Exkluzívne interview o 3D tlači. Dozviete sa, čo ste nevedeli.

3D tlač je čoraz rozšírenejšia technológia nielen pre veľké firmy, no začína byť cenovo prístupná aj pre domáce nasadenie.

Pre portál pc.zoznam.sk zodpovedala na otázky ohľadom 3D tlače Barbora Šablová, ktorá sa v rámci firmy SKYFORM zaoberá 3D tlačou na profesionálnej úrovni. SKYFORM je kreatívne štúdio, pripravené na čokoľvek týkajúce sa animácií, interaktívnej grafiky, 3D vizualizácií a 3D tlače. Prečítajte si pútavé interview s profesionálom o tejto technológii! 

Pojem 3D tlač už nie je ničím novým. Čo je to teda tá 3D tlač?

3D tlač naozaj nie je žiadnou novinkou, nakoľko prvé patenty, spojené s touto technológiou, vznikli už v 80-tych rokoch. Nedávno však nastalo obdobie veľkého rozmachu, aj z toho dôvodu, že patentom postupne končí platnosť. Z úzadia sa vynára množstvo nadšencov a menších či väčších firiem s inovatívnymi výrobkami a nápadmi. Myslím, že aj vďaka tomu sa zvesti o 3D tlači dostali aj na Slovensko. Občas sa ešte stretneme s otázkami typu „Čo je to tá 3D tlač?“ alebo „Aké 3D obrázky tlačíte?“, ale s postupom času týchto otázok ubúda. Treba si uvedomiť, že 3D tlač nemá s tlačou na papier nič spoločné. 3D tlač končí reálnym trojrozmerným objektom. Je to metóda výroby postupným pribúdaním, lepšie povedané vrstvením materiálu, známa tiež pod pojmom aditívna manufaktúra.

Technologický pokrok čoraz viac dopomáha k tvoreniu nových produktov či dokonca nových sfér v oblasti vedy a techniky. Aké technológie sa momentálne využívajú pri 3D tlači?

Čo sa technológií týka, využíva sa Inkjet Powder Printing, Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolitografia (SLA) či Laser Sintering (SLS). Pri každej z týchto technológií objekt vzniká pridávaním materiálu vrstvu po vrstve, avšak rôznymi spôsobmi. Powder Printing je tlač zo sadrového kompozitu, pri ktorej sa vrstvy prášku postupne spájajú lepidlami na báze živíc. Výhodami práškovej 3D tlače sú plnofarebnosť, vysoký detail a prijateľná cena. FDM technológia je bodová, čo znamená, že materiál je nanášaný prostredníctvom pohyblivej tlačiarenskej hlavy. Táto technológia využíva najmä plasty a vďaka cenovej dostupnosti FDM tlačiarní je najpopulárnejšia medzi bežnými užívateľmi. Stereolitografia je technológia postupného stvrdzovania tekutých fotopolymérov UV žiarením a naopak laser sintering je proces topenia a zvárania častíc plastového, keramického či kovového prášku laserom.

Predpokladám, že 3D tlač nebude lacná. Aká je realita? Aká je finančná náročnosť 3D tlače? Koľko stojí samotná 3D tlačiareň – náplne do tlačiarne?

Lacná, či drahá sú subjektívne pojmy v závislosti od toho čo daný človek, firma, ústav alebo organizácia potrebuje. Vo všeobecnosti sa dá povedať, že niektoré druhy tlače sú cenovo veľmi dostupné a niektoré sú dosť nákladné. S rastúcimi požiadavkami na detailnosť, flexibilnosť alebo naopak pevnosť tlačeného výrobku rastú aj ceny. Niekedy je dokonca vhodnejšie zvoliť inú technológiu výroby. Príklad: 3D tlač je výborná na prototypovanie, a teda prípravu sériovej výroby, množstevná produkcia prostredníctvom 3D tlače sa však už zväčša nevypláca.

Ceny základnej plastovej tlače začínajú už na 0,3-0,7 EUR/cm3 a kompozitovej tlače na 0,8 EUR/cm3. Tlač z fotopolymérov či polyamidu môže byť aj niekoľkonásobne drahšia. Výrazne ušetriť sa dá tlačou škrupinových modelov, na ktoré sa logicky použije menej materiálu ako pri plných modeloch. 3D tlač však nie je len o samotnom produkte, predovšetkým je to služba. Táto služba zahŕňa aj poradenstvo, 3D modelovanie, korektúru 3D modelov, finalizáciu (stvrdzovanie) či postprodukciu 3D výtlačkov. Cena preto závisí od viacerých faktorov. V prípade komplikovaného modelu s vysokým detailom je cena vyššia ako pri jednoduchom objekte s rovnakým objemom.

Ceny 3D tlačiarní sa pohybujú od pár sto EUR až po niekoľko sto tisíc EUR. Naše štúdio tlačí na tlačiarni ZPrinter 650 (3D Systems ProJet 660Pro) za cca 70 000 EUR. Nákupom 3D tlačiarne však výdavky nekončia. Je potrebná pravidelná údržba, zahŕňajúca výmenu opotrebovávaných súčiastok (tlačiarenských hláv a pod.), ale aj nákup materiálov na tlač a finalizáciu. 14kg sadrového kompozitu stojí okolo 1 400 EUR, avšak samotný sadrový kompozit zďaleka nie je to jediné, čo je k tlači potrebné. Čoskoro budeme mať v štúdiu aj fotopolymérovú tlačiareň Form 1+ za približne 3 000 EUR. 1L náplne do takejto tlačiarne stojí 125 EUR.

Aká je praktická využiteľnosť tejto technológie?

3D tlač si našla uplatnenie v umení, dizajne, architektúre a urbanizme, stavebníctve, strojárstve, archeológii, vede, výskume a vývoji, vzdelávaní, medicíne, marketingu, ... vo filmovom, či dokonca v potravinárskom priemysle. O využiteľnosti v každej jednej z týchto oblastí by sa dalo hovoriť dlho. Skúsim teda v skratke.

3D tlač bola vyvinutá ako technológia prototypovania, čiže prípravy na sériovú výrobu, pri ktorej sa nielen šetria materiály, energie, čas a peniaze, ale je tiež schopná vyrobiť výrobky, aké iné technológie prototypingu nedokážu (napríklad vyrobiť objekt priamo v ďalšom objekte bez akýchkoľvek spojov). Práve preto bola technológia spočiatku známa hlavne pod pojmom “rapid prototyping“ (rýchle prototypovanie) a tento názov je pre ňu výstižný doteraz.

Okrem prototypov sa 3D tlač využíva napríklad na výrobu šperkov, dekoratívnych predmetov, funkčných súčiastok, dizajnérskych a architektonických modelov, replík rôznych 3D skenov, prezentáciu miniatúr firemných výrobkov, alebo aj ako doplnková technológia k modelárstvu či odlievaniu. Zaujímavé využitie 3D tlače je pri stavbe domov či výrobe jedla v originálnych tvaroch a farbách. Najzásadnejší význam však táto technológia zrejme zohráva v oblasti medicíny, a to nielen pri výrobe zdravotníckych pomôcok, ale tiež pri výrobe biologického tkaniva (tzv. 3D bio printing).

Bude 3D tlač v blízkej budúcnosti cenovo dostupná aj pre domáceho užívateľa?

Niektoré 3D tlačiarne sú cenovo dostupné už teraz (dajú sa kúpiť za pár sto EUR), pričom ich cena stále klesá. Ak sa však pýtate na to, či si myslím, že v blízkej budúcnosti bude každá druhá domácnosť využívať vlastnú 3D tlačiareň, o tom pochybujem. 3D tlač nie je taká jednoduchá technológia na ovládanie ako bežná tlač na papier. Pokiaľ si človek stiahne 3D model z internetu alebo si ho nechá vymodelovať u profesionála, tak áno, môže si objekt vytlačiť aj sám doma a ak je zručnejší, mal by to zvládnuť aj s prípadnou finalizáciou. 3D tlač je však úžasná najmä v tom, že si môžeme vytlačiť niečo svoje, svoj nápad. Nie každý si ale vie svoj nápad vymodelovať, resp. vymodelovať tak, aby bol model vhodný na 3D tlač. Keď si už zaplatíme 3D modelovanie, väčšinou si zaplatíme aj zvyšok služby - samotnú 3D tlač. Toto akési inklinovanie k pohodliu vidíme napríklad na mnohých študentoch dizajnu či architektúry, ktorí si radšej zvolia tlač v profesionálnom štúdiu aj napriek dostupnosti 3D tlačiarne priamo na svojej škole.

Aké vybavenie je potrebné k samotnej 3D tlačiarni? Funguje ako samostatný prvok alebo vyžaduje dodatočne periférie pre plnú funkcionalitu?

3D tlačiarne sú rôzne, ale všeobecne je k ich plnej funkcionalite potrebný grafický softvér, prostredníctvom ktorého sa tlač spustí a ďalej materiály, prípadne pomôcky k finalizácii už vytlačeného objektu (samozrejme, pokiaľ je finalizácia potrebná). Napríklad, naša prášková tlačiareň má v sebe zabudovaný tlačiarenský bubon, vymeniteľné tlačiarenské hlavy, nádoby na materiály a skrátka všetko potrebné k samotnej tlači. Má v sebe dokonca zabudovaný aj vysávač, vďaka ktorému je možné nadbytočný prach vrátiť späť do tlačiarne a využiť pri ďalšej tlači a taktiež komoru s kompresorom na dôkladné ofúkanie, alebo lepšie povedané odprášenie, vytlačeného objektu. 3D tlačený objekt je potrebné následne finalizovať vodou, horkou soľou, superlepidlom, voskom alebo epoxidom pre zabezpečenie dostatočnej pevnosti objektu. Finalizácia však prebieha už mimo tlačiarne. Okrem tej teda používame ešte pec (prípadne špeciálny fén na urýchlenie tvrdnutia), nádobu s lepidlom, voskovňu a najrôznejšie modelárske nástroje.

Ako vidíte budúcnosť 3D tlače? 

Nechajme sa prekvapiť. Samozrejme, každá technológia sa dá zneužiť na nesprávne účely a je len na nás, ako s ňou naložíme. Ja to však vidím tak, že 3D tlač smeruje k výraznému uľahčovaniu našich životov. Už len podľa toho, akú ohromnú vlnu inovácií spustila. Všetko je možné a ja sa teším, že môžem byť súčasťou vývoja tejto technológie už od jej zrodu.

Všetky použité fotografie zostávajú majetkom kreatívneho štúdia SKYFORM