Bude masovější implementace 3D tisku do výrobních principů obdobnou revolucí, jakou přinesly osobní počítače do světa výpočetní techniky? Tuto otázku si ve druhé polovině loňského roku položil renomovaný ekonomický časopis The Economist. S podobným zamyšlením přišel nedávno i americký deník US Today. Nalézt odpověď nebude jednoduché. Řada dílčích úspěchů v laboratořích a vzrůstající zájem velkých firem o tuto technologii však dávají tušit, že revoluční potenciál se zde zřejmě skrývá. Uveďme několik velmi stručných pojmových vymezení, abychom si alespoň v hrubých rysech zmapovali terén. Definičním znakem 3D tisku je, že předmět vzniká na základě digitálně vytvořeného modelu postupným nanášením vrstev určitého materiálu. Oproti tradičním výrobním procesům, při nichž se materiál zpracovává za pomoci určité „techniky odebírání“, se tak jedná o celkem zásadní změnu. V angličtině byly pro toto rozlišení zavedeny termíny „additive manufacturing“ a „subtractive manufacturing“. Upřesnit je třeba i termíny „3D tisk“ a „3D tiskárna“. Tyto termíny totiž vzhledem k postupující diferenciaci trhu v dnešní době odpovídají spíše jednodušším způsobům tisku a levnějším zařízením. O špičkových přístrojích využívaných v průmyslu se hovoří spíše jako o „3D výrobních systémech“ či „aditivní výrobě“. Jejich cena se pohybuje od 15 000 do 500 000 USD. Technologie 3D tisku zažívá v posledních letech opravdu bouřlivý rozvoj. Praktické využití již nalezla například v automobilovém, leteckém, kosmickém nebo zbrojním průmyslu. Již delší čas se nepoužívá jen k výrobě prototypů (tzv. Rapid prototyping), ale uplatňuje se i v běžné výrobě (tzv. Rapid manufacturing). Její výhody jsou zjevné a nezpochybnitelné: oproti tradiční výrobě podstatně kratší doba produkce a výrazně nižší náklady. V poslední době lze pozorovat také poměrně masivní pronikání této technologie do zdravotnictví. O tomto trendu svědčí i nedávné kroky a prohlášení firem, jako je Samsung nebo Phillips. Výzkum možností vyžití 3D tiskáren v medicíně je podivuhodně rozsáhlý: sahá od nanotechnologií přes vývoj nových farmaceutik až k výrobě orgánů. 3D výrobní systémy tak znamenají například naději na zdokonalení výroby různých druhů protéz. V současnosti se již vyrábějí titanové kostní implantáty, umělé končetiny, naslouchátka či ortodontické přístroje. V laboratořích pak probíhají intenzivní pokusy o vytvoření měkkých tkání. Další vývoj v tomto směru by mohl vyústit ve výrobu orgánů na míru jednotlivým pacientům. Jednalo by se bezpochyby o dosažení dalšího z milníků na poli medicíny, protože by se tak v transplantační chirurgii odstranily komplikace s hledáním vhodného dárce. V SOUČASNÉ DOBĚ SE SETKÁVÁME NAPŘÍKLAD S TĚMITO ZPŮSOBY ADITIVNÍ VÝROBY: FDM (Fused Deposition Modelling) Tato lisovací technologie využívá termoplastické polymery. Funguje na podobném principu jako tavná pistole. Polymer se odvíjí z cívky do speciální hlavice, kde se taví a tryskou se nanáší v podobě vlákna na vyjímatelnou základní desku. Vlákna se vzájemně spojují a vytváří tak tenké vrstvy. Současně s tím je po jednotlivých vrstvách nanášen materiál pro stavbu systému podpor, vyžaduje-li to tvar předmětu. Po jeho vytvoření se podpory odstraní. Tato technologie pracuje s různými druhy polymerů, například s akrylonitrilbutadienstyrenem (ABS), polykarbonátem (PC), kyselinou polymléčnou (PLA), PC/ ABS a polyfenylsulfonem (PPSU). SLS (Selective Laser Sintering) Tato technologie umožňuje výrobu i z kovových materiálů. Používá se při ní speciální prášek, který na stůl v komoře vyplněné dusíkem nanáší v tenké vrstvě válec. Stůl s tenkou vrstvou prášku pak v místech, která jsou potřeba „vytisknout“, osvítí laser a prášek se tím speče. Stůl se pak o tloušťku vrstvy posune a proces se opakuje. SLA (Stereolithography) Jde o nejstarší z technologií Rapid prototypingu. Vyznačuje se velkou mírou přesnosti a variabilitou používaných materiálů. Výroba probíhá postupným vytvrzováním fotopolymeru pomocí UV laseru, který je na základě dat z počítače zaměřován optickou soustavou. Součástka vzniká na nosné desce, která se na začátku nachází přímo pod hladinou polymeru. Vytvarováním tekutého polymeru po vrstvách a následným odebráním z nosné desky vzniká trojrozměrné těleso. Jeho nevýhodou je pomalý proces tvrzení polymeru a malá tepelná odolnost. LOM (Laminated Object Manufacturing) Výhodou této technologie je rychlost výroby. Model se sestavuje z plastových fólií, které se vrství na sebe a soustavou vyhřívaných válců se stlačují. Laserem je vyřezán požadovaný půdorys vytvářené vrstvy. Poté se podložka sníží a postup se opakuje. Tato metoda se hodí spíše k výrobě větších objektů. Její nevýhodou je to, že během výrobního procesu vzniká poměrně velké množství odpadu. Podle vlivné Wohlersovy zprávy – zevrubné analýzy aditivní výroby, kterou každým rokem vydává konzultantská společnost Wohlers Associates – bude dosavadní každoroční dvouciferný růst tohoto odvětví v dalších letech pokračovat. V roce 2015 dosáhne prodej produktů a služeb souvisejících s aditivní výrobou 3,7 miliardy USD. Do roku 2019 má překročit 6,5 miliardy USD. Jaké však budou celospolečenské dopady? Není třeba se obávat nežádoucího vývoje? Podle názorů některých odborníků způsobí 3D tisk zpomalení globalizace, protože koncoví zákazníci si budou raději věci vyrábět levně sami doma, než aby je draze nakupovali. Podle časopisu Forbes, který se v poslední době problematikou 3D tisku rovněž soustředěně zabývá, taková situace však vůbec nemusí znamenat katastrofu. Nová technologie totiž firmám umožní dodávat výrobky zcela podle požadavků zákazníků a ve vyšší kvalitě, než jaké mohou dosáhnout, jsou-li vyráběny na domácích tiskárnách. Firmy, které zachytí nový trend, tak budou schopny nabízet výrobky šité na míru za stejnou cenu jako jiné firmy standardizované produkty. Představa, že by aditivní výroba zcela vytlačila tu klasickou, je zřejmě iluzorní, nejspíše dojde k jejich symbióze. Jakou podobu však bude mít, je z dnešní perspektivy otázka. Tradiční výrobci se pravděpodobně budou snažit zabránit nekontrolovanému rozšiřování technologie 3D tisku a vyloučit ji z legálního konkurenčního boje. Vždyť již dnes mnohé firmy hledí se znepokojením na nerespektování autorských práv v Číně a dalších zemích v tomto regionu. Podle časopisu The Economist výrobci nejspíše zareagují podobně jako před pár lety nahrávací a filmový průmysl, kterým v důsledku rozmachu MP3 přehrávačů a sdílených souborů na internetu výrazně poklesly tržby: budou usilovat o úpravu či lepší vymahatelnost dodržování autorských práv. Lze tak očekávat novou vlnu diskusí ohledně definice duševního vlastnictví.
