Sledujte autora, pokud se vám jeho publikace líbí. Poté budete dostávat upozornění na jeho nové články.

V profilu autora se můžete kdykoli odhlásit z odběru upozornění.

Pokrok 3D tisku nabral v posledních letech tak velkou rychlost, že brzy přestaneme mluvit o tom, co lze vytvořit pomocí aditivní výroby. Bude jednodušší zmínit to, co nelze udělat. A tento seznam se bude rychle zmenšovat. Pojďme se ale zatím podívat na některé příklady, které ukazují široké možnosti 3D tisku. Předem vás varujeme: seznam není zdaleka úplný.

Dárek pro netrpělivé rodiče

Mladí rodiče často pociťují neodolatelnou touhu pořizovat si nejrůznější předměty, které jsou tak či onak spjaty s jejich dítětem, i když ještě nenarozeným. Japonská společnost Fasotec nabízí budoucím rodičům modely nenarozených miminek, vyrobené ze snímků skutečných plodů získaných pomocí magnetické rezonance. Hotový model se skládá ze dvou materiálů – fetální figurky z bílého fotopolymeru a průhledného materiálu, který imituje tvar matčina lůna. Za cenu přibližně 1 275 $ není potěšení zdaleka levné, ale Fasotec již má konkurenty. Společnost 3D Babies tedy nabízí podobnou službu za pouhých 200 dolarů, ačkoli velikost hotového modelu je mnohem menší a kvalita není úplně na stejné úrovni.

I když se touha vlastnit takový model může zdát poněkud zvláštní, existuje zcela logické vysvětlení. Jak se ukázalo, tento nápad byl původně zaměřen na to, aby měli nevidomí rodiče možnost „podívat se“ na ultrazvuk svého nenarozeného dítěte.

Zbraně

Funkční 3D tištěný AR-15 přijímač bez jakýchkoli čísel

Možnost 3D tisku zbraní vážně znepokojila orgány činné v trestním řízení po celém světě. Ostatně i jednoduché FDM tiskárny dokážou vytvořit celoplastové pistole. I když je taková zbraň primitivní, dokonce i jednorázová pistole s jediným nábojem v rukou zločince může stát někoho život a je nemožné takovou zbraň vysledovat. Existují však i lidé, kteří věří, že 3D tisk zbraní by měl být povolen. Ústava USA tedy dává občanům právo svobodně nosit zbraně, i když stále platí určitá omezení. Nezisková organizace Defense Distributed, která vydala plastovou pistoli Liberator, šla ještě dále a odhalila design spodního pouzdra karabiny AR-15. AR-15 je vlastně civilní obdoba, dokonce prototyp, automatické pušky M-16, která je v provozu v několika zemích po celém světě. Spodní část pouzdra nese registrační číslo – je to jediná část pušky, kterou nelze zakoupit jako náhradní. Tisk této části tedy může obejít nutnost registrace zbraní. Některé země již zakázaly 3D tisk zbraní, i když není zcela jasné, jak tento zákaz aplikovat v praxi.

ČTĚTE VÍCE
Kde a jak správně maliny zasadit?

Oblečení

Jeden z návrhů Snezhany Grossové

Některé spotřební materiály pro 3D tisk, zejména měkké fotopolymery, jsou docela vhodné pro výrobu oděvů a dokonce i prádla. Podprsenka na obrázku byla laserem spékaná z nylonu. Tento design od Continuum Fashion si klade za cíl demonstrovat možnosti, které 3D tisk otevírá návrhářům. Nemyslete si však, že jde o experimentální model: společnost nabízí hotové produkty k prodeji na webu Shapeways.

Novou technologii neignorovali ani ruští designéři: Snezhana Gross předvedla návrhy neformálního oblečení, které integrují funkční 3D tištěné komponenty.

Předměty umění

Snadno se tiskne. Vyfoťte se – záleží na štěstí

Chtěli byste repliku Venuše de Milo? Žádný problém, stačí si vybrat materiál a způsob tisku. Pravda, mramor ještě v nabídce není, ale imitátory pískovce už jsou k mání. Jedním z prvních materiálů pro 3D tisk byla sádra. Trojrozměrný obraz originálu lze získat pomocí běžné fotografie s následnou konverzí do 3D. Kromě toho se v poslední době na trhu objevuje stále více 3D skenerů, včetně přenosných, ručních možností, které dokážou zachytit snímky velkých objektů. Zbývá už jen pouhá maličkost – domluvit se na stereo focení s ostrahou Louvre.

I když, pokud jste příliš líní vyrábět digitální modely sami, vždy si je můžete stáhnout.

Produkty

Co je ke snídani?

Přestože obří párky v rohlíku jsou ještě daleko, 3D tiskárny se už naučily tisknout mleté ​​maso. Příkladem toho je kulinářská tiskárna Foodini, jednoduché a praktické zařízení využívající vytlačování injekční stříkačkou. Kromě toho je tisk možný nejen s mletým masem, ale také s jakýmkoli pastovitým produktem – těsto, sýr, rajčatový protlak. Jediné, co Foodini zatím neumí, je tepelná úprava. Měli bychom očekávat, že se brzy objeví zařízení, která kombinují 3D tisk s chladicími jednotkami a řekněme mikrovlnnými troubami. Pak se sci-fi příběhy o „replikátorech“ mohou stát skutečností. Jedním stisknutím tlačítka zařízení vyskládá požadovanou pizzu a upeče ji k radosti uživatele. Jen jedna otázka: máte rádi řídké těsto nebo nadýchané těsto?

Znaky

Části modelů použité k animaci hlavní postavy karikatury ParaNorman

Ať už je to miniaturní verze obřího robota z vaší oblíbené mangy, strašidelné mimozemské stvoření z Vetřelce nebo figurka Keanu Reevese (oba v černé pláštěnce a slunečních brýlích a s vousy a sendvičem, sedí na lavičce), 3D tisk umožňuje vytvářet repliky her a filmů na hrdiny pro potěšení fanoušků. A skutečnost, že se takové suvenýry dají vytisknout i na domácích 3D tiskárnách, otevírá široké možnosti pro ty, kteří takové modely rádi sbírají – ostatně ne všechny jsou k prodeji. Chcete model vzácného letadla? Vytiskněte to.

ČTĚTE VÍCE
Jaký je rozdíl mezi vysokotlakým a nízkotlakým polyethylenem?

A co je nejzajímavější je, že tato aplikace již měla opačný efekt. Postavy z karikatury ParaNorman byly vytištěny. Stejně jako nový kostým RoboCop. Pravda, stále v něm byla lidská náplň. Proč se ale zastavit u jednoduché vizualizace?

Domácí roboti

Prototyp raného Terminátora

Nástup levných desek Arduino umožnil navrhovat širokou škálu elektronických zařízení doma. Zde jsou vaši vlastní 3D tištění roboti. Vytiskli pouzdro, vložili serva a desku a máte novou hospodyni. Co by ale měli dělat lidé, kteří nerozumí programování nebo základnímu pájení? Vědci z Massachusettského technologického institutu vyvíjejí projekt zaměřený na automatizaci návrhu a konstrukce domácích robotů. V ideálním případě bude uživateli stačit pouze specifikovat potřebné funkce pro budoucí zařízení, poté systém sestaví požadovaný návrh a odešle jej k tisku. O pár hodin později si budete moci vyzvednout hotové zařízení – pavoučí robot na utírání lustrů nebo automatický stroj na přehazování palačinek.

Letectví

3D tištěný díl používaný v čínských prototypech stíhaček páté generace

Letadla na hraní jsme již zmínili. Co s těmi skutečnými? V leteckém průmyslu je také místo pro aditivní výrobu, i když bez drahých průmyslových zařízení schopných vytvářet vysoce kvalitní díly včetně celokovových se již neobejde. Přední výrobci letadel, včetně Boeing a Lockheed Martin, již testují technologie laserového spékání a tavení, aby mohli vyrábět ventilační systémy, nosné komponenty a dokonce i části proudových motorů. Čínští inženýři se pustili do práce ve skutečném měřítku a vytvořili zařízení pro aditivní výrobu dílů o hmotnosti až 300 tun.

Místo

Dragon v2 je nejnovějším duchovním dítětem vesmíru

Vesmírný průmysl nezaostává v zájmu o 3D tisk za leteckým průmyslem. NASA úspěšně otestovala titanové vstřikovače raketových motorů a Elon Musk, šéf soukromé vesmírné společnosti SpaceX, před pár týdny představil nové orbitální vozidlo Dragon v2, které využívá i motory s 3D tištěnými díly.

Biotisk

Biopens může pomoci při léčbě zlomenin

Cévy, tkáně, celé orgány – několik společností vyvíjí výrobu organických imitátorů, které jsou zcela podobné přírodním tkáním. Přestože je transplantace 3D tištěných orgánů ještě daleko, práce v tomto směru probíhají. Paralelně s produkcí organických tkání od nuly se vyvíjejí i metody obnovy poškozených tkání, jako jsou chrupavky nebo kosti. Zařízení, nazývaná biohandles, dokážou aplikovat živé buňky na poškozené oblasti, aby podpořily hojení.

ČTĚTE VÍCE
Jak vypočítat, kolik energie potřebuje elektromotor?

Protézy

Titanové ortopedické protézy s porézní strukturou pro zlepšenou osseointegraci

Ale co když tkáně nelze obnovit? 3D tisk může pomoci s protetikou. Švédská společnost Arcam tak vytváří zařízení pro tavení elektronovým paprskem, která umožňují vytvářet prakticky monolitické kovové výrobky, včetně titanu. Titanové ortopedické protézy se staly jedním z nejoblíbenějších produktů vytvořených na zařízeních této společnosti – podle firemních statistik jejich počet přesahuje třicet tisíc kopií.

Navíc 3D tištěné končetiny mohou snadno konkurovat high-tech vzorkům s jediným rozdílem – jejich cena se nedá srovnávat. Kolik lidí si bude moci dovolit protetickou paži, která stojí desítky tisíc dolarů? Co takhle plně funkční protetika za 50 dolarů? A je to možné.

Ještě běžnější aplikace aditivní výroby je v zubní protetice. Pokud jste si nedávno nechali umístit korunku nebo můstek, je možné, že byl odlit z modelů vytvořených pomocí stereolitografické tiskárny, která tiskne pomocí fotopolymerních pryskyřic.

Hudební nástroje

3D tištěné hudební nástroje

kytary? flétny? Bicí? Snadno. Pokud jste si zlomili hoboj, vytiskněte si nový. Samozřejmě, profesionální hudebníci mohou argumentovat: plastová kytara? Neseriózní. Ale kdo řekl, že celý nástroj musí být vyroben z plastu? Stejný krk může být vytištěn z dřevěného polymeru, který má podobnou hustotu jako přírodní dřevo. Můžete dokonce vytisknout kompozitní jádro z uhlíkových vláken. Pokud jde o jednoduché zdobení vašeho oblíbeného cembala, 3D tisk dokáže zázraky. To by byla fantazie!

Stylové tenisky od Luke Fusaro

Osminásobný mistr světa ve sprinter Usain Bolt se proslavil svou láskou ke zlatu. Patří sem nejen medaile, ale také auta a dokonce boty. Během smlouvy se slavným výrobcem Puma nosil Bolt charakteristické pozlacené tenisky. A nedávno začal inženýr a návrhář Luke Fusaro vyvíjet sportovní boty, které by Usain chtěl. Jeho charakteristickým znakem je zlatá barva. Ach ano – a je také navržen pro 3D tisk. Použití aditivní výroby má jeden důležitý bonus, a to možnost vyrábět boty přesně na míru velikosti a konturám nohy sportovce. Takové boty se vyrábějí laserovým spékáním, i když tato technologie již má svého konkurenta.

přípravy

3D tisk by mohl usnadnit výrobu složených léků a pomoci s testováním léků na živých tkáních

3D tisk by mohl usnadnit výrobu složených léků a pomoci s testováním léků na živých tkáních

ČTĚTE VÍCE
Jaký je rozdíl mezi invertorovým split systémem a neinvertorovým systémem?

3D tisk aktivně využívají výzkumné společnosti nejen k vývoji metod pro konstrukci a obnovu tkání, ale také k testování a výrobě léků, často v kombinaci s tkáňovým inženýrstvím. Společnost Organovo proto zaměřuje své úsilí na vytvoření umělé lidské jaterní tkáně k testování nových léků na toxicitu, aniž by riskovala lidské zdraví. Ale samotné léky lze také vytisknout spojením léků s gelovým materiálem. Výsledkem jsou obyčejně vypadající pilulky, ale s komplexním obsahem léků na míru konkrétnímu pacientovi.

Doc Brown se podívá na 3D tisk. To je zhruba reakce, kterou by člověk očekával.

Většinu automobilových komponentů lze potisknout, ale to není pro sériovou výrobu ekonomicky proveditelné. Ale 3D tisk je perfektní pro prototypování nových aut. Jako skutečně pro výrobu unikátních strojů nebo komponentů. Můžete například tisknout náhradní díly pro malosériové modely, jejichž výroba byla ukončena. Kde jinde najdete díly pro, řekněme, DeLorean, který inspiroval stroj času z Návratu do budoucnosti? Jediná malá společnost, která stále vyrábí díly pro tento vůz, je v Texasu. Dodávka dílů může stát více než samotný stroj, což je poměrně levné.

Přizpůsobení

Maximální glamour za minimální cenu

Proč nevzít hotový výrobek a přidat dekorativní prvky? Proměňte své kolo v umělecké dílo, které vám bude každý závidět. Pozlacené prolamované spojovací prvky na černém podvozku přimějí kolemjdoucí vzhlédnout. Ale nemusíte se zastavit u dekorativního aspektu! Možná nejste spokojeni se sedadlem? Proč si nevytisknout nový? Nebo přidat pohodlnější rukojeti? Klaksón ve stylu 1910?

Мебель

Jeden z chytrých návrhů Jorise Laarmana

Nábytek na hraní? Ne, nejen. Nástup kompozitních materiálů pro FDM tisk umožňuje tisknout „dřevěný“ nábytek, který je prakticky k nerozeznání od skutečného. Materiál Laywoo-D3 se vlastně neobešel bez skutečného dřeva v podobě mikropilin. Tento materiál dokonce voní jako dřevo! Hotové výrobky se snadno opracovávají a lakují.

Nebo dáváte přednost kovovému nábytku? Nizozemský designér Joris Laarman vytvořil vlastní instalaci pro 3D tisk kovů, bez použití drahých prášků, vakuových komor a laserů. Zařízení přitahuje kov vzduchem, což vám umožňuje vytvářet elegantní do sebe zapadající vzory.

Šperky

Krásné a funkční

Jasnou ukázkou preciznosti 3D tisku je jeho aplikace ve šperkařství. Okamžitě stojí za to říci, že ne všechny technologie jsou pro tento úkol vhodné. Rozšířené FDM tiskárny jsou atraktivní svou hospodárností, ale kvalita tisku nedosahuje standardů výroby šperků. Nejoblíbenějšími volbami jsou laserová (SLA) a projektorová (DLP) stereolitografie – instalace využívající tyto technologie umožňují tisknout fotopolymerové díly s mimořádnou přesností. Takové výrobky se používají jako hlavní modely při vytváření forem na odlévání šperků, což značně zjednodušuje výrobní proces.

ČTĚTE VÍCE
Kolik provzdušňovačů je potřeba pro plechovou střechu?

Existuje ale také možnost přímé aditivní výroby šperků: technologie laserového slinování a tavení umožňují vytvářet hotové výrobky z kovového prášku, včetně prášků drahých kovů. Je pravda, že náklady na takové instalace a materiály jsou často příliš vysoké pro široké použití dokonce i klenotníky.

Budova

3D tisk budov pomůže s problémy s bydlením

Možnost využití 3D tiskáren pro stavbu budov již dlouho zaměstnává mysl inženýrů po celém světě: americká armáda vážně uvažuje o použití 3D tiskového betonu při rozmístění základen, zatímco čínští experti ze všech sil experimentují se stavbou betonových „krabic“. Je pravda, že tyto pokusy jsou stále docela primitivní, protože skutečný dům bude potřebovat také infrastrukturu – odvodnění, elektroinstalace. Pokusy Andreje Rudenka postavit plnohodnotný dům jsou velmi slibné. Andrey navrhl vlastní tiskárnu schopnou tisknout komerčně dostupnými cementovými směsmi. Navíc už má konkurenty. Společnost BetAbram tak plánuje uvést na trh tiskárny pro tisk budov o ploše až 16×9 m. Požadovaná cena je asi 44 000 $ za největší ze tří modelů. Pravda, „více“ nemusí nutně znamenat „lepší“. Španělští vývojáři se snaží směřovat k miniaturizaci konstrukčních 3D tiskáren a vytvářejí roboty, kteří mohou využívat již postavené stavební prvky jako pracovní podporu.

Čas ukáže, která metoda bude nejpraktičtější. Pokud se ale některý z nich podaří, může stavebnictví udělat kvalitativní skok, vyjádřený ve zvýšení úspor, bezpečnosti a rychlosti výstavby budov.

3D tiskárny

Co dalšího můžete 3D tisknout? Další 3D tiskárna! I když ještě ne úplně: potřebné elektronické a elektromechanické součástky ještě nejsou tisknutelné, ale to je jen otázka času. Téměř všechny použité materiály nebo blízké analogy již byly testovány různými metodami aditivní výroby. Nezbývá než počkat na dostupnost strojů schopných využívat celou škálu spotřebního materiálu. Pak dospěje ke svému logickému závěru projekt RepRap, který dal impuls k vývoji kompaktních samoreprodukujících se 3D tiskáren.

Článek připraven pro 3DToday.ru

Přihlásit se k odběru autora

Sledujte autora, pokud se vám jeho publikace líbí. Poté budete dostávat upozornění na jeho nové články.