Budeme piecť v 3D tlačiarňach?

Kníhtlač bola jedným z najvýznamnejších vynálezov ľudstva. Vďaka nej sa vedomosti a poznatky zo všetkých oblastí ľudskej činnosti začali šíriť raketovým tempom a úroveň vzdelanosti na celom svete sa začala prudko zvyšovať. Novinkou posledných rokov je tzv. 3D tlač, ktorá do našich životov prináša možnosti, o akých ste pravdepodobne ani netušili.

Ešte stále môžeme povedať, že 3D tlačiarne predstavujú novinku na trhu. V spoločnostiach a domácnostiach sa však šíria skutočne rýchlo. Na rozdiel od  bežných tlačiarní tieto 3D neslúžia na prenos nejakých grafických obrazcov na papier, alebo iné médium, ale priamo vyrábajú trojrozmerné objekty z rôznych materiálov. Tými objektmi môže byť čokoľvek, od malých súčiastok do prístrojov a strojov cez hračky až po zmenšené modely prototypov áut, ba priam celé súčasti áut alebo aj domov (v závislosti od veľkosti 3D tlačiarne).

Ako fungujú 3D tlačiarne?

V bežných 3D tlačiarňach vzniká vyrábaný objekt roztápaním plastového materiálu, ktorý je dodávaný vo forme prútu, navinutého na cievku. Základom 3D tlačiarne je podstavec, okolo ktorého je konštrukcia, nesúca „tlačovú hlavu“. Tá je polohovateľná elektromotorčekmi s vysokou presnosťou v troch osiach. Hlava obsahuje mechanizmus, ktorý ohrieva a posúva plastový materiál, ktorý je následne nanášaný na podstavec vo vrstvách.

Na tlačenie sa najčastejšie používajú dva druhy materiálu – plasty ABS a PLA. ABS je menej pevný a odporúča sa na objekty do rozmeru cca. 8cm. PLA je biologicky rozložiteľný materiál s vyššou pevnosťou, no trošku drahší. Na tlač sa ale môžu použiť aj materiály ako sádrový kompozit, fotopolymér, polyamid ale aj vosk, živica, papier, kov a pod. Samozrejme, tlačiareň na to musí byť prispôsobená.

Bez podkladov sa nezaobídete

3D tlačiareň potrebuje k výrobe objektu nejaké vstupné dáta. Tieto je možné do tlačiarne dostať z 3D modelovacieho programu, kde si objekt vytvoríte. Najznámejšími sú SketchUP, Blender, prípadne profesionálom notoricky známy softvér AutoCAD. Ďalšou možnosťou je si dáta stiahnuť z internetu. Dnes už nájdete nepreberné množstvo webstránok, ktoré ponúkajú zdarma na stiahnutie najrôznejšie virtuálne modely 3D objektov od modelov známych pamiatok, cez malé súčiastky až po napr. plastové autochladničky.

Ďalšou možnosťou je použiť 3D skener. V malej ručnej verzii ho kúpite už za cca. 200 EUR. Môžete s ním oskenovať akýkoľvek objekt a vytvoriť si v 3D tlačiarni jeho kópiu. Objekt si, samozrejme, môžete zmenšiť, zväčšiť, alebo inak upraviť v niektorom z 3D modelovacích programov.

Legislatíva a nový druh pirátstva

S príchodom dostupných 3D tlačiarní a skenerov prichádzajú aj prvé legislatívne problémy. Predstavte si, že vám napríklad praskne kryt na mobilnom telefóne, alebo prestane fungovať mixér, kde sa zlámu plastové ozubené kolesá. Bežný človek si objedná nový kryt, prípadne celý náhradný diel pokazeného prístroja. S 3D tlačiarňou si však môžete objekt vymodelovať a vyrobiť. Iste, modelovanie dá dosť práce, avšak ako som už spomenul, existuje množstvo webstránok, ktoré  ponúkajú na stiahnutie hotové 3D modely. Môžu byť medzi nimi aj súčiastky, ktoré práve budete potrebovať.

Alebo si predstavte, že kúpite deťom niektorú zo svetoznámych stavebníc LEGO. Po čase sa im stratí jeden dielik – opäť siahnete po 3D tlačiarni. Časom si však poviete, že prečo by ste ďalšie stavebnice kupovali, keď si môžete z internetu sitahnuť ich 3D modely a vytlačiť si ich. A práve tu narážame na legislatívny problém, keďže výrobná dokumentácia je duševným vlastníctvom výrobcu. Výrobcovia tak môžu postupom času prichádzať o zisky z predaja náhradných dielov, alebo priamo výrobkov (napr. spomínaná stavebnica LEGO), ktoré si potenciálni zákazníci vyrobia doma sami.

Do akej miery je legálne prístroj rozobrať a vytvoriť dokumentáciu k jeho súčastiam je asi otázka na právnikov, dokumentácia však môže nelegálnou cestou uniknúť aj od samotného výrobcu. V týchto súvislostiach sa hovorí aj o novodobom pirátstve, podobne ako pri nelegálnom kopírovaní a používaní softvéru, hier, hudby a filmov.

Ďalší legislatívny problém sa týka zbraní. Veď na 3D tlačiarni sa dá vytlačiť čokoľvek, tak prečo nie pištoľ? Toto si povedal američan Cody Wilson a navrhol plány pištole, ktorá bola zhotoviteľná na 3D tlačiarni. Tieto plány potom zverejnil zdarma na internete. To sa, pochopiteľne, nepáčilo štátnym orgánom USA, ktoré tieto plány zablokovali a Wilsona obvinili z nelegálneho exportu zbraní. Keďže výroba a držba zbraní podlieha reguláciám vo väčšine krajín sveta, je takýto postup legislatívne problematický.

Možnosti sú takmer neobmedzené

Budúcnosť 3D tlače odhaľuje netušené možnosti. Táto technológia bola úspešne použitá pri výrobe náhrad tvárových kostí pre pacientov s úrazmi hlavy, náhrad panvovej kosti a už v dnešnej dobe sa vykonávajú experimenty s bunkami ako tlačovým materiálom.

Áno, technológia 3D tlače je pravdepodobne použiteľná aj na výrobu častí tela (uši, nos) a dokonca aj vnútorných orgánov! Je pravdepodobné, že v budúcnosti bude mať každá nemocnica svoju 3D tlačiareň, kde pacientom v prípade potreby vyrobia z umelo vypestovaného, no živého ľudského tkaniva náhradný orgán alebo časť tela presne na mieru.

Ak poznáte seriál Star Trek, určite si spomínate na tzv. replikátory. Boli to akési prístroje, ktoré členom posádok vesmírnych lodí vytvorili na požiadanie akékoľvek jedlo alebo nápoj.

Teoreticky to s 3D tlačiarňami možné je, ak by pracovali na úrovni molekúl. Na to si asi nejaké to storočie budeme musieť počkať, isté však je, že napríklad s čokoládou to funguje už dnes.