3D tisk v kostce
V tomto článku o 3D tisku vám představím fundamentální základy této technologie, abyste si dovedli představit, jak funguje, proč je tak rozšířená a třeba vás to i trochu namotivoval se o ní více zajímat a naučit se jí ovládat.

Daniel Šín

17.03.2021

CO JE 3D TISK

3D tisk nám umožňuje vytvářet jednoduché i tvarově složité trojrozměrné předměty. Jde o aditivní výrobní proces, jehož název vznikl z anglického slovíčka add = přidat. Výrobky jsou tedy vytvářeny postupným přidáváním materiálu vrstvu po vrstvě, podobně jako pizza nebo dům z cihel. Narozdíl od nich to však  nedělají lidé rukama, ale celé to provádí stroj, kterému se říká 3D tiskárna. Ano, i pizza nebo dům se dnes už dají vytisknout.

 

Kam až může zajít 3D tisk?

JAK FUNGUJE 3D TISKÁRNA

Jak již bylo řečeno, je to stroj na vrstvení materiálu. Tím může být jednoduše řečeno cokoli, co lze nanášet a pak to ztuhne. V dnešní době už například existují tiskárny na papír, kde jsou vyřezané vrstvy spojovány lepidlem, čokoládu, těsto, beton, roztavené plasty a kov, nebo třeba i na bioinkoust, který má po ztuhnutí strukturu podobnou našim orgánům. Společný mají vždy nějaký pohybový systém, který hýbe s takzvanou tiskovou hlavou. Tisková hlava slouží jako dávkovač materiálu na podložku, na které pak jeho nanášením vzniká výsledný výrobek.

K ČEMU 3D TISK JE

Nejjednodušeji řečeno jím můžete vytvořit cokoli  a to prakticky z čehokoli vás napadne. Vše záleží jen na vaší fantazii a tom, jak komplexní a mnohdy i drahý stroj máte k dispozici. Všechno to však začalo tiskem plastu a ten je i dnes stále nejrozšířenější. Používají ho především firmy k výrobě prototypů, kdy mohou rychle a přesně zhmotnit návrh svého budoucího výrobku, prezentovat ho zákazníkům a vychytat na něm mouchy. Díky své cenové dostupnosti, kdy nejlevnější stoje stojí pod deset tisíc, a obrovské možnosti uplatnění ale našly své místo i u široké veřejnosti, zejména pak kutilů. A k čemu je používají? Pokud byste se některého z majitelů tohoto “mocného nástroje” na tuto otázku zeptali, nevyhnete se konverzaci na celý večer. Vždyť přeci cokoli plastového se jim ohne, zlomí, nebo je někde potřeba se dá jednoduše vymodelovat a vytisknout. Od háčku na kabát, násady na vysavače, přes plastové kryty i vnitřnosti různých elektrospotřebičů až po … (ani my nemáme dost fantazie, pozn. red.).  Pro inspiraci se můžete podívat třeba na portál thingiverse.com, kde mnozí z nich své návrhy zdarma sdílí ostatním ke stažení.

Nejpopulárnější designy z Thigiverse

Znázornění principu technologie FDM

TECHNOLOGIE 3D TISKU

nI když bychom se bavili pouze o tisku z plastu, tak existuje hned několik způsobů, jak to probíhá. Vznikl v 80. letech 20. století a s techlogickými řešeními se od té doby doslova roztrhl pytel. Je to dáno jak tím, že samotný tisk je celkem zdlouhavá výrobní technologie kvůli pomalému tuhnutí nanášeního materiálu a mnozí se to snaží stále zrychlovat, tak potřebou stále detailnějších výrobků a v poslední řadě také tím, že spousta firem snažících se proniknout na tento trh se rozhodla dlouho držet pantenty na svá řešení. Nám bude stačit si uvést jen tři nejznámnější

SLA byla historicky první a šlo o to, že se do nádoby s fotopolymerem (tekutý plast co tvrdne při vystavení světlu) shora svítilo pohybujícím se laserovým parskem. Na začátku byla tisková podložka nahoře na styku s hladinou a postupně klesala dolů, jak na hladině nasvécená vrstva fotopolymeru ztuhla a vytvořila další vrstvu.

SLS opět pracuje s laserovým paprskem, avšak tiskový materiál tvoří plastový (u tisku z kovu kovový) prášek, který je taven. V každém kroku je nametena tenká vrsva prášku, která se speče, namete se další a takto pořád dokola až nakonec z nánosu všeho toho prachu vytáhnete svůj výrobek.

FDM na to šla od jiného konce. Aby výrobek nevznikal obalený kapalinou nebo prachem, tak se ho na podložku nanáší jen přesně tolik, kolik je potřeba. Plast je zde ve formě tenké struny (tloušťka 1,75 – 3mm), která je tlačena do tiskové hlavy, kde se taví a roztavený plast je nanášen vrstvu po vrstvě na podložku.

No a jakou technologii si tedy vybrat? Pokud jste větší výrobní firma a máte k dispozici statisíce až miliony, tak můžete zvolit jednu z těch prvních dvou. Pokud jste běžní smrtelníci jako já, nejspíš se dostanete k tiskárnám typu FDM. Jejich výhoda je, že jsou konstrukčně jednoduché a dají se tak sehnat levně, ale také jsou poměrně snadné na ovládání.

PROCES 3D TISKU

3D tiskárna je digitální výrobní stroj. Tedy vyrábí podle digitálních dat, připavených z počítače. Není to tak, že byste pro vytisknutí háčku museli sepisovat jedničky a nuly. Aby tiskárna věděla, co má vytvářet, potřebuje k tomu jako předlohu 3D model. Tím rozumíme nějaké virtuální znázornění trojrozměrného objektu. Takový 3D model mohu získat třemi způsoby. Buďto si ho stáhnete z internetu, jako například ze zmíněného thigiverse, nebo můžete reálný objekt takzvaně naskenovat pomocí speciální kamery zvané 3D skener. Možností je si ho také sami vymodelovat v jednom z tvůrčích programů, které můžete používat i zdarma. Výuková videa na toto téma najdete zde.

Když máte svůj 3D model, tak dalším krokem je ho převést na pokyny pro stroj, aby mu řekly jak se má hýbat, na jakou teplotu se má nahřát a kolik materiálu má kam tlačit. To se provádí pomocí programu zvaného slicer. Do něj se model dvěma kliknutími nahrajete. Dalšími čtyřmi kliknutími vyberete, na jaké tiskárně a z jakého materiálu se bude tisknout. Posledním kliknutím na tlačítko slicovat pak program rozkrájí 3D model na jednotlivé vrstvy, naplánuje dráhy tiskové hlavy a vygeneruje právě ty naše tolik potřebné pokyny pro stroj, kterým se pak říká G-code (čtěte dží-koud).

No a posledním krokem je pak už jen nahrát G-code na nějaké paměťové zařízení a vložit ho do tiskárny a nebo tiskárnu připojit k počítači, zavést do ní materiál a spustit tisk.

3 koky 3D tisku

Toto vše je samozřejmě řečeno velice zjednodušeně. Pokud by vás zajímalo, jak na to, máme pro vás připraveny video návody na toto téma zde.
Pokud máte k tomu to tématu jakékoli otázky, neváhejte mi je napsat do komentáře.

0 KOMENTÁŘŮ

0 komentáøù

Přidat komentář

Další články

Kterou 3D tiskárnu vybrat do školy?

Kterou 3D tiskárnu vybrat do školy?

ÚVODEMZaujala vás technologie 3D tisku a chtěli byste ji používat při výuce? Je možné, že se právě koukáte kterou 3D tiskárnu vybrat a parametry 3D tiskáren vám nic moc neříkají. V tomto článku si ukážeme několik 3D tiskáren, které se hodí do učeben.   Original...

Jak využít 3D tisk v zahradničení

Jak využít 3D tisk v zahradničení

ÚVODEMŘíká se, že 3D tisk se hodí jako doplněk k nějakému dalšímu koníčku. V dnešním článku se podíváme na to,...

Auto z 3D tiskárny

Auto z 3D tiskárny

Úraz na lyžích přivedl Ondřeje Slavíka k 3D tisku. Dnes prodává pojízdné modely autíček do celého světa.

3D skenování

3D skenování

3D skenování je poměrně nová technologie, která umožňuje vytvářet data k již existujícím výrobkům. V tomto článku si vysvětlíme k čemu se používá, a jak to vlastně všechno funguje.

Pin It on Pinterest