Výhodou 3D tisku je především možnost poměrně rychlého zhotovování modelů a prototypů. Popularitu technologie výrazně zvýšilo její zpřístupnění i pro domácí použití a nyní, v období pandemie, přichází třetí vlna zájmu. Je však třeba zdůraznit, že není 3D jak o 3D.
První technologie 3D tisku nazvaná stereolitografie (SLA) vznikla už v roce 1984. Následně se začaly vyvíjet i další podobné technologie. Nový obor 3D tisku se však příliš rychle nerozvíjel, protože potřebné výrobní zařízení bylo značně složité, a tedy i drahé a náročné na obsluhu. Navíc byly příslušné technologie chráněné řadou patentů. 3D tisku se zpočátku říkalo Rapid Prototyping, rychlé prototypování, protože se používal téměř výhradně ve výrobě prototypů.
Prvním náznakem změny byl v roce 2005 vznik otevřeného projektu RepRap na univerzitě v Bathu ve Velké Británii. Jeho cílem byl vývoj jednoduché 3D tiskárny, která se dokáže do značné míry sama replikovat, tedy vyrábět své vlastní součásti. Kompletní návrh RepRap tiskárny je komukoliv plně k dispozici, jde tedy o tzv. otevřený hardware.
V roce 2009 v USA vypršela patentová ochrana technologie FDM. Na jejím základě a s využitím projektu RepRap bylo možné si doma poskládat tiskárnu pro tisk plastových výrobků z dostupných dílů už za několik tisíc korun. Kromě nadšeného přijetí u domácích a hobby uživatelů byly takové 3D tiskárny rovněž i základem úspěchu mnoha nových firem. Jednou z nejúspěšnějších je česká společnost Prusa Research, jejímž zakladatelem je Josef Průša. Jeho tiskárna typu i3 je považována za nejrozšířenější 3D tiskárnu na světě.
Současný obor 3D tisku lze rozdělit na dvě odlišné oblasti, průmyslovou sféru a domácí, resp. hobby uživatele. Odlišnost vyplývá z úrovně použitého zařízení a je zřejmá i na první pohled - proti profesionálnímu tiskovému systému vypadá tiskárna RepRap jako hračička. Tak propastný rozdíl však už není mezi generovanými produkty, díky nadšení a invenci komunity drobných uživatelů 3D tisku se i na malém „domácím mazlíčkovi" dají vytvořit úctyhodné výrobky. A v tom asi leží tajemství velmi úspěšného rozšíření technologie 3D tisku.
Co se týče vlastního vytváření výrobku, jsou všechny technologie 3D tisku založeny na principu postupného nanášení vrstev materiálu na sebe. Obrovskou oblibu u běžných i profesionálních uživatelů si 3D tisk získal zejména tím, že dokáže vytvářet výrobky prakticky libovolně složitého tvaru, zejména s komplikovanými žebry a dutinami, a to i takové, jaké nelze jinými technologiemi vyrobit. Různých technologií 3D tisku, jejich variant a zejména názvů dnes výrobci uvádějí značný počet, ale v zásadě je lze podle použitých materiálů a způsobu jejich zpracování rozdělit na následující čtyři skupiny:
Ukládání nataveného materiálu
Materiál ve tvaru vlákna je tiskovou hlavou vytlačován skrz rozehřátou trysku a jeho postupným ukládáním se vytvářejí vrstvy výrobku. Příkladem je technologie FDM (Fused Deposition Modeling, ukládání nataveného materiálu) vyvinutá firmou Stratasys. Protože označení FDM je zároveň ochrannou známkou společnosti, konkurence často používá označení FFF (Fused Filament Fabrication, zpracování nataveného vlákna).
Díky cenové dostupnosti, jednoduchému ovládání a způsobu práce a také širokému sortimentu použitelných materiálů se tato technologie velmi rychle rozšířila, zejména u drobnějších a hobby uživatelů. Její hlavní výhodou je široký sortiment relativně levných materiálů a nízká cena. Nevýhodou je poměrně nízká rychlost a přesnost tisku.
Zajímavou variantou je technologie Polyjet Matrix, využívající více tiskových hlav, takže dokáže vytvářet výrobky z více různých materiálů najednou. Podobná, ale trochu odlišná je technologie Material Jetting (MJ). Při ní se jednotlivé vrstvy modelu nevytvářejí vytlačováním nataveného a následně tuhnoucího materiálu, ale tryskáním kapek polymeru. Každá vrstva je po dokončení ihned vytvrzena ultrafialovým zářením. Na ní se potom stejným způsobem ukládají další vrstvy. Tisk probíhá po řádcích, a proto není problém během tisknutí řádku změnit materiál. Lze tak snadno tisknout najednou více vedle sebe naskládaných modelů a modely mohou být složeny z více materiálů a být plně barevné.
(Celý článek naleznete v Technickém týdeníku, který vychází 21. dubna 2020.)