3D tlač, tiež známa ako aditívna výroba, predstavuje revolučnú technológiu, ktorá umožňuje vytváranie trojrozmerných objektov z digitálnych modelov. V nasledujúcom článku sa podrobne pozrieme na históriu 3D tlače, sledujúc jej začiatky, vývoj, komercializáciu a široké aplikácie v súčasnosti.

Začiatky

Myšlienka 3D tlače sa objavila už v 60. rokoch 20. storočia, keď bol koncept aditívnej výroby prvýkrát teoreticky navrhnutý. Prvým významným míľnikom v histórii 3D tlače bol však až rok 1981, keď Hideo Kodama z Nagoya Municipal Industrial Research Institute v Japonsku predstavil metódu pre rýchlu prototypovú technológiu. Kodama vyvinul systém, ktorý využíval UV svetlo na vytvrdzovanie fotocitlivého polyméru vrstvu po vrstve, čím vytváral trojrozmerné objekty.

Prvá Komerčná 3D Tlačiareň

V roku 1984 Charles Hull, americký inžinier, patentoval technológiu známu ako stereolitografia (SLA). SLA používa UV laser na vytvrdzovanie tekutého fotopolyméru, pričom sa objekt vytvára vrstvu po vrstve. Hullov patent položil základy pre komerčnú výrobu 3D tlačiarní a v roku 1986 založil spoločnosť 3D Systems. V roku 1987 predstavila 3D Systems prvú komerčne dostupnú 3D tlačiareň, SLA-1.

90. roky: Diverzifikácia Technológií a Komercializácia

V 90. rokoch došlo k významnému pokroku v oblasti 3D tlače s vývojom nových technológií a materiálov. Jednou z najdôležitejších technológií vyvinutých v tomto období bola Selective Laser Sintering (SLS), ktorú vyvinuli Carl Deckard a Joe Beaman na University of Texas v Austine. SLS technológia používa laser na spekanie práškového materiálu (napríklad plastov, kovov alebo keramiky) do pevného objektu, čo umožňuje tvorbu zložitejších a pevnejších dielov.

Ďalšou prelomovou technológiou bola Fused Deposition Modeling (FDM), vyvinutá v roku 1988 S. Scottom Crumpom, ktorý neskôr založil spoločnosť Stratasys. FDM používa termoplastický materiál, ktorý je roztavený a extrudovaný cez trysku, pričom sa nanáša vrstva po vrstve na vytvorenie objektu. Táto technológia sa stala veľmi populárnou pre svoju jednoduchosť a dostupnosť.

2000. roky: Otvorený Hardvér a Prístupnosť

S príchodom nového milénia sa 3D tlač začala stávať dostupnejšou pre širšiu verejnosť. Kľúčovým momentom bol projekt RepRap (Replicating Rapid Prototyper), ktorý v roku 2005 inicioval Adrian Bowyer z University of Bath. Cieľom projektu RepRap bolo vyvinúť 3D tlačiareň, ktorá by bola schopná tlačiť svoje vlastné komponenty, čím by sa znížili náklady a zvýšila prístupnosť technológie. RepRap projekt inšpiroval vznik mnohých otvorených hardvérových a softvérových iniciatív, čo viedlo k masovému rozšíreniu 3D tlače medzi hobbyistami a malými podnikmi.

2010. roky: Expanzia a Inovácie

Od roku 2010 zaznamenala 3D tlač výrazný technologický pokrok a rozšírenie aplikácií. V tejto dekáde sa vyvinuli nové materiály, ktoré umožnili tlač z kovových práškov, keramiky a dokonca aj biologických materiálov. Tieto pokroky otvorili dvere pre použitie 3D tlače v zdravotníctve, kde sa využíva na výrobu implantátov, protéz a dokonca aj orgánov na mieru.

Ďalším významným trendom bolo použitie 3D tlače v personalizovanej výrobe. Spotrebitelia mohli navrhovať a vyrábať jedinečné produkty, ako sú šperky, oblečenie a doplnky na mieru. Firmy začali využívať 3D tlač na rýchle prototypovanie, čo im umožnilo urýchliť vývoj produktov a znížiť náklady na výskum a vývoj.

Moderné Inovácie a Budúcnosť 3D Tlače

V posledných rokoch sa 3D tlač stala kľúčovou technológiou v priemysle 4.0, kde sa integruje s ďalšími pokročilými technológiami, ako sú umelá inteligencia, internet vecí (IoT) a robotika. Tieto integrácie umožňujú vytváranie inteligentných výrobných systémov, ktoré sú schopné rýchlo a efektívne prispôsobiť výrobu meniacim sa požiadavkám trhu.

Ďalšou významnou oblasťou výskumu je biotlač, kde sa 3D tlač využíva na tlač biologických tkanív a orgánov. Vedci pracujú na vývoji techník, ktoré by umožnili tlač funkčných orgánov na transplantáciu, čo by mohlo revolučne zmeniť zdravotníctvo a zlepšiť kvalitu života miliónov pacientov.

Stavebný priemysel tiež začína využívať 3D tlač na výstavbu domov a budov. Táto technológia umožňuje rýchlejšiu a lacnejšiu výstavbu, pričom zároveň znižuje odpad a ekologický dopad stavebných procesov.

Najznámejší výrobcovia 3d tlačiarní.

PRUSA

V roku 2010 Josef Prusa z Čiech predstavil svoju prvú 3d tlačiareň Prusa Mendel. V roku 2012 zakladá Prusa Research a v 2015 vydáva Prusa I3. V 2016 prichádza Prusa I3 mk2, v 2017 Prusa I3 mk3 a konečne v 2023 Prusa mk4 a Prusa XL.

Bambu Lab

Bola založená v roku 2020, prvú tlačiareň vydala v roku 2022 a to hneď Bambu Lab X1c – jednu z najpoužívanejších 3d tlačiarní na svete. Potom vydali v rýchlom slede Bambu Lab P1P, P1S, A1 a A1 mini.

Ďaľšie známe fitmy sú Ultimaker, Raise, Creality, Formlabs. FlashForge a Flsun, ktorá vyrába aktuálne asi najrýchlejšiu 3d tlačiareň Flsun S1 (06/2024).

Záver

Od svojich skromných začiatkov v 80. rokoch 20. storočia sa 3D tlač vyvinula do komplexnej a všestrannej technológie, ktorá má široké spektrum aplikácií v rôznych priemyselných odvetviach. Pokračujúce inovácie a pokroky v oblasti materiálov, softvéru a hardvéru naznačujú, že 3D tlač bude aj naďalej hrať kľúčovú úlohu v transformácii spôsobu, akým vyrábame a spotrebúvame produkty. S výhľadom na budúcnosť je jasné, že 3D tlač má potenciál naďalej meniť svet a prinášať revolučné zmeny v mnohých oblastiach nášho života.

Najviac nás teší že cena 3d tlače, 3d tlačiarní a materiálu pre 3d tlač stále klesá. Pri tom sa neuveriteľne zrýchľuje. Rovnako rastie ponuka farieb, typov materiálov, materiálov zo špeciálnymi vlastnosťami ako samozhášavosť, priehľadnosť, svietivosť v tme, materiály spevnené sklenenými alebo karbónovými vláknami.