Úvod do 3D tisku

1.1 Co je 3D tisk

3D tisk, také známý jako aditivní výroba, je proces vytváření trojrozměrných objektů z digitálního souboru. Tento proces se provádí postupným přidáváním materiálu vrstva po vrstvě, což je v kontrastu s tradičními výrobními technikami, které často zahrnují řezání nebo obrábění materiálu. 3D tisk umožňuje vytváření komplexních tvarů a struktur, které by byly jinak obtížné nebo nemožné vytvořit jakýmikoli jinými způsoby.

1.2 Historie 3D tisku

Koncept 3D tisku se začal vyvíjet v 80. letech 20. století. První patent na 3D tisk byl udělen Dr. Kodamovi z Japonska v roce 1980. Avšak první funkční 3D tiskárna byla vyvinuta a postavena v roce 1984 Charlesem „Chuckem“ Hullem, který později založil společnost 3D Systems. Hull je také vynálezce stereolitografie, techniky 3D tisku, která využívá UV světlo k vytvrzení pryskyřice vrstva po vrstvě.

Od těch dob se technologie 3D tisku rychle rozvíjela a diverzifikovala. Dnes existuje mnoho různých technik 3D tisku, které se liší v použitých materiálech, procesech a aplikacích.

1.3 Přehled technologií 3D tisku

Existuje několik různých technologií 3D tisku, včetně:

• FDM (Fused Deposition Modeling): Tato technologie tiskne objekty tavením a extruzí plastového filamentu vrstva po vrstvě. Je to nejběžnější a nejdostupnější technologie 3D tisku.

• SLA (Stereolithography) a DLP (Digital Light Processing): Tyto technologie využívají světlo (UV laser nebo projektor) k vytvrzení pryskyřice vrstva po vrstvě.

• SLS (Selective Laser Sintering): Tato technologie využívá laser k sinterování (spékání) práškového materiálu, obvykle plastu nebo kovu, vrstva po vrstvě.

1. Laser
2. Systém skeneru
3. Systém dodávky prášku
4. Píst pro dodávání prášku
5. Válec
6. Výrobní píst
7. Výrobní lůžko prášku
8. Objekt, který se vyrábí (viz vložka)

A. Směr skenování laserem
B. Sintrující práškové částice (hnědý stav)
C. Laserový paprsek
D. Laserové sintrující
E. Předem umístěné lůžko prášku (zelený stav)
F. Nesintrující materiál v předchozích vrstvách

• DMLS (Direct Metal Laser Sintering) a EBM (Electron Beam Melting): Tyto technologie jsou variantou SLS, která umožňuje tisk kovových objektů.

Selective laser melting (SLM), neboli selektivní laserové tavení, je jedním z mnoha vlastnických názvů pro technologii aditivní výroby kovů, která využívá lůžko prášku a zdroj tepla k vytváření kovových dílů. Tato technologie je také známá jako přímé laserové sintrující kovů (DMLS), standardní termín ASTM je prášková fúze (PBF). PBF je technika rychlého prototypování, 3D tisku nebo aditivní výroby navržená tak, aby využívala laser s vysokou hustotou výkonu k tavení a spékání kovových prášků.

Každá z těchto technologií má své výhody a nevýhody a je vhodná pro různé aplikace. V dalších kapitolách se dozvíte více o těchto technologiích a jak je používat.

Otázky pro opakování

1. Jaký je základní princip fungování 3D tisku?
2. Kdo vynalezl 3D tisk a kdy?
3. Jak se nazývá technika 3D tisku, kterou vynalezl Charles Hull?
4. Vysvětlete, jak funguje technologie FDM.
5. Jakou roli hraje laser v technologii SLS?
6. Co je SLM a jaká je její příbuznost s technologií DMLS?
7. Jaké jsou hlavní rozdíly mezi technologiemi SLA, DLP a SLS?

Netradiční aktivita pro opakování:

Vytvořte vlastní model 3D tiskárny z dostupných materiálů (papír, kartón, lepidlo, atd.). Popište, kterou technologii 3D tisku váš model zastupuje a jak funguje.

Odpovědi

1. 3D tisk je proces vytváření trojrozměrných objektů z digitálního souboru, který se provádí postupným přidáváním materiálu vrstva po vrstvě.
2. První patent na 3D tisk byl udělen Dr. Kodamovi z Japonska v roce 1980, ale první funkční 3D tiskárna byla vyvinuta Charlesem „Chuckem“ Hullem v roce 1984.
3. Charles Hull je vynálezce techniky 3D tisku zvané stereolitografie (SLA).
4. FDM (Fused Deposition Modeling) tiskne objekty tavením a extruzí plastového filamentu vrstva po vrstvě.
5. V technologii SLS (Selective Laser Sintering) se laser používá k sinterování (spékání) práškového materiálu, obvykle plastu nebo kovu, vrstva po vrstvě.
6. SLM (Selective Laser Melting), neboli selektivní laserové tavení, je technologie aditivní výroby kovů, která využívá lůžko prášku a zdroj tepla k vytváření kovových dílů. Je příbuzná s technologií DMLS (Direct Metal Laser Sintering), obě využívají podobný princip.
7. Technologie SLA a DLP využívají světlo (UV laser nebo projektor) k vytvrzení pryskyřice vrstva po vrstvě, zatímco SLS využívá laser k sinterování práškového materiálu.