháte jednoduše vytisknout. Popřípadě pokud už budete mít tiskárnu i doma, tak to vše můžete udělat z pohodlí domova. Ale tato výhoda má ovšem i stinné stránky. Co takhle si vytisknout opravdovou funkční zbraň? A proč jednu, proč ne třeba celou tisícovku nebo třeba víc? Tato otázka určitě už napadla spousty lidí ba i organizací. Ovšem 3D tisk by v budoucnosti mohl i zachraňovat životy! V současnosti už byly vytisknuty různé druhy kostí, uši, buňky a dokonce i funkční ledvina nebo kůže. Tak proč si třeba v budoucnosti nevytisknout i svoje vlastní dítě? Objevují se i šílené návrhy pro využití 3D tisku ve vesmíru, kde by třeba taková tiskárna mohla posloužit pro stavbu vesmírných základen z místních materiálů, což znamená z hornin planet. Například na Zemi je stavebnictví pomocí tiskáren již na “denním pořádku”.

Vytisknutý dům

Technologie tisku

• SLA (Stereolitogrpahy apparatus) - Je metoda vytváření objektů pomocí postupného vytvrzování polymerů pomocí ultrafialového (UV) záření. Zaměřením záření na konkrétní místo pak vzniká vrstva částečně vytvrzeného polymeru. Na ni se nanáší další vrstvy.

• FDM (Fusing Deposition Modeling) - Nejrozšířenější metoda, která je oblíbená i u tzv. hobby 3D tisku díky pohodlné výměně a dostupnosti přídavných materiálů na trhu. Používá se hlavně ABS a PLA o Ø 1,75 mm nebo Ø 3 mm filamentu. Objekt se tiskne vrstvu po vrstvě.

• PolyJet - dvě nebo více trysek nanáší zároveň různé materiály (s různými vlastnostmi) a na pracovní ploše je materiál vytvrzován UV zářením.

• SLM (Selective Laser Melting) – Materiál ve formě prášku je nanášen v tenkých vrstvách a přímo natavován laserovým paprskem.

• SLS (Selective Laser Sintering) – je metodou energeticky poměrně náročnou. Směs materiálů ve formě prášku je natavována laserovým paprskem.

• Laminování – Jednotlivé pláty materiálu jsou naneseny do vrstev a ořezány do požadovaného tvaru. Poměrně levná metoda.

• Plnobarevný tisk - do práškového materiálu je nanášeno pojivo a inkoust.

( ztlumte si zvuk )

Možnosti využití

• stavebnictví a architektura – piliny vyztužené pojidlem, betonové směsi, popílek, sůl, hlína, měsíční prach
• potravinářství – čokoláda a trvanlivé potraviny
• medicína – kmenové buňky, uši, cévy, kosti, ortézy a dlahy, protetika, zubní protézy
• módní průmysl – přesně padnoucí oblečení, obuv, doplňky
• umění – hudební nástroje, výtvarná díla, šperky
• archeologie – kopie artefaktů (nejznámější příklad – Tutanchamonova mumie)
• strojírenství – tisk kovových součástí, ozubených kol, speciálních forem, voskových vytavitelných modelů
• robotika – krytování funkčních částí
• školství – modely strojů, anatomické modely, biochemické, geografické atp.
• pomůcky pro slabozraké – ideální pro výuku

Využití 3D tiskáren v medicíně

Závěr

Tak toto byl můj úplně první článek a proto bych vás chtěl požádat, zda byste dolů do komentářů napsali co si myslíte nejen o daném tématu, ale i o článku celkově. Upřímně si myslím, že tato technologie v naší historii tedy vlastně i budoucnosti zanechá opravdu velké stopy a kdo ví, třeba se i stane naším každodenním chlebem Díky za jakoukoliv konstruktivní kritiku.