3D tisk a jeho možnosti

3D tisk neboli aditivní technologie je proces, při kterém se vytváří fyzický model z digitální předlohy (3D model). Požadovaného tvaru je dosaženo postupným přidáváním materiálu vrstvu po vrstvě a jedná se tedy o opačný přístup než u běžných subtraktivních technologií.

Typickou subtraktivní technologií je obrábění, kde je materiál naopak odebírán a dochází k velkým ztrátám materiálu ve formě odpadu. Technologie výroby, kde dochází k přidávání materiálu (aditivní), lze rozdělit do tří okruhů viz Obr. 1.

Obr. 1 Okruhy aditivních technologií výroby

Ve zmíněných oblastech se aktuálně aditivní technologie hojně využívají. Jednak je to oblast prototypové výroby (RP). Pro tuto oblast to přináší velkou úlevu z hlediska úspor na výrobu prototypů a nástrojů, které musely být dělané speciálně a na zakázku. Rapid Tooling se zabývá oblastí, kde výrobek bude sloužit jako nástroj pro další technologie. Tato oblast je v dnešní době úzce spojována především s využitím konformního chlazení, které právě díky 3D tisku lze umístit v blízkosti ploch, které chceme chladit, a které bychom pomocí běžných technologií nevyrobily. Poslední zmíněna kategorie Rapid Manufacturing charakterizuje díl jako plně funkční součást, v podstatě již hotový výrobek.

Aditivní technologie zároveň umožňují vyrábět finální díly přímo, bez nutnosti použití dalších technologií. Materiál, ze kterého je postupně z jednotlivých vrstev vytvářen finální produkt, je nejčastěji ve formě prachu (prášku), kapaliny, drátu, nebo pásu. Aby bylo možné vytvořit požadovaný tvar, je nutné přidávaný materiál vhodně natavit, nebo vytvrdit například pomocí laseru, elektronového svazku, plazmy, ultrafialových paprsků, ultrazvukového navařování nebo lepidla. Pro využití aditivních technologií je nejprve nutné získat vstupní data v podobě 3D modelu s využitím SW CAD, nebo pomocí 3D skenování. Další kroky k dokončení výrobku jsou shrnuty v postupu výroby na Obr. 2.

Obr. 2 Postup při výrobě součásti aditivními technologiemi

Aditivní technologie jsou perspektivní a stále rozvíjející se technologií, která disponuje mnoha výhodami i nevýhodami nevýhodami viz Obr. 3.

Obr. 3 Hlavní výhody a nevýhody aditivních technologií

Mezi hlavní výhody patří jednoduchá změna výroby, možnost výroby různých jinak nevyrobitelných tvarů, při konstrukci není nutné hledět na složitost výroby, minimální dodací lhůty, eliminace sestav (komplexnější součásti), nízké požadavky na zkušenost operátora s výrobou. Mezi nevýhody patří produktivita, rozdílné mechanické vlastnosti (ovšem mohou být i výhodou) v porovnání s konvenčními technologiemi (pevnost, tažnost, pórovitost, drsnost povrchu), nutnost podpěr, možné složitější odladění stroje a výrobního procesu.