Aditívna výroba – pojem, ktorý možno mnohým čitateľom dnešného článku znie neznámo. Ale poznáte pojem 3D tlač? Ten pravdepodobne áno. V dnešnom článku si preto povieme, čo je to aditívna výroba, kde má svoj pôvod, v akých odvetviach sa s ňou stretávame, aké sú jej výhody a ako nám môže uľahčiť každodenný život. Okrem iného sa dozviete aj to, ako bude vyzerať budúcnosť aditívnej výroby.
Obsah
Čo je to aditívna výroba?
Aditívna technológia – známa tiež ako 3D tlač – je proces vytvárania trojrozmerných pevných objektov na základe digitálneho modelu. Pri tomto postupe sa objekt vyrába pridávaním vrstiev materiálu jednu po druhej, až kým nie je celý tvar kompletne dokončený.
Každá vrstva predstavuje tenký horizontálny rez výsledného objektu a spoločne tvoria jeho konečnú podobu. Tento spôsob výroby umožňuje veľmi presnú kontrolu nad tvarom a štruktúrou produktu. Vďaka tomu je 3D tlač ideálna na tvorbu zložitých dizajnov a prototypov s minimálnym množstvom odpadu.
Čo znamená subtraktívna a aditívna metóda výroby?
Subtraktívna výroba je tradičný proces, pri ktorom sa z pevného bloku materiálu (napr. kovu či plastu) odoberá materiál pomocou metód ako frézovanie, sústruženie alebo vŕtanie, až vznikne požadovaný tvar.
Naopak, aditívna výroba, známa aj ako 3D tlač, vytvára objekty pridávaním materiálu vrstvu po vrstve na základe digitálneho modelu. Zatiaľ čo subtraktívne metódy môžu byť obmedzené pri tvorbe zložitých geometrických tvarov, aditívna výroba umožňuje efektívnu realizáciu aj veľmi komplexných tvarov.
Stručná história 3D tlače
Začiatky 3D tlače siahajú do Japonska na začiatku 80. rokov 20. storočia, keď Hideo Kodama v roku 1981 vyvinul metódu vrstvenia svetlocitlivej živice vytvrdzovanej UV svetlom pre rýchlu výrobu prototypov. Hoci si túto technológiu nepatentoval, je považovaný za priekopníka stereolitografie.
V roku 1986 získal Chuck Hull patent na túto technológiu a založil spoločnosť 3D Systems Corporation, ktorá uviedla na trh prvé komerčné 3D tlačiarne. Následne Carl Deckard v roku 1988 patentoval technológiu selektívneho laserového spekania, čo viedlo k rýchlemu rozvoju aditívnej výroby. Od 90. rokov sa 3D tlač stala dostupnejšou, čo umožnilo jej širšie využitie a neustály technologický pokrok.
Aditívna výroba dnes
Aditívna výroba sa stáva kľúčovou technológiou v modernom priemysle. Umožňuje efektívnu výrobu zložitých produktov, znižuje náklady a skracuje čas potrebný na uvedenie na trh.
V Českej republike využíva túto technológiu 26 % veľkých podnikov, zatiaľ čo u menších firiem je toto číslo nižšie, čo naznačuje priestor na ďalší rast a adopciu. Hoci dominantnými materiálmi zostávajú plasty a keramika, súčasný vývoj umožňuje tlač z takmer akéhokoľvek materiálu, čím sa otvárajú nové možnosti v rôznych odvetviach.
Výhody a nevýhody 3D tlače
3D tlač ponúka veľkú voľnosť pri navrhovaní, pretože umožňuje výrobu aj veľmi zložitých tvarov bez obmedzení tradičných metód. Výroba môže začať ihneď po vytvorení digitálneho modelu a výrazne šetrí čas aj náklady, najmä pri tvorbe prototypov alebo malých sérií. Navyše generuje minimálny odpad a umožňuje rýchle zmeny dizajnu bez nutnosti zložitých úprav výroby.
Na druhej strane má však aj nevýhody. Výrobky majú často kvôli vrstvenej štruktúre drsnejší povrch, ktorý si vyžaduje ďalšiu úpravu. Okrem toho môžu mať diely anizotropné vlastnosti, čo znamená, že ich pevnosť a správanie sa môže líšiť podľa smeru tlače. Netreba zabudnúť, že 3D tlačiareň je stále pomerne nákladná záležitosť.
Záverečné slovo
Aditívna výroba predstavuje revolučný krok v tom, ako pristupujeme k výrobe. Umožňuje efektívnu, flexibilnú a ekologickejšiu tvorbu produktov s širokým uplatnením naprieč priemyselnými odvetviami.
Aj keď má svoje technologické obmedzenia a vyžaduje vyššiu počiatočnú investíciu, jej prínosy – ako rýchla výroba prototypov, minimalizácia odpadu a možnosť tvorby zložitých tvarov – z nej robia technológiu s obrovským potenciálom do budúcnosti.
S ďalším vývojom a znižovaním nákladov na zariadenia možno očakávať, že sa 3D tlač stane bežnou súčasťou nielen priemyselnej výroby, ale aj každodenného života.
Zdroje: 3Dees, ČVUT, Westcam, NCP40
Kamila Tomková je vášnivou čitateľkou kníh – najmä tých s fantasy tématikou, ale nepohrdne ani klasickou literatúrou. Vo svojom voľnom čase rada varí a skúša nové recepty, alebo trávi čas so svojimi najbližšími a priateľmi nad pohárom dobrej kávy či vína. Písanie ju sprevádza od základnej školy a snaží sa vo svojom koníčku stále zdokonaľovať.