3D tisk, také známý jako aditivní výroba, představuje revoluční technologii, která umožňuje vytváření trojrozměrných objektů z digitálních modelů. V následujícím článku se podrobně podíváme na historii 3D tisku, sledujíc její začátky, vývoj, komercializaci a široké aplikace v současnosti.

Začátky

Myšlenka 3D tisku se objevila již v 60. letech 20. století, kdy byl koncept aditivní výroby poprvé teoreticky navržen. Prvním významným milníkem v historii 3D tisku byl však až rok 1981, kdy Hideo Kodama z Nagoye Municipal Industrial Research Institute v Japonsku představil metodu pro rychlou prototypovou technologii. Kodama vyvinul systém, který využíval UV světlo k vytvrzování fotocitlivého polymeru vrstvu po vrstvě, čímž vytvářel trojrozměrné objekty.

První Komerční 3D Tiskárna

V roce 1984 Charles Hull, americký inženýr, patentoval technologii známou jako stereolitografie (SLA). SLA používá UV laser k vytvrzování tekutého fotopolymeru, přičemž se objekt vytváří vrstvu po vrstvě. Hullův patent položil základy pro komerční výrobu 3D tiskáren a v roce 1986 založil společnost 3D Systems. V roce 1987 představila 3D Systems první komerčně dostupnou 3D tiskárnu, SLA-1.

90. léta: Diverzifikace Technologií a Komercializace

V 90. letech došlo k významnému pokroku v oblasti 3D tisku s vývojem nových technologií a materiálů. Jednou z nejdůležitějších technologií vyvinutých v tomto období byla Selective Laser Sintering (SLS), kterou vyvinuli Carl Deckard a Joe Beaman na University of Texas v Austinu. SLS technologie používá laser ke spékání práškového materiálu (například plastů, kovů nebo keramiky) do pevného objektu, což umožňuje tvorbu složitějších a pevnějších dílů.

Další průlomovou technologií byla Fused Deposition Modeling (FDM), vyvinutá v roce 1988 S. Scottem Crumpem, který později založil společnost Stratasys. FDM používá termoplastický materiál, který je roztaven a extrudován přes trysku, přičemž se nanáší vrstva po vrstvě k vytvoření objektu. Tato technologie se stala velmi populární pro svoji jednoduchost a dostupnost.

2000. léta: Otevřený Hardware a Přístupnost

S příchodem nového tisíciletí se 3D tisk začal stávat dostupnějším pro širší veřejnost. Klíčovým momentem byl projekt RepRap (Replicating Rapid Prototyper), který v roce 2005 inicioval Adrian Bowyer z University of Bath. Cílem projektu RepRap bylo vyvinout 3D tiskárnu, která by byla schopna tisknout své vlastní komponenty, čímž by se snížily náklady a zvýšila přístupnost technologie. RepRap projekt inspiroval vznik mnoha otevřených hardwarových a softwarových iniciativ, což vedlo k masovému rozšíření 3D tisku mezi hobbyisty a malými podniky.

2010. léta: Expanze a Inovace

Od roku 2010 zaznamenal 3D tisk výrazný technologický pokrok a rozšíření aplikací. V této dekádě se vyvinuly nové materiály, které umožnily tisk z kovových prášků, keramiky a dokonce i biologických materiálů. Tyto pokroky otevřely dveře pro použití 3D tisku ve zdravotnictví, kde se využívá k výrobě implantátů, protéz a dokonce i orgánů na míru.

Dalším významným trendem bylo použití 3D tisku v personalizované výrobě. Spotřebitelé mohli navrhovat a vyrábět jedinečné produkty, jako jsou šperky, oblečení a doplňky na míru. Firmy začaly využívat 3D tisk k rychlému prototypování, což jim umožnilo urychlit vývoj produktů a snížit náklady na výzkum a vývoj.

Moderní Inovace a Budoucnost 3D Tisk

V posledních letech se 3D tisk stal klíčovou technologií v průmyslu 4.0, kde se integruje s dalšími pokročilými technologiemi, jako jsou umělá inteligence, internet věcí (IoT) a robotika. Tyto integrace umožňují vytváření inteligentních výrobních systémů, které jsou schopny rychle a efektivně přizpůsobit výrobu měnícím se požadavkům trhu.

Další významnou oblastí výzkumu je biotisk, kde se 3D tisk využívá k tisku biologických tkání a orgánů. Vědci pracují na vývoji technik, které by umožnily tisk funkčních orgánů k transplantaci, což by mohlo revolučně změnit zdravotnictví a zlepšit kvalitu života milionů pacientů.

Stavební průmysl také začíná využívat 3D tisk pro výstavbu domů a budov. Tato technologie umožňuje rychlejší a levnější výstavbu, přičemž zároveň snižuje odpad a ekologický dopad stavebních procesů.

Nejznámější výrobci 3d tiskáren.

PRUSA

V roce 2010 Josef Prusa z Čech představil svou první 3d tiskárnu Prusa Mendel. V roce 2012 zakládá Prusa Research a v 2015 vydává Prusa I3. V 2016 přichází Prusa I3 mk2, v 2017 Prusa I3 mk3 a konečně v 2023 Prusa mk4 a Prusa XL.

Bambu Lab

Byla založena v roce 2020, první tiskárnu vydala v roce 2022 a to hned Bambu Lab X1c – jednu z nejpoužívanějších 3d tiskáren na světě. Poté vydali v rychlém sledu Bambu Lab P1P, P1S, A1 a A1 mini.

Další známé firmy jsou Ultimaker, Raise, Creality, Formlabs. FlashForge a Flsun, která vyrábí aktuálně asi nejrychlejší 3d tiskárnu Flsun S1 (06/2024).

Závěr

Od svých skromných začátků v 80. letech 20. století se 3D tisk vyvinul do komplexní a všestranné technologie, která má široké spektrum aplikací v různých průmyslových odvětvích. Pokračující inovace a pokroky v oblasti materiálů, softwaru a hardwaru naznačují, že 3D tisk bude i nadále hrát klíčovou roli v transformaci způsobu, jakým vyrábíme a spotřebováváme produkty. S výhledem na budoucnost je jasné, že 3D tisk má potenciál nadále měnit svět a přinášet revoluční změny v mnoha oblastech našeho života.

Nejvíce nás těší, že cena 3d tisku, 3d tiskáren a materiálu pro 3d tisk stále klesá. Při tom se neuvěřitelně zrychluje. Rovněž roste nabídka barev, typů materiálů, materiálů se speciálními vlastnostmi jako samozhášivost, průhlednost, svítivost ve tmě, materiály zpevněné skleněnými nebo karbonovými vlákny.

Pokud 3D tiskárnu stále nemáte, můžete si dát vytisknout cokoliv u nás v nej3dtisk.cz