Trojrozmerná tlačiareň: Rozdiel medzi revíziami

Odobraných 565 bajtov ,  pred 8 mesiacmi
spam, reklama, nevhodny zdroj
d
(spam, reklama, nevhodny zdroj)
Značka: odstránenie referencie
[[File:ORDbot quantum.jpg|thumb| 3D tlačiareň]]
'''Trojrozmerná tlačiareň''' alebo '''3D tlačiareň''' je zariadenie, ktoré dokáže vytvoriť [[Trojrozmerný priestor|trojrozmerný]] (3D) objekt na základe digitálnych 3D dát. Tento proces sa nazýva '''3D tlač'''.
 
== Dejiny ==
Začiatky 3D tlače siahajú do druhej polovice 20. storočia, keď si [[Charles Hull]] nechal v roku 1984 patentovať technológiu [[stereolitografia|stereolitografie]]. V 90. rokoch Charles Hull so svojou firmou vytvoril prvé zariadenie schopné tlačiť v 3D formáte, [[SLA-1]] (ktoré sa vtedy ešte nenazývalo 3D tlačiareň). 3D Systems si dlho udržala vedúcu pozíciu na trhu a do roku 1996 predala cez 600 rôznych prístrojov SLA.
 
V roku 1993 [[Massachusetts Institute of Technology]] patentoval technológiu, ktorá pracovala s práškovým materiálom a tekutým spojovačom. Licenciu na túto technológiu kúpila firma Z Corporation, a na jej báze začala vývoj 3D tlačiarní ako takých. Pojem 3D tlačiareň teda pochádza z 90. rokov.
 
== Princíp činnosti ==
3D tlačiareň podľa digitálnej predlohy objektu vytvorenej pomocou [[Computer-aided design|CAD]] programu vytvorí jej hmotnú kópiu. Existuje veľké množstvo technológií 3D tlače, najpoužívanejšie sú:<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
| priezvisko = Procházka
| meno = Juraj
| vydavateľ = http://www.techbox.sk/
| jazyk = slovensky
}}</ref>:
 
=== Stereolitografia (SLA) ===
Používa priame nanášanie materiálu roztavením v tlačiacej hlave a nanášaním bod po bode. Trojrozmerný model vytvorený v 3D modelovacom softvéri sa v tzv. [[slicer|sliceri]] pretransformuje podľa zadaných parametrov (napr. hrúbka vrstvy, priemer trysky) do dvojrozmerných plôch, ktoré predstavujú rezy - vrstvy modelu. V jednotlivých plochách je rez rozložený do čiar, ktoré potom vykresľuje tryska tlačiarne roztaveným plastom. 3D tlačiareň postupne ukladá vrstvy na seba. Keďže plast je roztavený, zlepí sa s vrstvou pod sebou, resp. s čiarou vedľa seba, čím vznikne [[homogenita|homogénne]] teleso.
 
Ako vstupný materiál sa používa plastové vlákno definovanej hrúbky [[3D filament]] z rôznych druhov [[termoplast]]ov. Je to najrozšírenejšia forma 3D tlače využívaná v [[open-source]]. Na rozšírení tohoto typu tlačiarní mal nemalú zásluhu Adrian Bowyer, ktorý v roku 2008 dokázal pomocou 3D tlačiarne vytlačiť základ novej 3D tlačiarne a svoje dizajny následne uvoľnil ako pod názvom [[RepRap]].
<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
| titul = Čo je 3D tlač
| url = http://tvaroch.sk/co-je-3d-tlac/
| dátum vydania = 27. 10. 2012
| vydavateľ = http://www.tvaroch.sk/
| jazyk = slovensky
}}</ref>.
 
=== Powder Bed and Inkjet Head ===
Technológia 3D tlače pri ktorej sa vrstvy prášku ([[sadrový kompozit]]) postupne spájajú lepidlami na báze živíc<ref name=":0">Exkluzívne interview o 3D tlači. Dozviete sa, čo ste nevedeli. [online] http://pc.zoznam.sk/exkluzivne-interview-o-3d-tlaci-dozviete-sa-co-ste-nevedeli, 01.09.2014. Dostupné online</ref>. Výhodami sú napríklad rýchlosť výroby a možná plnofarebnosť objektu v kompletnej škále CMYK.<ref name=":1">Čo je to tá 3D tlač? [online]. http://www.skyform.eu/sk/co-je-3d-tlac/, 23.01.2014. Dostupné online</ref>. Za nevýhody môžu byť považované krehkosť materiálu či potreba postprodukcie objektu.
 
== Používané materiály ==
 
=== Sadrový kompozit ===
Kompozit na báze [[Sadra|sadry]] je pomerne krehký materiál a preto si po tlači vyžaduje postprodukciu. Medzi základné spôsoby postprodukcie patrí finalizácia vodou, horkou soľou, lepidlom, epoxidom či voskom. S kompozitom je možné tlačiť aj plnofarebne.<ref name=":0" />.
 
=== Fotopolymér ===
Z fotopolymérov na akrylovej báze sa dajú vytvoriť ako pevné, tak aj ohybné objekty s mimoriadne vysokým detailom. Je určený pre tlač malých objektov s vysokým rozlíšením tlače. Nevýhodou je nutnosť oplachu zvyškového materiálu a následné doplnkové vytvrdzovanie UV svetlom .
 
=== Polyamid ===
 
=== Iné ===
Ďalšími materiálmi, ktoré sa využívajú pri 3D tlači sú napríklad živica, vosk, keramika, papier, kov (oceľ, mosadz, striebro, bronz, zlato či titán), ale aj proteíny, karbohydráty a cukry používajúce sa pri 3D tlači potravín či dokonca bunky pri 3D tlači biologického tkaniva.<ref name=":1" />.
 
== Využitie ==
3D tlač bola vyvinutá ako technológia prototypovania, čiže prípravy na sériovú výrobu. Medzi najčastejšie využitie 3D tlače dnes patrí prototypovanie, vzdelávanie, výskum, vývoj, výroba a propagácia v nasledovných oblastiach:<ref name=":0" />:
* strojárstvo
* stavebníctvo, architektúra a urbanizmus
=== Príklady využitia ===
 
==== ;Medicína ====
 
Začiatkom roku 2014 britský chirurg Craig Gerrand oznámil úspešný zákrok, pri ktorom nahradil rakovinou poškodenú panvu pacienta titánovým „výtlačkom“ a voperoval ju pacientovi. Náhradu vytvoril z titánového prášku premeneného na pevnú hmotu pomocou laseru. Titánovú časť panvy potom pokryl minerálom, do ktorého môže pôvodná kosť pacienta vrásť a spojiť sa s umelou náhradou.<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
| titul = Chirurg vytiskl na tiskárně titanovou pánev a voperoval ji pacientovi
}}</ref>
 
Ďalším podobným použitím 3D tlače v medicíne je náhrada [[lebka|lebečnej]] fraktúry a deformácie u Stephena Powera z [[Waleswales]]kého [[Cardiff]]u, ktorý utrpel devastačné zranenia tváre v dôsledku motocyklovej havárie v septembri 2012. Mal zlomené obe lícne kosti, čeľusť a nos. Zranenia boli rozsiahle a mali za následok aj posunutie oka, pričom štandardné postupy rekonštrukcie a operácií nemohli byť prevedené, pretože hrozilo poškodenie [[oko|oka]] alebo očného nervu. Prípadu sa ujali vedci z Centra aplikovaných technológií rekonštrukčnej chirurgie pod vedením Adriana Sugara. Belgickí špecialisti za použitia 3D modelingu dotvorili chýbajúce a poškodené kostné časti s presnosťou na desatiny milimetra a vyhotovili výtlačok z titánového prášku.<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
Belgickí špecialisti za použitia 3D modelingu dotvorili chýbajúce a poškodené kostné časti s presnosťou na desatiny milimetra a vyhotovili výtlačok z titánového prášku.<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
| priezvisko =
| meno =
}}</ref>
 
''';Umenie'''
 
V roku 2005 sa v akademických kruhoch začalo hovoriť o možnom použití 3D tlače v umení. O dva roky neskôr médiá pokračujú článkom v denníku Wall Street Journal a Time Magazine, kde ukazujú 3D vytlačené počiny medzi stem najlepších designov roka. Počas London Design Festival v roku 2011 bola 3D tlače v umení venovaná dokonca celá inštalácia vo V & A (Victoria and Albert Museum). Inštalácia bola pomenovaná Industrial Revolution 2.0 : How the Material World will Newly Materialize.
 
Časť z nedávneho vývoja 3D tlače bola odhalená počas 3DPrintshow v Londýne, ktorá sa konala v novembri 2013 a 2014. Umelecká expozícia obsahovala vytlačená diela z plastu i kovu. Niekoľko umelcov, ako je Joshua Harker, Davide Prete Sophie Kahn, Helena Lukášová, Foteini Setaki ukázali, ako 3D tlač môže zmeniť estetické a umelecké postupy.<ref name=":2">{{Citácia elektronického dokumentu|titul=Aditívne technológie - 3D tlač|url=https://3dmakers.sk/3d-tlac/|vydavateľ=https://3dmakers.sk|dátum prístupu=2020-11-14|jazyk=sk-SK|priezvisko=|meno=|dátum vydania=}}</ref>
 
''';Stavebníctvo'''
 
Začína sa experimentovať aj s 3D tlačou pre stavanie domov a budov. Venuje sa tomu napríklad americká firma Apis Core alebo startup Icon, ktorý sa snaží o tlač nízkonákladových domčekov v chudobných oblastiach Latinskej Ameriky. Medzi ďalšie spoločnosti, ktoré sa 3D tlačou budov zaoberajú, patrí tiež čínska firma WinSun, ktorá má v Šanghaji obrie 3D tlačiareň s výškou 20 metrov, šírkou 10 m a dĺžkou dokonca 40 metrov.<ref name=":2" />
 
''';Spotrebný tovar'''
 
Aktuálnym trendom v tomto odbore je tlač nielen surovín, ale už aj celého pokrmu. Tento projekt rozvíja aj NASA. Astronauti by sa mali dostať k chutnému, výživné a ľahko pripraviteľnému jedlu. Predpokladá sa využitie niekoľkých náplňou, ktoré sa na seba postupne navrství až do konečnej podoby.
 
Na konferencii CES (Veľtrh spotrebnej elektroniky) 2014 Avi Reichental predstavil typy tlačiarní, ktoré laickej verejnosti vytlačia cukrovinky kdekoľvek. Tieto tlačiarne používajú na tlač čokoládu či cukor naplnený vanilkovú, mentolovou alebo melónovou príchuťou. Zaujímavosťou je, že vďaka nanášanie vrstvy za vrstvou je možné dosiahnuť tvarov, ktoré by sa v klasickej gastronómii neobjavili.<ref name=":2" />
 
''';Veľkostné extrémy'''
 
Výskum na Technische Universität Wien odhalil, že je možné vytlačiť aj objekty v nanometrových veľkostiach. Vedci použili tekutú živicu a laserový lúč v spojení s pohyblivými zrkadlami.
 
Druhým extrémom sú stavby vytvorené 3D tlačou. Takto “vytlačen锄vytlačené“ domy majú nesporné výhody oproti domom klasickým. Napríklad v čase stavby, kedy 3D tlačiarni stačí rekordných 20 hodín na uskutočnenie projektu. Ďalej tiež ušetrenie prevádzkových nákladov, vzhľadom k počtu ľudí vykonávajúcich stavbu. Čínska firma WinSun v jednom dni vytlačila 10 jednoposchodových domčekov. Použili pri tom tlačiareň s rozmermi 10 metrov na výšku a 6,6 metra na šírku.<ref name=":2" />
 
== Budúcnosť ==
Na základe súčasného dopytu a rýchlosti vývoja 3D tlače sa predpokladá jej veľký rozvoj.<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
| titul = Global 3D printing industry revenue reaches $2.2 billion
| url = http://www.sparpointgroup.com/News/Vol11No22AM2012/
| dátum vydania = 22. Máj 2013
| jazyk = anglicky
}} </ref>. Vedci a inžinieri okrem zdokonaľovania súčasných technológií plánujú tlačiť ľudské tkanivo a orgány<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
| titul = 3D tlač biotkanív a orgánov
| url = http://www.itnews.sk/spravy/technologie/2013-01-22/c153700-3d-tlac-biotkaniv-a-organov
 
== Iné projekty ==
{{projekt|commons=Category:3D printing}}
 
[[Kategória:Tlač]]