3D tlač mení prácu s hmotou ako sme ju ešte nevideli

Nielen zubné náhrady a kostné či kĺbové implantáty sa dajú efektívne vytvárať pomocou 3D tlačiarní. Možnosti 3D tlače ďaleko presahujú hranice strojárstva a medicíny. Pozrite sa, čo všetko sa dá dnes už vytlačiť!

https://www.youtube.com/watch?v=auRRxwHLyGo

Už niekoľko rokov, odkedy 3D tlačiarne prestali byť doménou vývojových stredísk priemyselných gigantov a špičkových vedeckých pracovísk, zažívame boom 3D tlače. Súbežne so zdokonaľovaním technológie 3D tlače klesá aj cena hardvéru a objavujú sa stále nové a neobvyklé aplikácie.

Nielen tlač modelov a prototypov, alebo vtipných zábaviek, ale aj takmer dokonalé repliky bežnej spotreby je čoraz častejšie možné tlačiť na 3D tlačiarňach za dostupnú cenu i znesiteľnú dobu. Vybrali sme pre vás tie najzaujímavejšie produkty vytvorené 3D tlačiarňami, o ktorých ste možno ani len netušili.

Pozrite si3D tlač a tlačiarne – tvrdá virtuálna realita

3D tlač v medicíne

Mimoriadne efektívne uplatnenie nachádza 3D tlač v medicíne. Umelé zuby, implantáty, endoprotézy, ale aj protézy končatín sa dnes bez problémov vytvárajú pomocou 3D tlače. Neuveriteľné? Nie, už takmer samozrejmosť. Mimochodom, tieto výhody využívajú pri rekonštrukcii kostier aj archeológovia.

Možnosti priestorovej tlače sú prakticky neobmedzené. Uvažuje sa už dokonca aj o tlači tkanív pomocou bielkovín, či dokonca živých buniek. Aplikácie sa rozširujú aj vďaka vývoju množstva nových spotrebných materiálov na tlač. Materiály, s ktorými dokážu 3D tlačiarne pracovať, sú rôznorodé – od polymérov, po kovy.

Dokonca už vieme vytlačiť aj produkty na konzumáciu. Pre medicínu je však mimoriadne zaujímavé použitie biologických „tonerov“ vrátane ľudských buniek, z ktorých by potom bolo možné vytvárať 3D kópie orgánov, alebo aspoň ich častí. Všetko naznačuje, že výskum je na dobrej ceste uskutočniť revolúciu v transplantácii orgánov.

Čo to prinesie do praktickej medicíny? Už žiadne orgány mŕtvych darcov a chronické problémy s imunitou, alebo úmrtia chorých bez potrebného náhradného orgánu. Príjemca orgánu bude sám sebe darcom. Lekári budú môcť vytlačiť potrebný orgán z jeho vlastných buniek vrátane kmeňových. Hovorí sa doslova o kvantovom skoku v medicíne.

Pozrite si3D implantát, ktorý rastie spolu s pacientom

Bentley Advanced Materials
Protéza nosa z 3D tlačiarne. ZDROJ | Bentley Advanced Materials

Na ceste ku klinicky použiteľným „živým“ orgánom zrejme bude potrebné vykonať ešte kus práce, ale myšlienka je to chytľavá, nemyslíte? V protetike už dnes dokážu 3D tlačiarne cenovo konkurovať tradičným metódam návrhu a výroby protéz, takže ich rozšírenie v tejto oblasti môžeme očakávať čoskoro.

V iných oblastiach medicíny to potrvá dlhšie, ale nové možnosti sú často prelomové. Nádejné riešenie, o ktorom informovala spoločnosť Advanced Materials, používa metódu DOPsL (Dynamic Optical Projection stereo Lithography).

Počítačová projekcia tu pracuje so sústavou presných mikrozrkadiel, ktoré smerujú lúč na vybraný bod roztoku obsahujúceho fotocitlivé biopolyméry a bunky. Po ožiarení svetlom polymér tuhne a po mikrovrstvách sa dá takto vytvoriť 3D objekt – biologický orgán, alebo dokonca cievne riečisko. Asi takto nejako si môžeme predstaviť medicínu budúcnosti, ale v skutočnosti je už na dosah.

3D tlac - proteza
Mladý pacient s protézou z 3D tlačiarne od firmy e-NABLE. ZDROJ | REUTERS / Medical Daily

Pozrite siBionické rameno z 3D tlačiarne zmenilo chlapca na Iron Mana

3D tlač sa tlačí do vesmíru i stavebníctva…

3D tlač v kozmonautike môže získať mimoriadne silnú pozíciu, a to zvlášť pri aplikáciách mimo Zeme. Prečo? Vďaka schopnosti stať sa univerzálnym výrobným prostriedkom. V kozmickej lodi, na orbitálnej stanici, ani na iných planétach nebudú kozmonauti spočiatku disponovať pestrým strojovým parkom na výrobu súčiastok a obrábanie materiálov.

Prvé skúsenosti s 3D tlačou na obežnej dráhe už absolvovali kozmonauti na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS). Spoločnosť Made in Space v roku 2014 ako prvá dopravila na palube nákladnej lode Dragon od SpaceX na ISS 3D tlačiareň. Šéf Made In Space, Aaron Kemmer, si myslí, že 3D tlačiarne schopné replikovať samé seba budú nenahraditeľnými pomocníkmi pri misiách na Mesiac, aj na Mars.

„3D tlačiarne schopné replikovať samé seba budú nenahraditeľnými pomocníkmi pri misiách na Mesiac, aj na Mars.“

Architektonická firma Fosters and Partners prišla s myšlienkou postaviť pomocou veľkej 3D tlačiarne vedeckú základňu na Mesiaci. Materiálom by mala byť mesačná pôda, z ktorej po zmiešaní s aditívom tlačiareň vytlačí veľké tvárnice.

Testy s imitáciou mesačnej pôdy už prebehli pri tlači blokov s hmotnosťou 1,5 tony a v malom sa technológia testovala aj vo vákuovej komore, ktorá imitovala podmienky na Mesiaci. Fosters and Partners vyvíja technológiu v spolupráci s Európskou kozmickou agentúrou (ESA).

3D tlac - lunar base
Umelecká vízia lunárnej základne z 3D tlačiarne. ZDROJ | Yale Scientific Magazine

Pomocou 3D tlačiarne bude možné vytlačiť aj komponenty na montované rodinné domy. Koncepciu tlačeného domu ProtoHouse predstavila skupina britských architektov Softkill Design už pre troma rokmi. Diely by mali byť vyrobené zo špeciálneho vlákna z bioplastu spájaného laserom a pri montáži sa nebudú používať žiadne skrutky ani lepidlá.

Svetlo sveta však uzreli už aj konvenčnejšie stavby. Najďalej sú v Číne, kde už vďaka 3D tlači postavili vilu s rozlohou 1 100 m2. Túto stavbu postavila spoločnosť WinSun, ktorá navrhuje 3D tlačiarne už viac ako 13 rokov. 3D tlačiareň Winsun je pritom vysoká 6,6 metra, široká 10 metrov a dlhá 150 metrov. Jednoducho obor.

18 Jan 2015, Suzhou, Jiangsu Province, China --- Visitors walk past a six-story full-sized 3D printed building in Suzhou industrial park in Suzhou city, east China's Jiangsu province, 18 January 2015. A villa built by 3D printing technology appeared in the Suzhou industrial park of east China's Jiangsu Province, on Sunday (18 January 2015). By using the technology, stand-along villas and a six-story full-sized building have been printed out here recently. The walls of these houses were created by giant 3D printers adding successive layers of material to form the shape. The material is made from construction waste. --- Image by © Imaginechina/Corbis
Takto vyzerá 5-poschodová budova kompletne vytlačená na 3D tlačiarni od spoločnosti WinSun. ZDROJ | Imaginechina/Corbis

Budovy sa však netlačia naraz, ale po častiach zo špeciálneho materiálu tvoreného z cementu a ďalších prísad. Spoločnosť Winsun na seba upozornila aj stavbou vytlačených desiatich rodinných domov, pričom stavba jedného takéhoto domu vychádza približne na 2 900 €.

A podržte sa, všetkých 10 domov postavili za menej ako jeden deň. Neuveriteľné? Tak vedzte, že táto istá spoločnosť už postavila len vďaka 3D tlačiarni aj 5-poschodovú budovu! Možno sa skutočne dožijeme doby, kedy zabudneme aj na súčasné nízkoenergetické domy a jednoducho si necháme dom vytlačiť presne podľa našich predstáv.

3D tlac - ProtoHouse
Architektonický koncept domu ProtoHouse vytvoreného 3D tlačiarňou vyzerá ako recesia, ale ilustruje špecifické možnosti tejto technológie. ZDROJ | Softkill Design

…dokonca aj na tanier

Podľa výrobcu čokolády Hershey je 3D tlač cestou, ako priniesť konzumentom nové neobvyklé kulinárske zážitky. Na výstave CES 2015 bolo možné vidieť mašinku CocoJet, ktorá dokáže tlačiť rôzne cukrovinky z mliečnej, bielej, aj horkej čokolády.

Jej tvorcovia z firmy 3DS spolupracujú práve s najväčším americkým výrobcom čokolády Hershey. Nuž, ak to má byť snaha odlíšiť sa od konkurencie, zámer sa určite vydaril.

„Budúcnosť potravinovej 3D tlače počíta s tvorbou hotových jedál priamo na tanieri.“

3D tlačiareň CocoJet od firmy 3DS na seba upozornila na CES 2015.
3D tlačiareň CocoJet od firmy 3DS na seba upozornila na CES 2015.ZDROJ | Gizmodo
3D tlac - cokolada
ZDROJ | www.heise.de

Tvorcovia sci-fi však vidia budúcnosť potravinovej 3D tlače podstatne širšie. Mali by sa takto tvoriť hotové jedlá priamo na tanieri z proteínových substrátov a ochucovadiel. Pripomína to instantné jedlá dotiahnuté do absurdity.

Riešenie vhodné pre kozmonautov, alebo ako východisko v iných stiesnených podmienkach je však sotva akceptovateľné ako alternatíva kulinárskeho zážitku. Nestačilo? Ak si kladiete otázku, či má 3D tlač šancu expandovať do ďalších nových oblastí, ubezpečujeme vás, že áno.

Novinka Genesis s rotačnou konštrukciou, ktorá zvládne okrem 3D tlače aj 3D sken, a teda môže slúžiť aj ako 3D kopírka, je len začiatok.

Blacksmith
Singapurská firma Blacksmith vyvinula už aj multifunkčnú 3D tlačiareň. ZDROJ | Blacksmith
https://www.youtube.com/watch?v=-LOGF3hFxHU

Ako vidíte, tlačenie šiat či malých plastových hračiek dnes už nikoho neohúri. Hoci si pred rokom či dvoma niektorí experti kládli otázku, či nie je boom 3D tlače len technologickou bublinou, zdá sa, že sa netreba obávať. Naopak, všetky prekvapujúce možnosti a aplikácie, ktoré dnes 3D tlač ponúka, sú len začiatkom. Je to ako keby sme porovnávali čiernobiele faxy z 80. rokov 20. storočia so streamovaním videa v Ultra HD rozlíšení. Na replikáciu bežných predmetov vo „fotokvalite“ si však ešte nejakú dobu počkáme. Ale verte nám, nebude trvať dlho a nejaká 3D tlačiareň sa objaví aj u vás doma.

https://www.youtube.com/watch?v=xVU4FLrsPXs

Komentáre k článku