3D tisk – technologie tisku – 1. díl

Tisk 3D objektů není žádnou novinkou. Již ve druhé polovině 20. století se objevily první stroje, které byly schopny tisknout v trojrozměrné dimenzi. Tyto stroje si však ještě donedávna mohly dovolit jen velké, průmyslové podniky či bohaté vzdělávací instituty.

Co vlastně ale samotný pojem 3D tisk znamená? Zjednodušeně lze říci, že je 3D tisk prováděn pomocí stroje, jemu určenému, a speciálního materiálu. Zdá se to tak jednoduché. Právě technologie, pomocí nichž můžeme výtisky vytvářet, jsou pro 3D tisk naprosto zásadní. Je proto nutné si alespoň zevrubně vysvětlit základní metody – technologie, kterým vděčíme za již vytisknuté objekty.

Technologie tisku

Jako nejstarší můžeme označit metodu Stereolitografie (SLA). Při užití této technologie se model vytváří postupným vytvrzováním speciálního fotopolymeru, k čemuž dopomáhá osvitová jednotka nebo UV laser. Nevýhodou však zůstává nevelké zastoupení této metody a její cenová náročnost.

Metoda Selective Laser Sintering (SLS) nebo Selective Laser Melting (SLM) se oproti předchozí metodě vyznačuje enormní pevností. Model je zde tvořen pomocí speciálního písku nebo plastového či kovového prášku. Tento materiál je tzv. spékán prostřednictvím laserového paprsku, který vytváří požadovaný model. Nevýhodou však, stejně jako v předchozím případě, zůstává vysoká cena.

Pro opravdu rychlou výrobu 3D objektů slouží nejlépe metoda Laminated Object Manufacturing (LOM), při které laser vyřezává jednotlivé vrstvy materiálu, kterým může být jak plastová folie, tak papír. Tento materiál je napuštěn speciální zpevňovací hmotou, díky které dochází ke spojení jednotlivých vrstev. I u této technologie musíme zmínit její velkou nákladnost materiálu, pořizovací cena stroje a taktéž i velké množství odpadu.

Metoda Multi – Jet Modelling (MJM) pracuje při vytváření 3D modelu s materiálem zvaným termopolymer. Ten je nanášen řadou trysek současně. K tvorbě podpor, nutných pro složitější výtisky, využívá odlišného materiálu, který lze snadno odstranit – nejčastějším materiálem pro tvorbu podpěr je vosk. Nevýhodou této technologie je především vysoká pořizovací cena 3D tiskárny.

Technologie Fused Deposition Modelling (FDM) je nejvýznamnější metodou pro svou kombinaci odolnost modelu, rychlosti a přesnosti tisku. Objekt je vytvářen nanášením roztaveného materiálu v podobě tenkého vlákna. Toto vlákno se vzájemně spojuje v podobě vytvářeného objektu. Hlavní nevýhodou je manuální odstranění opěr, nutných k tisku složitějších modelů. Nespornou výhodu této technologie však je její velmi nízká finanční nákladnost a tím pádem i dostupnost. Dalším velkým plusem této metody je využívání netoxických materiálů v průběhu celého průběhu tisku.

Materiál k tisku

Kromě tiskových technologií je důležitý i materiál, ze kterého jsou 3D objekty tištěny. Mezi nově užívané materiály patří například písek, vosk či kov. Příkladem může být speciální titanový prášek, který se užívá k medicínskému 3D tisku, především jako materiál implantátů lidských kostí.

I přes tyto inovace však zůstává nejpoužívanějším materiál s děsivým názvem akrylonitrilbutadienstyren, zkráceně ABS. Je oblíbený především pro svou pevnost a odolnost proti nízkým i vysokým teplotám, dokonce i chemikáliím. Důležité je ocenit i jeho zdravotní nezávadnost.

Polylactic acid (PLA) je jedním z nejuniverzálnějších tiskových materiálů, využívaný jak pro tisk velkých, tak malých objektů. Naprostou předností tohoto materiálu je pak jeho ekologická odbouratelnost.

Výrobky z PLA jsou oproti výrobkům z ABS méně odolné, avšak méně náchylné k deformacím a vadám vlivem chladnutí tiskového materiálu. Mimo zde jmenované však existuje i řada dalších materiálu, se kterými můžeme pracovat.

Autorem článku je společnost Aroja, výrobce 3D tiskáren 3Dfactories.