Priemysel, astronautika a lekárstvo: na čo sa využíva 3D tlač?
3D tlačiarne už dávno nemajú svoje miesto len na stole technologických nadšencov. Trojrozmerná tlač prenikla aj do priemyslu a medicíny a stala sa biznisom s miliardovými obratmi. 3D tlačiarne vracajú chorým zdravie, zlacňujú a urýchľujú výrobu - a zásadnú úlohu budú hrať pri osídľovaní Mesiaca a Marsu.
O princípe trojrozmerného tlačenia sme podrobne písali v jednom z predchádzajúcich článkov, preto len pre pripomenutie: 3D tlač je metóda, kedy sa z digitálnej predlohy (získanej napr. 3D skenovaním) postupným vrstvením materiálu - najčastejšie roztaveného plastu - tlačí fyzický objekt.
Tlačiť sa dajú prepracované objekty v nanometrickom rozlíšení, ale aj obrie výrobky dosahujúce veľkosť až 10 metrov. Vedľa domácej tlače pre zábavu už 3D tlačiarne do priemyselných prevádzok, kde sa (ako tzv. aditívna výroba) zaradili po bok obrábania, sústruženia a ďalších výrobných procesov.
K čomu presne sa 3D tisk využíva?
Priemysel: tlač prototypov a náhradných dielov
3D tlač je obľúbeným nástrojom predovšetkým v automobilovom a leteckom priemysle, kde skracuje dobu medzi návrhom a výrobou prototypu. Vedľa toho produkujú 3D tlačiarne montážne pomôcky (napr. upínacie diely), lisovacie formy alebo náhradné kovové súčiastky do výrobných zariadení.
Údržbári nečakajú na náhradné diely niekoľko týždňov, ale len pár hodín - kým sa súčiastka nevytlačí. Tlač z kovu (titánu, hliníka, ocele a ďalších) funguje na princípe laserového spekania kovového prášku. Na ukážku sa pozrite vo videu:
Do povedomia sa dostáva tiež tlač z keramiky. Využíva sa napríklad na výrobu žiaruvzdorných dielov do pecí alebo produkciu súčiastok pre vysokonapäťové systémy. Relatívnou novinkou je tlačenie odľahčených, pevných dielov z karbónového kompozitu.
3D tlačiarne ako priekopník ľudského poznania
Vedľa tlačenia dielov pre palivové systémy a ďalšie letecké komponenty sa pozornosť vedcov a inžinierov zameriava na možné využitie 3D tlače pri stavbe osídlenia na Mesiaci a Marse.
Technológia tlače zo stavebných surovín (zmesi betónu, piesku a sklolaminátu) je odskúšaná, a hoci do stavebnej praxe zatiaľ neprenikla, ukazuje možnú cestu budúceho osídľovania telies v Slnečnej sústave.
3D tlač obytných komplexov by kolonizáciu Marsu aj Mesiaca výrazne zlacnila. Stačilo by vyniesť a dopraviť len kľúčové komponenty stavieb - zvyšok by vyrobila sústava tlačiarní z miestnych surovín priamo na mieste budúcej kolónie.
Dôležité je to okrem iného preto, že mesačné a marťanské obydlia by bolo potrebné odtieniť od silného, vysoko nebezpečného UV žiarenia. Na Mesiaci sa ponúka využitie horniny zvanej regolit, v prípade Marsu by bolo možné použiť všadeprítomný piesok. 3D tlačiarne vo vesmíre nie sú žiadnou novinkou. Na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS) pokusy s trojrozmernou tlačou už prebiehajú niekoľko rokov.
Cesta k tlačeniu náhradných orgánov
Vôbec najväčšiu pozornosť si 3D tlač získava v oblasti medicíny. Už dnes sa využíva na tlačenie modelov orgánov pred náročnými chirurgickými zákrokmi. Fyzický model obličky alebo pečene pomáha chirurgom zvoliť správny rez aj postup a operáciu si do určitej miery nanečisto vyskúšať. Údaje o tvare orgánov získavajú lekári tomografiou a ďalšími skenovacími metódami.
3D tlačiarne sa bežne používajú na výrobu kĺbových protéz či zubných koruniek a implantátov. Vo fáze experimentu sú pokusy s tlačením jednoduchých tkanív, kedy sa ako "atrament" používa roztok s bunkami. Vedcom sa už okrem iného podarilo vytlačiť zmenšený model ľudského srdca:
Súčasťou vytlačeného srdca je cievny systém a dvojica predsiení a komôr
Tlač orgánov by priniesla revolúciu podobnú zavedenia antibiotík. Na transplantované orgány od žijúcich či mŕtvych darcov totiž imunitný systém príjemcu reaguje odmietavo - ak by imunita nebola tlmená liekmi, telo by transplantovaný orgán postupne zničilo. Pri orgánoch vytlačených z vlastných buniek pacienta by podobná reakcia nehrozila.
Podobné články
4 minúty čítania
Ako funguje stolná 3D tlačiareň: Základné technológie 3D tlače
Napriek tomu , že je tu s nami technológia 3D tlače viac ako 30 rokov, až v dnešnej dobe sa začína pomaly ale iste dostávať do popredia záujmu a to nielen geekov, ale aj bežných smrteľníkov. Leví podiel na tom má ako neustále klesajúca cena tlačiarní, tak aj ich extrémne široká využiteľnosť, kedy je možné vďaka nim vytvoriť takmer čokoľvek, čo vás len napadne. Vďaka tomu tak možno vyriešiť mnohé zapeklité domáce aj pracovné problémy a to navyše pomerne lacnou cestou, pretožeaž na obstarávaciu cenu je prevádzka 3D tlačiarne veľmi lacnou záležitosťou. Pokiaľ vás táto technológia láka, v nasledujúcich riadkoch vám v krátkosti vysvetlíme, ako vlastne 3D tlačiareň funguje a ako sa od seba jednotlivé modely líšia.
Celý článok »
2 minúty čítania
Sprievodca 3D skenermi: aké sú ich výhody a nevýhody?
Ešte pred niekoľkými rokmi technológia zo sci-fi knižiek, dnes bežná rutina. 3D skenovanie má svoje nezastupiteľné miesto v archeológii, lekárstve, ale tiež napríklad vo vývoji videohier alebo mapovaní terénu. V 3D skener už môžeme premeniť aj svoj inteligentný telefón. Viac sa dozviete v článku.
Celý článok »