Co je 3D tiskárna a jak funguje?

3D tiskárny v poslední době zažívají ohromný rozmach. Nalezly uplatnění v lékařství, automobilovém průmyslu, leteckém průmyslu, umění nebo v architektuře. Čím dál častěji se s nimi můžeme setkat také v domácnostech. Není se čemu divit – jsou to velice užitečná zařízení, která jsou nyní už i cenově dostupná. 3D tiskárnu pro domácí použití můžete pořídit kolem 10 000 Kč. 3D tisk je jednoduše řečeno proces, během kterého je digitální 3D model převeden do reálného trojrozměrného objektu. 3D „výtisky“ jsou vytvářeny tzv. aditivní technologií, kdy je materiál postupně vrstven na sebe. Liší se tak od klasického CNC obrábění nebo třeba vrtání, kdy je materiál naopak postupně ubírán.

Mohlo by se zdát, že 3D tisk je záležitostí posledních několika let, nicméně počátky technologie 3D tisku spadají už do druhé poloviny 20. století. V roce 1986 si Chuck Hill patentoval technologii s názvem stereolitografie (SLA). Tato technika využívá k vytváření objektů ultrafialový laserový paprsek, který vrstvu vykresluje na hladinu polymerové pryskyřice. Tato technika je velice přesná, ale zároveň velmi nákladná. Koncem 90. let firma Chucka Hilla vytvořila první zařízení, které umožňovalo tisk trojrozměrných objektů a bylo určeno pro širokou veřejnost. V této době se ale ještě nemluvilo o „3D tisku“ jako takovém.

Technologií 3D tisku je mnoho, ale v dnešní době je nejběžnější tzv. FDM (Fused Deposition Modeling). Tato technologie pracuje s plastovými strunami namotanými na cívce (filamenty), které jsou v tiskové hlavě natavovány a nanášeny na podložku ve vrstvách. Materiál postupně chladne a tím výsledný výrobek tvrdne. Pro tisk touto metodou jsou používány různé materiály, nejčastěji PLA, ABS, PET nebo například PVA. Každý z těchto materiálů má jiné vlastnosti a vyrábí se v různých barvách.

Existují různé druhy 3D tiskáren. Můžete si koupit hotovou 3D tiskárnu, kterou stačí pouze připojit k počítači a ihned tisknout, nebo si můžete pořídit 3D tiskárnu, kterou si musíte nejprve sami sestavit. Dále se na trhu můžete setkat s 3D tiskárnami s funkcí skeneru a kopírky. Tato zařízení dokáží kromě klasického 3D tisku také okopírovat nebo naskenovat vložený předmět. Ten potom můžete v počítači libovolně upravit a znovu jej vytisknout. Kromě klasických 3D tiskáren existuje ještě tzv. 3D pero. Tímto perem 3D objekty doslova „kreslíte“, jelikož se s ním pracuje jako s obyčejným perem. Jediný rozdíl spočívá v tom, že 3D pero funguje na principu tavení materiálů běžně používaných pro 3D tisk (PLA, ABS, PET...).

Samotný tisk výrobku je poměrně technicky náročný. Pokud nevlastníte 3D tiskárnu se skenerem, tak 3D tisku jako takovému předchází vytvoření modelu v počítačovém programu. Pro tyto účely se nejčastěji používá program CAD, ale jeho ovládání může být pro laika složité. Pokud se obsluhu CADu nechcete učit, tak existuje ještě třetí možnost. V poslední době vznikají tzv. 3D tržiště, kde je možné si zdarma stáhnout nebo zakoupit modely nejrůznějších 3D objektů. Pokud již máte model, tak zbývá jen vybrat požadovaný druh materiálu a spustit tisk. Po skončení tisku se finální výrobek vyjme z tiskárny, očistí od zbytků a případných podpůrných konstrukcí.

3D tiskárny běžně tisknou protézy, dlahy, různé součástky do aut a jsou užitečné při výrobě prototypů. V Číně dokonce pomocí 3D tiskáren staví i celé domy. Nicméně se nejedná pouze o průmyslová zařízení. Nadšenci, kteří si tiskárnu pořídí pro domácí použití, s ní například tisknou i takové věci jako zarážky do dveří, otvíráky, klíče, bytové dekorace, módní doplňky, dětské stavebnice nebo s nimi vytvářejí umělecké předměty. 3D tisk fantazii meze neklade.