VLADIMÍR KAFKA vladimir.kafka@prusa3d.cz

ŠTĚPÁN FEIK stepan.feik@prusa3d.cz

PAVEL PELČÁK pavel.pelcak@prusa3d.cz

Asi jste o tom už četli nebo slyšeli. 3D tisk aktuálně zažívá obrovský boom a možnosti jeho využití se najdou i tam, kde byste to nečekali. Třeba v knihovnách. Jaké? Pojďme se na to společně podívat!

Ale popořadě: i když 3D tisk dnes možná vnímáme jako supermoderní záležitost, ve skutečnosti jde o technologii, která vznikla už během 80. let dvacátého století. Vývoj probíhal zároveň v Japonsku, Francii a v USA. Málokdo ovšem tenkrát v 3D tisku viděl nějaký potenciál. Úspěšní byli nakonec jen Američané, Japonci nedotáhli do konce patentové řízení a Francouzům bylo zamítnuto financování, prý kvůli „malé perspektivě obchodního využití“!

3D tisk se sice postupně rozšířil do továren a laboratoří, pro běžné uživatele ale byly tiskárny příliš drahé a složité. Zlom nastal kolem roku 2005, kdy postupně vypršely různé komerční patenty a vývoj tiskáren do rukou vzali i ti, kterým šlo víc o rozšíření 3D tisku než o samotný zisk. Mezi nimi byl i mladý Josef Průša. Ten se k 3D tisku dostal vlastně trochu náhodou, když si jako DJ chtěl vyrobit ovládací knoflíky ke svému mixážnímu pultu.

Jak to celé funguje?

Asi nejlépe lze proces 3D tisku vysvětlit tak, že se odpíchneme od obyčejného „2D“ tisku na papír. Velmi zjednodušeně: běžný 2D tisk není nic jiného než jedna tenká vrstva inkoustu nanesená na papír. Inkoust se do papíru částečně vsákne, ale pod mikroskopem je vrstva stále patrná, i když ji pouhým okem neuvidíte.

Obyčejná tiskárna umí pracovat pouze v jedné rovině, v souřadnicích mezi osou X a osou Y. Text a obrázky se promění na miliony drobných teček, které jsou pak jedna po druhé vytištěné na papír v podobě jedné tenké vrstvy inkoustu.

Teď si zkuste představit, že takových vrstev bude víc na sobě a že budou o poznání silnější, takže už budou viditelné pouhým okem – řekněme 0,1–0,2 mm, tedy o něco více než lidský vlas, zhruba jako rybářský vlasec. Každá vrstva zaschne dost rychle, aby se na ni dala položit další. Tím, že se tyto vrstvy začnou postupně skládat jedna po druhé na sebe, se vytvoří objekt v prostoru.

3D tiskárna totiž pracuje i s třetím rozměrem: výškou, tedy osou Z. Souřadnice každého bodu v tiskové vrstvě jsou popsány nejen hodnotami os X a Y, ale i hodnotou pro osu Z.

Jako zdroj pro tisk slouží soubor s 3D modelem, který si můžete někde stáhnout nebo ho sami vytvořit – buď s pomocí 3D modelovacího programu, nebo naskenováním skutečného předmětu.

K čemu se 3D tiskárny používají?

Vytisknout je možné vlastně všechno, co se dá v tekuté podobě protlačit tryskou: těsto, čokoládu, beton... a tak se tiskne pizza, dorty nebo celé domy. Jde ale spíš o experimenty, popularizaci 3D tisku nebo reklamu. Tedy aspoň zatím! Nikdo neví, kam se vývoj v budoucnu dostane. Pak je tu opravdové sci-fi: nejvíc pozornosti nejspíš vyvolává tisk umělých orgánů k transplantaci. Cesta od experimentů na zvířatech k opravdu funkčním ledvinám, srdci nebo třeba očím bude ještě asi dlouhá.

Drtivá většina reálného využití 3D tisku vypadá tak, že architekti si tisknou modely svých projektů, lékaři kopie orgánů pro studium a předoperační přípravu nebo archeologové a paleontologové 3D oskenované kopie svých vykopávek, aby nemuseli manipulovat přímo s křehkými předměty nevyčíslitelné ceny. V průmyslu se 3D tisk používá hlavně při vývoji nových výrobků. 3D tisk má kromě vývoje smysl i v samotné výrobě, pokud jde o menší série nebo dokonce originální kus přesně na míru (například protézy pro konkrétního člověka).

Různé technologie 3D tisku

Technologií 3D tisku existuje víc; celosvětově jsou rozšířené hlavně tři z nich. Liší se svým využitím, použitým materiálem a způsobem, jakým se materiál vytvrzuje.

— FFF neboli FDM: tisk roztaveného plastového vlákna (filamentu)

— SLA (MSLA...): tisk z tekuté pryskyřice (resinu), která se vytvrzuje ultrafialovým světlem

— SLS: tisk z jemného prášku, který se spéká dohromady pomocí laseru.

SLS se zatím používá prakticky jenom v průmyslu, tyto tiskárny jsou pro kutily pořád velmi drahé (nejlevnější stojí asi čtvrt milionu korun) a náročné na domácí použití.

Pokud jde o SLA tiskárny, je potřeba manipulovat s tekutým lepkavým resinem, který navíc při tisku zapáchá.

3D tiskárna v knihovně

A konečně – jak využít 3D tiskárnu v knihovnách? Patří tam vůbec? Jednoznačně ano! V současné době najde 3D tiskárna v knihovně celou řadu využití a může to dopadnout tak, že se doslova nezastaví. Možnosti 3D tisku jsou totiž ve většině případů limitovány pouze fantazií a šikovností její obsluhy. Jde jen o to ji správně nasměrovat.

Ideálním příkladem jsou odpolední kroužky pro děti, kdy se naučí základy modelování, zlepší si představivost a v praxi pochopí některé fyzikální zákony (např. že tisknout jen tak do vzduchu nejde). Pokud mladší generace ztrácejí zájem o čtení, tak taková 3D tiskárna je do knihovny naláká spolehlivě…

Své uplatnění ale tiskárna najde například při vzdělávání seniorů – máme vyzkoušeno, že dovedou přijít s celou řadou praktických doplňků nebo vychytávek.

A co potom tisknout? Představte si zábavné záložky do knížek, vychytaná čtecí okénka pro malé děti, nástavec, díky kterému se dá držet kniha jen v jedné ruce… To všechno přesně podle představ a přesně do ruky.

K tomu všemu je ale potřeba zaškolená obsluha, která pomůže, poradí a dokáže vyřešit problém v podobě zaseknutého filamentu nebo ucpané trysky – případně pomoci s úpravou modelu tak, aby byl tisknutelný. Zní to složitě? Není! Tisknout na 3D tiskárně zvládne po absolvování kurzu kdokoli, kdo jen trochu dával pozor.

Prusa pro školy

V Prusa Research si uvědomujeme potenciál 3D tisku v oblasti vzdělávání, proto jsme otevřeli program Prusa pro školy, kde může každá vzdělávací instituce požádat o tiskárnu zdarma. Stačí vyplnit žádost na webu proskoly.prusa3d.cz, připravit projekt a tiskárna je vaše! K tomu poskytujeme školení a servisní podporu zdarma! Akce samozřejmě platí i pro knihovny a budeme rádi, pokud vám pomůžeme objevit svět 3D tisku a šířit jeho kouzlo dál.

Tisku zdar!