Co je to 3D tisk

Kreativní technologie s využitím napříč obory je v současné době již známa široké populaci. Ačkoliv je 3D tisk moderním způsobem výroby, jeho základy vznikly již v roce 1984, kdy si Charles W. Hull nechal patentovat technologii tzv. stereolitografie.

3D tisk může mít hned několik podob od výroby sériových dílů, výroby prototypů, zpracování náhradních dílů nebo již nedostupných součástek, přes využití ve zdravotnictví, architektuře, módě, designu, až po běžné uplatnění v domácnosti.

Historie 3D tisku

Pro původní označení 3D tisku sloužil pojem “Rapid Prototyping”, tedy v překladu “rychlá výroba prototypů”. Právě pro tyto účely 3D tisk dřive sloužil. Firmy tak díky této technologii nemusely vydávat velké množství nákladů. Nejej, že Rapid Prototyping přinesl možnost startu projektu s nižšími náklady, ale také dával prostor pro jednoduché provedení jakých koliv změn (pouze zasažením do digitálního návrhu).
Jak jsme již zmínili úvodem na počátku stál i pozdější zakladatel společnosti 3D Systems Charles

W. Hull, který vytisknul první digitální 3D data.
Později díky profesoru Adrianu Bowyerovi vznikl na University of Bath projekt RapRap, který si kladl za cíl vyvinout tiskárnu, která bude schopna vytisknout co nejvíce vlastních součástek. Celý projekt působyl jako open source, tedy byl volně otevřen a mohla tak k jeho vývoji přespět široká komunita nadšenců. 3D tisk se tak stal dostupnou technologií pro celý svět. Následný vznik Raprapových tiskáren, které spadají pod nejrošířenější, přinesl také základ všem současně dostuplým tiskárnám.

Uplatnění 3D tisku

S výrobou cenově dostupných diskáren si 3D tisk našel své uplatnění nejen ve velkých a malých firmách pro sériovou výrobu, prototypování, ale své oblibě se těší i u kreativců a kutilů. 

Oblíbeným se 3D tisk stal i proto, že lze vytisknout téměř cokoli na základě individuálního digitálního návrhu v 3D programu.

Sériová výroba
3D tisk nabízí pohodlnou a jedinečnou cestu nejen při tvorbě sériové výroby produktů. 

Výroba náhradních dílů
Ať už se jedná o opravu veterána a nebo rozbytý spotřebič, s 3D tiskem naleznete vždy řešení. Daný kus stačí nakreslit v 3D programu a nebo v případě rozbitého dílu, daný kus naskenovat, upravit a poté vytisknout.

Výroba nedostuplných součastek
V případě nedostupnosti některých dílů nabízí 3D tisk opět možnost návrhu těchto kusů a jejich tisk.

Architektura a stavebnictví
Důležitou součástí každé architektonické zakázky jsou 3D vizualizace, které byly dříve vyobrazovány pouze jako 3D objekt na 2D obrazovce. Pro přesnější znázornění se jednotlivé architektonické modely začaly tisknout na 3D tiskárnách. Vznikají tak jedinečné fyzické modely znázorňující budoucí stavby.

Výroba na zakázku
Fantazií se zde meze opravdu velmi nekladou a ač je důležité dodržovat jisté postupy, je možné navrhnout a vytisknout takřka cokoli. Navíc všechny navrhnuté digitální modely se dají lehce editovat, lze tak individuálně přizpůsobit parametry jednotlivých výrobků. Díky nepřebernému množství materálů, sloužícím k 3D tisku, máme také možnost pestré škály barev a struktury produktů.

3D tisk ve zdravotnictví
Technologie 3D tisku se již běžně využívá pro výrobu implantátů, zdravotnických prostředků, protéz. 3D tisk využívají také stomatologové například pro výrobu zubních protéz, korunek a nebo ortodontických aparátů.

Tímto výčtem uplatnění 3D tisku zdaleka nelze končit. 3D tisk můžeme objevit také ve šperkařství (a to jak při výrobě přímo 3D šperků, 3D tisknutých forem na odlévání šperků a nebo jadnotlivých dílů finálního kusu), módě (buďto jako prototyp budoucího modelu a nebo jako jednotlivé kusy oděvu), automobilovém průmyslu (díly), bytovém designu (prototypy, části nebo jednotlivé kusy nábytku).

Technologie

3D tisk způsobil revoluci ve způsobu, jakým lze vytvářet objekty, od složitých prototypů až po funkční části a dokonce i celé série. Tato inovativní technologie funguje na principu vrstvení zvoleného materiálu, jenž zprvu roztaví a následně za pomocí jehli umístěné v hlavici 3D tiskárny nanáší na sebe. Každý výrobek si však žádá trochu jiné podmínky, důležitá je proto volba vhodného materálu a jeho následného zpracování. Nesmíme opomenout ani způsob zpracování. Způsoby 3D tisku lze rozdělit do tří základních skupin.

FDM/FFF

Zkratka “FDM” se uplatňuje pro metodu 3D tisku, která probíhá tavením struny filamentu v halvici 3D tiskárny a postupně jej začíná vrstvit na rozehřátou podložku.

Druhá zkratka “FFF” je vlastně totéž, je to kvůli tomu, že si firma Stratasis nechala zkratku FDM patentovat. “FFF” tedy vymyslela konkurence, aby metodu mohla označit i u svých výrobků.

SLA (Stereolitografie)

Metoda Stereolitografie, pro níž se zkratka SLA užívá, funguje na principu postupného vytvrzování polymerů pomocí UV záření a různých vlnových délek. Průběžně se vrství v celém procezu hmota, jenž se opět vytvrzuje, až do úplného závěru požadovaných parametrů, dle zadaného návrhu.

SLS / DMLS

Tato technologie využívá laserový paprsek, díky němu spojuje různé práškové částice, nejčastější jsou ty na bázi polyamidů PA, keramické a kovové hmoty. Zároveň je obdobou technologie DMLS, která se vyznačuje zpracováním kovových materiálů. A to stejně jako je tomu u SLS, tedy laserem.

Materiály

U každému tisku je důležité zvolit vhodný materiál. Mezi nejpoužívanější materiály, které také k 3D tisku používáme patří následující.