3D tlačiarne na ceste do domácností

Len máločo dnes vzbudzuje voblasti IT rozporuplnejšie pocity než 3D tlačiarne. Niektorí pre ne nevidia iné využitie než vpriemysle, iní by ich najradšej mali už doma na stole. Vakom stave je tento odbor dnes akam sa môže pobrať vbudúcnosti? Môžu 3D tlačiarne vdohľadnom čase spôsobiť ďalší technologický prevrat?

No len si to predstavte. Manželka sa doma češe pred zrkadlom aplastový hrebeň vrukách sa jej nenazdajky zlomí. Namosúrene pritom schytí smartfón azinternetu si sťahuje 3D model celkom rovnakého tvaru. Bezdrôtovo posiela dáta do zariadenia vtvare mikrovlnky, ktoré sa z ničoho nič rozozvučí. Po pár minútach otvára jeho dvierka avyberá zneho navlas rovnaký hrebeň, ako mala vruke pred nepríjemnou nehodou. Fantázia či nevyhnutná realita nasledujúcich rokov?

Proces 3D tlače nie je žiadny zázrak, ale len nevyhnutý dôsledok pokroku vtechnológiách. Pod týmto označením si netreba predstavovať zariadenie, ktoré vytvára nejakú optickú ilúziu predmetu, tak ako je to napríklad pri 3D obraze vTV či kine. Podobne ako atramentová či laserová tlačiareň nanáša na papier vrstvu atramentu alebo farebného prachu, 3D tlačiareň nanáša na svoju pracovnú dosku vrstvu plastu, kovu či keramického materiálu. No neskončí pri jednej vrstve,tlačová hlava sa posunie oúroveň vyššie ananesie ďalšiu vrstvu na tú predošlú. Vrstvy sa tak postupne vertikálne kopia apred očami nám rastie predmet, ktorý na konci celého procesu môžeme vziať do ruky. Keďže celý objekt rastie po miniatúrnych vrstvách či prierezoch, pomocou správneho postupu nie je problém vytlačiť dutú guľu, vnútriktorej je iný predmet, alebo napríklad hotovú lodičku vo fľaške.

3D výtlačky vznikajú po jednotlivých vrstvách. Čím je vrstva jemnejšia, tým je model presnejší, ale tlač trvá dlhšie (tlačiareň 3D Systems Cubify Cube).

Aj keď mnoho ľudí si začalo dianie okolo 3D tlačiarní všímať len vpriebehu minulého roka, odbor nie je nijaká novinka avšpecifických oblastiach trhu sa tieto technológie používajú už celé tri desaťročia. Ťažké amimoriadne drahé 3D tlačiarne našli uplatnenie vpriemysle na rýchlu výrobu ukážkových návrhov či na vytváranie prototypov slúžiacich ako vzor pre budúcu výrobu. Vývoj sa však nezastavil aspostupným zdokonaľovaním technológií sa darí rozmery, rýchlosť ahlavne výrobné náklady zariadení posúvať stále nižšie. Vsúčasnosti to vyzerá tak, že sa dostávame už na hranicu, za ktorou sa technológia môže rýchlo a masívne presadiť. Všetko sa pritom deje rýchlejšie, ako sa prednedávnom zdalo. Ešte vroku 2010 mnoho špecialistov tvrdilo, že na 3D tlačiareň za rozumnú cenu, použiteľnú vdomácnosti, si budeme musieť počkať minimálne desaťročie. Ubehli však tri roky azaujímavéprodukty za 1000 dolárov, ale imenej sa začali objavovať ako huby po daždi. Mnoho znich má pritom schopnosti, ktoré sa ešte pred pár rokmi prisudzovali dvadsaťnásobne drahším strojom.

Otom, ako sa trh za krátke obdobie zmenil, sme sa presvedčili na januárovom CES vLas Vegas. Kým pred pár rokmi 3D tlačiarne prezentovala jedna či dve spoločnosti, vsúčasnosti už bola 3D tlač na CES horúca téma asvoje produkty vrozsiahlej samostatnej zóne prezentovalo viac ako 30 výrobcov. Nechýbali najväčší hráči na trhu, ako 3D Systems aStratasys, amnožstvo malých, ale oto nadšenejších mladých spoločností. Prezentovali zároveň produkty vrôznych cenových hladinách od 500 až po niekoľko tisíc dolárov. Ichrozmery siahali od tvaru bežnej mikrovlnky až po objem práčky či menšej chladničky.

Akú éru môžu 3D tlačiarne otvoriť

Pozornosť investorov, ale aj verejnosti upútal vminulom roku americký prezident Barack Obama, ktorý vpoliticky veľmi významnom každoročnom prejave pred zasadaním Kongresu označil 3D tlač ako technológiu, „ktorá má potenciál spôsobiť revolúciu vtom, ako fyzicky vytvárame takmer čokoľvek“. Jeden zčasto spomínaných dôsledkov, ktoré môže priniesť 3D tlač, sú jednoduché úpravy výroby. Zmeny vdizajne, ktoré sa budú dať rýchlo dosiahnuť úpravou 3D modelu, môžu priniesť výrobky upravené podľa želania zákazníkov.

Objednanie jedného kusa tvarovo upraveného plastového tela smartfónu či pohára, ktorý má napríklad podobu hlavy vašej obľúbenej postavičky, môže byť onedlho také samozrejmé, ako je dnes objednanie trička či šálky svlastnou potlačou. Nejde však len omalosériové výrobky. Výraznú zmenu môže zažiť aj veľkoobjemová výroba. Otej sa na tohtoročnom CES vyjadril Paul Brady, viceprezident spoločnosti IBM. Vo svojej štúdii poukázal na to, že to, čo dnes definuje naše výrobné procesy, sa už vnasledujúcich desaťročiach môže stať prežitkom aaktuálne postupy budú prevalcované pokrokom v3D tlači arobotike. Napríklad preprava veľkého množstva tovaru cez celý svet tvorí značnú časť nákladov arozmach univerzálnych výrobných strojov, ktoréjeden deň môžu vyrábať niečo úplne iné ako deň predtým, môže byť klincom do rakvy výrobných závodov vČíne ainých krajinách slacnou pracovnou silou. Výrobca, ktorý vám jednoduché výrobky nezačne voziť hotové v priebehu pár hodín, môže byť onedlho fosíliou z20. storočia.

Domáca 3D tlačiareň FDM LulzBot TAZ za 1650 eur

Stroje schopné bez nutnosti úpravy vyrábať rôzne druhy súčiastok či kompletné produkty (stačí do zariadenia odoslať len iný model) sa tak môžu stať dominantným nástrojom napríklad pri výrobe šperkov, hračiek, náradia či súčiastok väčších výrobkov, napríklad automobilov či lietadiel. Vminulom roku NASA otestovala raketový motor sťahom 89 kN, ktorého injektor (transportujúci vodík akyslík kzápalnej oblasti) bol vytvorený na 3D tlačiarni schopnej zhotovovať objekty laserovým lúčom taviacim prach zniklu achrómu. Injektor z28 elementov zabezpečujúcich mixovanie pohonných hmôt bol pritom tvorený len zdvoch častí, zatiaľ čo predošlé výrobky boli zložené zviac ako stovky súčiastok. NASA však neskúma možnosti 3D tlače len vsúvislosti s potenciálnym zlacnením výroby, ako je to v prípadeväčšiny ostatných výrobcov, ale aj zdôvodu kozmického výskumu v blízkej či vzdialenej budúcnosti, ktorý nevyhnutne počíta so základňami na Mesiaci či Marse. Pravidelný dovoz nástrojov anáhradných dielov na takéto miesta by si vyžiadal náklady vo výške desiatok miliárd dolárov apredstava otom, že si spomocou 3D tlačiarní budú tvoriť výskumné tímy nástroje sami rovno na mieste (napríklad zvyťažených surovín), sa nedá ignorovať.

Aj keď možné zmeny vpriemysle sú skutočne obrovské, väčšinu obyčajných ľudí, samozrejme, zaujíma, čo by 3D tlačiareň mohla vbudúcnosti priniesť ako domáci spotrebič. Pri súčasných demonštráciách zvyčajne vidíme tlačiť figúrky či rôzneviac či menej užitočné dekoratívne predmety. Nie je však problém vytvoriť predmety bežného použitia, napríklad vázy, stojany, kuchynské stierky či naberačky, prípadne už spomenutý hrebeň. No ak si odmyslíme zábavu či nezvyčajnú časovú núdzu, bolo by naivné domnievať sa, že ľudia si budú doma tlačiť prasknuté vodovodné potrubie či elektrický vypínač na stenu. Ide totiž obežné predmety, ktoré sa dajú kúpiť za minimálnu cenu. Má teda 3D tlačiareň zmysel, ak neholdujete práve rôznym dizajnérskym chúťkam anetúžite si upravovať predmety bežnej potreby podľa svojich predstáv? Vsúčasnosti sa ponúka najmä využitie na drobné opravy, ako je napríklad zlomená krytka batérií na diaľkovom ovládači televízora, odlomený kláves na notebooku či prasknutý kryt spotrebičov. Tieto časti sa totiž zvyčajne nedajú samostatne kúpiť avýrobca očakáva, že si zadovážite kompletný nový produkt. Zamrzí to najmä vprípade, že produkt nie je najlacnejší aokrem prasknutej drobnosti je úplne bez chyby.

Jedno znajčastejších uplatnení 3D tlače: prispôsobené obaly na smartfón

Oveľa zaujímavejšia možnosť domácej 3D tlače je však schopnosť tvorby lacných náhrad cenovo nedostupných výrobkov. Vminulom roku zaujal svet príbeh 12-ročného chlapca Leona McCarthyho, ktorému už od narodenia strpčuje život špecifické fyzické postihnutie. Pre nedostatok krvi sa mu vmaternici nevyvinuli prsty na ľavej ruke. Jeho otec dlho hľadal protézu, ktorá by mu vyhovovala aktorú by si mohla jeho rodina dovoliť. Cena takýchto špecifických násad vyrobených na mieru sa však môže vyšplhať až na desiatky tisíc eur. Nečakaná zmena nastala práve vminulom roku, keď narazil na internete na projekt amerického bábkara Ivana Owena. Ten vroku 2011 vytvoril špeciálnu protézu pre tesára Richarda Van Asa, ktorý pri práci prišiel oprsty. Po svojom úspechu si výrobok nijako nepatentoval aspomocou spoločnosti MakerBot vytvoril 3D model, ktorý zadarmo zverejnil na internete. Leonov otec si model stiahol aprostredníctvom 3D tlačiarne, ktorú vlastnila miestna škola, protézu vytlačil za menej ako 10 eur. Video oprotéze ajej 3D tlači si môžete pozrieť na virtuálnom DVD REVUE.

3D tlačiareň Makerbot Replicator Desktop svytiahnutým zásobníkom (FDM). Predávať sa bude za 2200 eur. Jej menšia sestra sprívlastkom Mini je opolovicu lacnejšia.

Jeden zo základných problémov, ktoré sa vsúvislosti s3D tlačou často spomínajú, je veľká náročnosť tvorby modelov. Len ťažko možno očakávať, že zobyčajných používateľov sa stanú zo dňa na deň nadšenci 3D grafiky, ktorí dokážu vytvoriť model objektu od nuly napríklad vprograme Blender či Google SketchUp. Ak sa 3D tlačiarne masívne rozšíria, je samozrejmé, že mnoho ľudí sa otieto schopnosti začne zaujímať viac, ale pre drvivú väčšinu obyvateľstva to bude vždy cudzí svet. To však nie je nijaká prekážka. Koniec koncov ani od používateľov počítačov sa neočakáva, že si budú tvoriť vlastné programy. Trh s3D modelmi tak vbudúcnosti môže trochu pripomínať súčasné zaobstarávanie softvéru. Domáci používatelia budú môcť hotové modely vpodobe jednoduchých plážových šľapiek či nového plastového krytu smartfónu kúpiť od profesionálnych tvorcov (komerčný produkt) alebo si ich zadarmo stiahnu od komunity nadšencov adobrovoľníkov (tak ako si dnes sťahujú freeware alebo open source programy). Časť úloh by pritom mohla prebrať aj nová podoba multifunkčného zariadenia, kombinujúca 3D tlačiareň a3D skener.

Základ 3D skenera integrovaného vzariadeniach, ako je notebook alebo tablet – 3D kamera Creative Senz3D. Dnes je už oveľa tenšia anaozaj sa zmestí do mobilných zariadení.

Pri ďalšom pokroku azlacňovaní si nie je ťažké predstaviť, že sa vdomácnosti objaví tlačiareň na úrovni schopnej tlačiť komplexné afunkčné stroje. Už dnes totiž existujú prototypy zariadení schopné tlačiť presné objekty na mikroskopickej úrovni. Takáto výroba už môže premeniť svet skutočne významne aparadoxne môže posunúť na inú úroveň aj fenomén digitálneho pirátstva. Možno si ešte spomeniete protipirátsku upútavku od organizácie MPAA spred niekoľkých rokov, ktorá sa prezentovala vetami: „Neukradli/nestiahli by ste auto, neukradli/nestiahli by ste kabelku, sťahovanie filmov je zločin.“ Vblízkej budúcnosti sa môže ukázať, že nadšenie MPAA bolo príliš optimistické aľudia pred sťahovaním kópií fyzických predmetov mať nebudú zábrany. Budúci piráti tak možno nebudú zháňať pirátsky softvér, ale 3D model na tlač. Bude zločin stiahnuť avytlačiť si nové pánty notebooku namiesto zlomených? Alebo náhradu za poškriabané alebo prasknuté telo smartfónu? Ačo tak tlač perfektnej kópie drahej jedálenskej súpravy či krásnych hodiniek?

Typický výtlačok z3D tlačiarne zhmoty ABS

Súčasné technológie aich vývoj

Od svojich počiatkov v80. rokoch minulého storočia prešli technológie 3D tlače veľký kus cesty. Najčastejšie sa využívali vprocese známom ako Rapid prototyping, pri ktorom sa pomocou dát z aplikácie CAD vytlačí objekt určený na rýchlu demonštráciu prototypu súčiastky či produktu. Možno tak rýchlo navrhnúť niekoľko riešení, zktorých najlepšie poputuje do sériovej výroby. Pri 3D tlači sa vsúčasnosti používa množstvo metód, pričom väčšina vychádza ztroch technologických princípov.

Fused deposition modeling (FDM). Technológia FDM sa používa v drvivej väčšine súčasných 3D tlačiarní snízkou cenou. Jej vynálezcom je Scott Crump, ktorý po jej patentovaní na konci 80. rokov minulého storočia založil spoločnosť Stratasys. Tá je dnes jeden zhlavných hráčov na tomto trhu. Pri 3D tlači metódou FDM sa využívajú dva druhy materiálov: stavebný apodperný. Oba sú namotané vpodobe tenkých káblikov na samostatných cievkach ado 3D tlačiarne sa vkladajú podobne ako atramentové náplne či tonery do klasických tlačových zariadení. Z cievok sa kábliky odvíjajú do tlačovej hlavy, ktorá ich taví ananáša. Zariadenie funguje podobne ako tavná pištoľ. V základe sa nanáša len stavebný materiál, ktorý tvorí výsledný produkt.

Prvá vrstva sa nanesie na pracovnú dosku aostatné vrstvy sa následne nanášajú na ňu. Proces teda prebieha postupným kladením vodorovných vrstiev. Ztohto dôvodu nevyhnutne vznikajú prvky, ktoré by museli byť položené „do vzduchu“. Predstavte si napríklad, že sa tlačí zmenšenina mosta. Tlačiareň by začala odspodu tlačou nosných pilierov a vmomente, keď by dosiahla príslušnú výšku, musela by prvú vrstvu mosta medzi piliermi tlačiť bez podpory. Atu práve prichádza na rad podperný materiál, ktorý má obvykle odlišnú farbu atlačiareň ním vypĺňa prázdny priestor. Proces pridávania podporných vrstiev je pritom určovaný softvérom tlačiarne amodel 3D objektu sním nemusí vôbec počítať. Tento materiál sa po dotlačení celého prvku odlomí alebo sa nechá rozpustiť ponorením produktu do špeciálneho roztoku. Pri 3D tlači metódou FDM sa najčastejšie používajú najmä termoplasty PLA (polylactid) aABS (akrylonitril butadién styrén), ďalej tvrdený polyetylén, porcelán a kovová modelovacia hmota (kovový prach zmiešaný sorganickým spojivom) vrátane zmesí zdrahých kovov na výrobu šperkov.

Profesionálna 3D tlačiareň Mojo od firmy Stratasys

Stereolitografia (SLA). Technológiu SLA bola vynašiel vroku 1986 Charles Hull, ktorý spolu sjej patentovaním založil firmu 3D Systems. Využíva sa pri nej ultrafialový laserový lúč, ktorý je prostredníctvom tlačovej hlavy nasmerovaný na hladinu tekutého polyméru citlivého na svetlo. Ten po styku so svetlom lasera stuhne anosná plocha prvku túto vrstvu ponorí pod hladinu. Hladina sa následne zarovná automatickou stierkou alaser vytvorí ďalšiu vrstvu. Zdola budovaný objekt tak klesá stále viac aviac pod hladinu, pričom sa obyčajne posúva po vrstvách shrúbkou 0,15 až 0,05 mm. Tlačený objekt tak nie je pri procese viditeľný ajeho tvar sa ukáže až po skončení celého procesu avybratí ztekutiny. Jednoduchšie domáce tlačiarne však používajú aj opačný postup aobjekt postupne vyťahujú. Po dotlači sa objekty chemicky čistia, čo patrí knevýhodám najmä pridomácom použití. Vporovnaní stechnológiou FDM je však tlač detailnejšia.

Selective laser sintering (SLS). Výberové laserové spekanie, skrátene SLS, je technológia, ktorú v80. rokoch minulého storočia vynašiel apatentoval Carl Deckard zvýskumného pracoviska univerzity v Texase. Jeho projekt bol financovaný americkou Agentúrou pre výskum pokročilých obranných systémov (DARPA). Ide opokročilú technológiu 3D tlače, ktorá tlačí objekt vnádobe skovovým, keramickým, skleným alebo plastovým prachom. Vzávislosti od druhu použitých zrniek je povrch prachu osvetľovaný výkonným laserom (napríklad plynový CO₂ laser), ktorým sa dosiahne tavný bod. Vrstva sa následne ponorí hlbšie do prachu podobne ako v prípade stereolitografie ajej tekutiny.

Pomocný valec následne zarovná prach alaser vytlačí ďalšiu vrstvu. Na rozdiel od metódy FDM aSLA, ktoré tlačia na vzduchu avtekutine, technológia SLS nevyžaduje žiadne podporné vrstvy či materiály. Okolitý nespečený či neroztavený prach totiž pôsobí ako stabilizátor, a tak možno tlačiť mimoriadne komplexné štruktúry, ktoré sú mimo dosahu iných technológií. Po dokončení tlače sa objekt jednoducho vyberie zprachu aočistí kefkou. Zostávajúci prach sa môže použiť na tlač ďalších objektov. Tlačiarne využívajúce technológiu SLS alebo obdobné metódy selektívneho laserového tavenia (SLM) či tavenia elektrónovým lúčom (EBM) sú ako jediné schopné tlačiť vysoko presné objekty z tvrdýchkovov aich zliatin vrátane ocele atitanu. Názorné videá všetkých týchto hlavných spôsobov 3D tlače si môžete pozrieť na virtuálnom DVD REVUE.

FDM 3D tlačiareň RepRap vo verzii Mendel. Ide oopen source projekt zhľadiska softvéru aj hardvéru, vyvíjaný komunitou nadšencov. Mnohé modely sa dajú kúpiť vrozmedzí 400 a 500 eur.

Stav trhu

Vsúčasnosti sa počet výrobcov 3D tlačiarní neustále rozrastá aj napriek tomu, že najsilnejší veteráni vpodobe 3D Systems (1986) aStratasys (1989) kupujú menšie spoločnosti ako na bežiacom páse. 3D Systems napríklad len od roku 2011 pohltil dovedna 28 malých spoločností avsúčasnosti má trhovú hodnotu 9,5 miliardy dolárov. Stratasys sa ako druhý vporadí posilnil vroku 2012 ostúpajúcu hviezdu 3D tlače na spotrebiteľskom trhu MakerBot, ktorú odkúpil za 400 miliónov dolárov a vsúčasnosti dosahuje trhovú hodnotu 6,3 miliardy dolárov. Nasledované sú ďalšími stálicami, ako je EnvisionTEC, Kevvox či Mcor Technologies, menšími firmami vpodobe Afinia, Solidoodle aďalších, no zároveň aj úplnými nováčikmi vpodobe CEL Technology, FSL3D, Old World Labs, LightForge či dokonca podnikmi založenými len vďaka Kickstarteru (FormLabs, Robo 3D, Pirate3DP, AIO Robotics, Matterform).

Trh s3D tlačiarňami sa teda rozhodne na malú aktivitu nemôže sťažovať. No ak sú tu dané technológie už od 80. rokov minulého storočia, čo spôsobilo rozmach vposlednom období? Prečo sa konkurencia zničoho nič enormne rozrástla acena mnohých technológií klesla odva rády? Odpoveď je až šialene jednoduchá – exspirácia patentov na technológiu FDM. Práve tú dnes využíva drvivá väčšina modelov predvádzaných na výstavách. Aj keď patenty na technológiu vypršali, Stratasys má stále registrovanú ochrannú známku vpodobe názvu, apreto sa stretnete pri opise zväčša sinými názvami, ako napríklad FFF (Fused Filament Fabrication) či PJP (Plastic Jet Printing). Metóda sa však dá dobre označiť aj všeobecným slovným spojením nanášanie vytláčaním.

Treba pritom povedať, že ide prakticky o najprimitívnejšiu formu 3D tlače. Ako materiál sa používa hlavne plast, pretože ide olacný adobre tvarovateľný materiál, taviteľný pri nízkych teplotách. Na tohtoročnej výstave CES však spoločnosť 3DSystems ukázala aj svoju novú tlačiareň ChefJet 3-D za 4000 eur, ktorá na tlač používa jedlé materiály vpodobe cukru alebo čokolády. Za takúto cenu by si zariadenie kúpilo síce len špičkové cukrárske zariadenie svysokým stupňom vlastnej invencie, ale ak vbudúcnosti takéto zariadenie niekoľkonásobne zlacnie (čo je očakávaný a nevyhnutný dôsledok technológií s masovým rozšírením), určite by ním nepohrdli ani menšie cukrárstva. Veď napokon svadobná torta sfigúrkami vpodobe skutočnej nevesty aženícha by určite nadchla množstvo párov.

3D skener od spoločnosti Matterform má hmotnosť necelé dva kilogramy

Faktom je, že malé anadšené spoločností sprojektmi založenými na technológii FDM dokázali za neuveriteľne krátky čas zmeniť ceny 3D tlačiarní zpäťciferných na trojciferné. Napríklad tlačiarne RepRap, ktoré si vniektorých variantoch dokážu vytlačiť až 90 % vlastných súčiastok, sa pohybujú na cenách okolo 400 eur. Naproti tomu stále patentmi dosť zaťažená technológia stereolitografie (SLA) sa dlhodobo potácala scenami 60 až 160 eur za liter tekutého polyméru citlivého na svetlo a skoncovými cenami zariadení vrozsahu 70000 až 400000 eur. Už aj tu sa však začína situácia zlepšovať aobjavili sa už aj zariadenia scenovkou pod 4000 eur. No zraky sa upínajú najmä na pokročilé laserové technológie vsúvislosti sprachovými zložkami vpodobe technológie SLS, ktoré umožňujú tvorbu veľmi presných objektov zplastov, keramiky, skla aj kovov. To všetko pritom bez nutnosti často zdĺhavého dodatočného opracovania. Už vtomto roku exspiruje 11 kľúčových patentov ztechnológií SLA aSLS a ďalšie budú nasledovať vroku 2015. Spôsobí to rovnaký boom modelov apokles cien ako vprípade nanášania vytláčaním (FDM)?

Je za dverami nová revolúcia?

Analytické spoločnosti na prieskum trhu odhadujú vtomto roku 75-percentný nárast predajov 3D tlačiarní. História IT je však plná ošiaľov, ktoré nesplnili očakávania arýchlo vyprchali. Zposledného obdobia sa dá napríklad spomenúť ilúzia 3D obrazu vrámci TV amonitorov, ktorá bola ešte pomerne nedávno horúcou témou všetkých výstav. Voblasti 3D tlače, pri ktorej ožiadnu ilúziu nejde, preto netreba prepadať prehnaným vášňam aočakávať revolúciu zo dňa na deň. Prerod vpriemyselnej výrobe bude pravdepodobne trvať celé dekády, zatiaľ čo oblasť pre domácnosti ana osobné použitie je často záležitosť vrtkavých trendov.

Jeden zaktuálnych problémov 3D tlačiarní, ktoré sú určené na mimopodnikové použitie, je prílišná zložitosť obsluhy. Úspešná tlač objektu na dobrej úrovni si často vyžaduje zručnosť zo strany majiteľa tlačiarne, ktorý dobre pozná jej slabé asilné stránky adokáže použiť správne nastavenie. Už na tohtoročnom CES sme preto videli snahu oposun vpred. Niekoľko spoločností predviedlo zariadenia určené pre ľudí, ktorí chcú tlačiť objekt doslova po stlačení jedného tlačidla. Typický predstaviteľ takýchto 3D tlačiarní je MakerBot Mini. Do tohto zariadenia môžete model objektu poslať aj bezdrôtovo ztabletu či smartfónu. Ide o tlačiareň FDM používajúcu termoplast PLA, ktorá zaujme aj svojím podareným dizajnom. A to je na oslovenie zákazníka nepochybne potrebné.

Rozdiel medzi ňou atlačiarňami typu RepRap, ktoré sú určené skôr technologickým nadšencom avyzerajú, akoby boli postavené zo stavebnice Merkur, je jasne viditeľný. Okrem snahy odobrý dizajn, ľahkú obsluhu anízku cenu 3D tlačiarní sa začínajú výrobcovia sústreďovať aj na možnosť ľahkej výroby modelov. Spoločnosť Matterform na výstave CES predviedla používateľsky prívetivý 3D skener, skladajúci sa zmalej otočnej plošiny na objekt avertikálne sa pohybujúceho skenovacieho lúča. Celé zariadenie za cenu 430 eur mátvar malého zatváracieho kufríka sdĺžkou 35 cm ahmotnosťou 1,7 kg a bolo by ho možné triviálne skombinovať smnohými existujúcimi tlačiarňami.

Zdôvodu ceny a zložitej obsluhy sa nevyhnutne objavia rôzne špecializované spoločnosti poskytujúce služby 3D tlače pre bežných ľudí. Dobrý príklad je Sculpteo na adrese www.sculpteo.com, ktorý umožňuje dizajnérom tlačiť svoje objekty na diaľku prostredníctvom cloudu. Výhodou takýchto spoločností vbudúcnosti bude, že vzhľadom na rozbehnutý biznis si budú môcť dovoliť tlač na drahých aoveľa pokročilejších 3D tlačiarňach, ako by si ľudia mohli kúpiť domov. Vsúčasnosti ide najmä o tlač plastových predmetov skombinovanými farbami a vblízkej budúcnosti to bude najmä tlač kovových objektov. Ceny takýchto zariadení sú dnes skutočne astronomické. Napríklad nová podniková 3D tlačiareň Objet500, ktorú uviedla na trh začiatkom tohto roku spoločnosť Stratasys, sa predáva za cenu 250000 eur. Na rozdiel od predošlých typov 3D tlačiarní, ktoré obyčajne tlačia len vjednej farbe plastu, dokáže tlačiť celé objekty alebo ich časti vstovkách odtieňov. Mieša pri tom purpurový, azúrový ažltý plast podobne, ako to robia bežné tlačiarne satramentom či tonerom. Pokrok vtýchto smeroch azlacňovanie však môže vnajbližších rokoch prekvapiť.

FormLabs Form 1 je prvá domáca 3D tlačiareň, ktorá používa technológiu tekutých polymérov (SLA); dostupná je za 2500 eur

Na to, aby zpokročilých 3D tlačiarní ťažili bežní ľudia, sa nemusia takéto zariadenia hneď dostať do domácnosti. Okrem možnosti prenajatia zariadenia prostredníctvom cloudu ide predovšetkým opokrok na špecializovaných pracoviskách, ktoré sú domácej sfére na hony vzdialené. No ak chceme uvažovať aj nad možným dôsledkom 3D tlače nielen vnasledujúcich rokoch, ale aj dekádach, nedajú sa ignorovať súčasné experimenty s3D tlačou vultravysokých rozlíšeniach na mikroskopickej úrovni.

Pozornosť zaujal napríklad výskum na technickej univerzite vo Viedni, vktorom vedecký tím pomocou laserového lúča 3D tlačiarne vytlačil detailný, 100 nanometrov veľký model autíčka (video na DVD REVUE). Vo fáze akademického aprvotného technického výskumu sú dnes aj 3D biotlačiarne, ktoré tlačia objekty zgélu živých buniek. Prvá pokusná tlač živého tkaniva sa uskutočnila už vroku 2009 pomocou technológie NovoGen od spoločnosti Organovo. Potenciál tlačenia ľudských orgánov vpodobe srdca, obličiek či končatín je obrovský. Napríklad Čína vposledných rokov napumpovala do tejto oblasti investície vobjeme 500 miliónov dolárov avminulom roku čínske vedecké tímy zvýskumného inštitútu na univerzite Chang-čou dokázali vytlačiť prvé výskumné vzorky uší a obličiek.

Tlač prebieha tak, že tlačová hlava ukladá najprv vrstvičku buniek anásledne vrstvu hydrogélu, ktorý funguje ako spojivo anosná konštrukcia. Celý proces sa opakuje až do vybudovania celého orgánu, zktorého sa gél odstráni. Vznikne tak štruktúra podobajúca sa na veľmi jemne utkanú látku. Bunky sa potom všpeciálnej komore (bioreaktore) nechajú množiť, čím vyplnia voľné miesta aorgán tak dostane finálnu podobu. Do reálneho nasadenia majú tieto technológie síce možno ešte veľmi ďaleko, ale vbudúcich desaťročiach by sa 3D biotlačiarne mohli stať bežnou výbavou nemocníc, ako je to dnes vprípade röntgenu aprístrojov na magnetickú rezonanciu.

3D tlač sa uplatní hlavne vmedicíne – pre postihnuté dievča firma Stratasys vytlačila celý systém na podporu rúk adržania tela

Názory spoločnosti však nebude formovať špičkový výskum apriemyselné použitie, ale najmä technológie, sktorými budú ľudia denne vkontakte. Lacné 3D tlačiarne vdosahu každého človeka môžu spôsobiť revolúciu vmnohých oblastiach. Spomenúť sa dá napríklad možnosť tlače funkčných pištolí z plastu, ktorá bola demonštrovaná vminulom roku. Vytlačiteľný model sa objavil na stránke https://defcad.com aza prvé dva dni si ho stiahlo viac ako 100000 ľudí. Násilnému zablokovaniu zo strany amerických úradov sa internet vysmial avrámci efektu Streisandovej (pokus ocenzurovanie informácie na internete vedie kjej ešte väčšiemu rozšíreniu) zaplnil internetové servery.

Záber zkľúčovej prednášky firmy Intel na výstave CES, keď prezentovala kompletný 3D ekosystém. Pritom došlo knaskenovaniu postavičky cez kameru v notebooku, úpravu modelu vjednoduchom programe anásledne sa uskutočnila 3D tlač na relatívne lacnej 3D tlačiarni Cube od 3D Systems.

Bude onedlho mať 3D tlačiareň doma každý alebo ide otechnológiu, ktorá sa vtomto segmente nemôže presadiť? Ponúka sa možná paralela shistóriou osobných počítačov. Dnes trochu skostnatení, ale zabehnutí výrobcovia 3D tlačiarní, ktorí sa dlho hriali vo svetle svojich patentov, môžu byť vbudúcnosti rýchlo prevalcovaní novými a dravými spoločnosťami ženúcimi cenu rapídne dole. Súčasnosť skoro až pripomína 70. roky minulého storočia tesne pred vznikom firiem ako Apple aMicrosoft. Pri pohľade na dnešné 3D tlačiarne budované nadšencami vdomácich podmienkach sa nedá nevidieť paralela sprvými osobnými počítačmi stavanými v garážach. Stačí sa pozrieť napríklad na ručne vyrobený Apple 1, ktorý Steve Wozniak skonštruoval vroku 1976 vdrevenom tele.

Nepripomína to súčasné pokusy kickstarterovských nadšencov s3D tlačiarňami? Vpriebehu 70. rokov minulého storočia sa pritom našlo mnoho ľudí, pre ktorých mali počítače zmysel len vrámci priemyselnej apodnikovej sféry atlak na vytvorenie domácich počítačov vnímali ako zlý žart. Následný boom domácich počítačov v80. rokoch, založený predovšetkým na platforme IBM PC, ukázal, že sa viac mýliť ani nemohli. Prechod od objemných, čisto špecializovaných strojov kdomácim zariadeniam bol zároveň veľmi rýchly asvoj počítač chcel zrazu prakticky každý. Veľké „sálové počítače“ pritom, samozrejme, vôbec nezmizli adnes sú vpodobe superpočítačov určené na výpočty najťažšieho kalibru. Pozvoľný nástup 3D tlače, ktorý vidíme za posledné desaťročia vpriemysle, tak pripomína obdobie raných počítačov od 50. do 70. rokov minulého storočia a súčasné pokusy sdomácimi alacno dostupnými riešeniami akoby chceli zopakovať históriu PC.

Budú teda 3D tlačiarne ďalšíobrovský technologický zlom, ktorý opantá spoločnosť? Aak áno, kedy? Budeme vtomto desaťročí svedkami rozbehnutia veľkého záujmu odomáce 3D tlačiarne, tak ako tomu bolo v80. rokoch minulého storočia v oblasti osobných počítačoch? Budú následné 20. roky tohto storočia známe tým, že sa 3D tlačiarne objavia z ničoho nič všade tak ako stolové počítače v90. rokoch? Budeme najprv svedkami lokálnych malých podnikov, poskytujúcich služby 3D tlače pre kohokoľvek, tak ako poskytovali služby vminulosti populárne internetové kaviarne, aby o pár rokov mal internet takmer každý doma ivo vrecku? Sú to všetko ťažké otázky, ale možné paralely vidieť ľahko azlom môže byť skutočne už za rohom.

Stačí si spomenúť nielen na počítače, ale aj na mobilné telefóny. Aj pri nich sa najprv zdalo, že je to perspektívna technológia, ktorú využije len úzka skupina špecifických ľudí. Náhle sa ozvalo obrovské bum atieto zariadenia mal zrazu takmer každý aten, kto nemal, okamžite chcel mať. Dnes si bez mobilných zariadení už prakticky nevieme ani predstaviť život. Význam 3D tlačiarní bude vnasledujúcich dvoch či troch rokoch pravdepodobne omnoho menší, než si nadšenci myslia. Na druhej strane vhorizonte desiatich či pätnástich rokov majú potenciál zmeniť svet. Ak sa očakávania splnia, čaká nás najväčší prerod spoločnosti od nástupu počítačov.