V tomto článku bychom rádi přispěli k přehledu o aditivních technologiích 3D tisku, které se současnou explozí 3D tiskáren na výrobky z plastů dostávají do středu pozornosti. Výrobky z plastů nejsou ale všude samospasitelné a 3D popularizované tiskárny toho víc nedovedou. Existují ale i metody, kde jde o podobný postup „tisku“ nanášením jednotlivých vrstev i pro kovové nebo keramické materiály. Tady ale už musí přistoupit jiná zařízení, pracující na principu laserového natavování nebo spékání kovových prášků. Obecně jsou tyto metody, jejichž počátek je možné spatřit u firmy 3D Systems v USA, známé ve světě a zčásti i u nás pod označením jako Selective Laser Melting SLM a Selective Laser Sintering SLS. Úvodní vrstva kovového prášku (i tady lze samozřejmě použít plastů) je nanášena na základovou desku, kde je spékána či natavována zaostřeným laserovým paprskem, vedeným přes skenovací soustavu, pokrývající svým rozsahem celý pracovní prostor v rovině x-y. Po dokončení každé vrstvy se deska vertikálně posune, přibližně v rozsahu 0,02 až 0,2 mm a nanese se další vrstva. Při jejím nanášení se nový práškový materiál spéká, případně natavuje jak mezi sebou, tak i s předchozí vrstvou. Výsledné vlastnosti výrobku lze ovlivnit kombinací různých práškových materiálů. Často užívaným materiálem jsou tu W, Mo, Ta, Cu, Al, Ag, Ti, ocel a keramika. Čím se obě metody SLM a SLS vzájemně liší? Metoda se spékáním vrstev vychází z jevu, kdy laserový paprsek působí na kovový prášek teplotou, která je nižší než je teplota jeho tavení. Při ohřevu na teplotu tavení, což je základem u druhé metody, dochází k větší hustotě struktury materiálu a větší přesnosti detailu. Obě tyto metody jsou ve světě a také u nás už užívány, pro informaci jen uvádíme, že v minulých dnech např. uzavřela i firma Trumpf, u nás dobře známý výrobce laserů a laserových systémů, společný podnik s italským výrobcem laserů, firmou Sisma S.p.A., jehož záměrem je oproti dříve spíše jen vyráběným prototypům těchto zařízení nabídnout už komerčně řešené typy. Tak jak pokračuje vývoj laserů s užší fokusací laserového paprsku a zvyšováním hustoty výkonu, dostávají se tyto technologie SLM a SLS i k možnosti výroby miniaturních dílů, kde mohou nahradit mikrofrézování nebo elektrojiskrové obrábění. Týká se to především technologie laserového mikrospékání. Při něm dosahují např. ve firmě 3D MicroPrint (založená kooperací 3D Micromac AG a EOS GmbH) tloušťky vrstev i pod 5 μm (Laserinstitut Hochschule Mittweida uvádí dokonce kolem 1 μm) a u hotových výrobků tloušťky stěny i pod 70 μm. Nastavením parametrů laseru a výběrem kovových prášků je možné dosáhnout i u těchto miniaturních dílů různé výsledné struktury, od vysoké hustoty až po porézní výrobky. Obvyklá drsnost povrchu podle hustoty struktury Ra 1,5–2 μm. Například u wolframu se upravuje hustota obvykle v rozsahu 40 až 70 %, při spékání ve vakuu se dá naopak dosáhnout pórovitosti vhodné pro infiltraci. Při spékání směsi prášků, jako např. W/Cu nebo W/Al, může být výsledná hustota vyšší i než 95 %. Mikrospékání je možné rovněž u keramiky, např. typu SiSiC. Zatím je praktické využívání technologie laserového mikrospékání ještě poměrně na počátku. V průmyslu se s ní počítá např. při výrobě dílů jemné mechaniky, šperků nebo třeba při výrobě forem či vložek forem pro vstřikování plastů, kde dokáže jít do detailů v hodnotách 20 až 40 μm. Významné je její místo pro zdravotnictví při výrobě mikroimplantátů a stentů pro kardiovaskulární systémy, kde volitelná struktura materiálu stentu a jakosti jeho povrchu může příznivě ovlivnit přizpůsobivost implantátů tělesným tkáním. Jak ukázal projekt Remedis řešený v Laser Zentrum Hannover LZH ve spolupráci s Institutem pro biomedicínu fakulty medicíny Univerzity Rostock, může povrch implantátu uchovávat i léčivé medikamenty, které mohou nejen příznivě ovlivnit biokomatibilitu implantátu, ale i zabránit případné infekci. Technologie mikrospékání implantátů vychází vstříc i současnému trendu jejich návrhů a výroby, kdy se od sériové výroby přistupuje spíše k větší variabilitě s individuálním řešením implantátu podle dispozic pacienta. /jš/