3D tisk a jeho nesmazatelný přínos v Čechách i ve světě

Technologie 3D tisku je v povědomí už 33 let od podání prvního patentu Američanem Chuckem Hullem. Ten přišel s prapůvodní technologií stereo litografie, která je dodnes nositelkou myšlenky trojrozměrného laserového tisku pomocí UV laseru a tekutého fotopolymeru. Víte, že se 3D tisk a jeho využití od té doby posunul do různých odvětví a pomáhá odlehčovat konstrukce letadel, stavět vesmírné stanice, a dokonce zachraňuje životy a může vám pomoci i v podnikání?

Inzerce

Zorientujte se v technologii 3D tisku

Abychom si zvládli domyslet, jak taková 3D tiskárna funguje, představte si včely, které tvoří své plástve a vytvářejí podle přesných a evolučně daných rozměrů takto celý svůj úl. S precizností jim vlastní fungují i tiskárny. Stačí jim v počítači zadat příkaz k vytištění 3D výkresu a pomocí aditivní metody – tedy přidávání materiálu, model vytvoří. Aditivní technologie zatím využívá 4 principy, díky kterým tiskárny tvoří svá díla. Nebo aplikuje jejich nadstavbová řešení, která ale původní principy jen chytře doplňují.

Shodný princip ale jiné označení – FFF, FDM, PJP…

Nejpoužívanějším 3D tiskem je nanášení tiskového materiálu po vrstvách. Přitom se hlavice tiskárny pohybuje po osách X a Y a tisková podložka dotváří trojrozměrný efekt pohybem po ose Z. Termoplastický materiál je přitom navinutý jako 3D struna na cívce a pomalým vytlačováním a zahříváním v hlavici tiskárny se vrství a vytváří model. Struny, jinak také filamenty mohou být z různých materiálů a barev od PVA, po biologicky rozložitelný PLA, PC, PET-G, který je vhodný ke kontaktu s potravinami, až po univerzální ABS polymer.

Zatavování tekutých polymerů technologií SLA

Principem SLA 3D tisku je už dlouho známá a původní stereo litografie. Touto metodou zatavíte tekuté polymery do požadovaného tvaru pomocí světelného paprsku. Do polymerové tekutiny ponoříte tiskovou desku a její poloha oproti hladině polymeru určuje výšku tiskové vrstvy, která vznikne. Tato metoda je velmi přesná a dodnes hojně využívaná i pro desítky druhů polymerů, které si k tisku můžete vybrat.

Natavování práškových materiálů metodou SLS

U metody SLS se využívají k tisku práškové materiály. Laserovým paprskem můžete zatavovat do potřebného tvaru kov, keramiku a plast. Na pracovní desku se nasype nejméně 0,06 mm prášku a ten se pomocí tepelného zdroje spéká vrstva po vrstvě. Velmi podobnou metodou je i SLM, která místo spékání využívá úplného roztavení kovového prášku, který se díky tomuto procesu homogenně spojí a získá tak jedinečné fyzikální vlastnosti. Nejčastěji se tiskne z perfektně rozemletého kovového prášku mědi, hliníku, kobaltu, chirurgické oceli, chromu, titanu a wolframu. Pořízení takové tiskárny se pohybuje v milionových částkách, a proto se využívá jen v nadnárodních firmách, nebo se jimi tisknou na zakázku výrobky a jejich části za nemalé částky.

Nejméně využívaná LOM technologie

Výrobci nejméně oblíbená metoda LOM spočívá ve vykrajování vrstvy materiálu nožem, na kterou se následně lepí další a další vrstva. A i když nejde ve své podstatě o 3D tisk, ale o vyřezávání a lepení, řadí se metoda mezi aditivní díky tomu, že materiál k dotvoření modelu přibývá přidáváním z role nebo ze zásobníku.

3D technologie tisku v Čechách

Podle posledních dat z roku 2018 využívá metodu 3D tisku externě i nákupem vlastní tiskárny 4 % z firem nad 250 zaměstnanců. Nejvyužívanější je přitom FFF metoda. U automobilek už se ve výrobě s trojrozměrným tiskem počítá v 75 %. V automobilce Škoda Auto 3D tisk používají k výrobě prototypů součástek a nových typů aut, kdy si zkracují a zjednodušují proces výroby. Místo toho, aby čekali na výlisek od specializovaného výrobce, dnes si ho vytisknou za zlomek nákladů i času. U leteckého průmyslu není výjimkou, že motor letadla, kterým jste naposledy letěli na dovolenou obsahoval i 10 součástek, které vznikly aditivní metodou 3D tisku. Díky respektované a vysoké úrovni průmyslového a vědeckého prostředí se i v Česku vyrábějí protézy a implantáty na míru pro účely zdravotnictví, testovací prototypy nových výrobků nejrůznějšího zaměření a součástky ve stavebnictví.

Svět ždímá potenciál 3D tisku na maximum

A zdaleka nezpomaluje. Už dnes se setkáváme s testovacími verzemi tištěných tkání, či implantátů na míru, které zachraňují lidské i zvířecí životy. Není tak výjimkou ani voperovaný kus „lebečního implantátu“. Na Měsíci má v plánu Evropská vesmírná agentura vybudovat základnu pro astronauty, jejíž základ by měl tvořit nafukovací stan pokrytý schránkou, kterou vytisknou díky technologii 3D tiskáren. Navíc materiál získají přímo na místě. Přetaví měsíční půdu, která po zahřátí přirozeně tuhne na materiál podobný keramice. Ve světě se nezapomíná ani na využití aditivních technologií ve stavebnictví. Už dnes se uvažuje nad záchrannými domky, které by měly rychle růst po přírodních katastrofách, aby se postižení obyvatelé měli kam uchýlit. Ambice výzkumníků ze Severní Karolíny dokonce směřují k extrémně krátké době – 24 hodinám, za který by rodinný domek mohli postavit.