Aditivní výroba – termín, který možná málokterý čtenář dnešního článku slyšel. Ale je vám znám termín 3D tisk? To už nejspíše ano. V dnešním článku si tedy povíme, co je to aditivní výroba, kde se vzala a v jakých odvětvích se s aditivní výrobou setkáme, v čem spočívá její výhoda a jak nám může ulehčit každodenní život. Kromě jiného se i dozvíte, jak bude vypadat budoucnost aditivní výroby.
Obsah
Co je to aditivní výroba?
Aditivní technologie – známá také jako 3D tisk – je proces vytváření trojrozměrných pevných objektů na základě digitálního modelu. Při tomto postupu se objekt vyrábí přidáváním vrstev materiálu jednu po druhé, dokud není celý tvar kompletně dokončen.
Každá vrstva představuje tenký horizontální řez výsledného objektu a společně tvoří jeho konečnou podobu. Tento způsob výroby umožňuje velmi přesnou kontrolu nad tvarem a strukturou produktu. Díky tomu je 3D tisk ideální pro tvorbu složitých designů a prototypů s minimálním množstvím odpadu.
Co znamená subtraktivní a aditivní metoda výroby?
Subtraktivní výroba je tradiční proces, při kterém se z pevného bloku materiálu (např. kovu či plastu) odebírá materiál pomocí metod jako frézování, soustružení nebo vrtání, dokud nevznikne požadovaný tvar.
Naopak, aditivní výroba, známá také jako 3D tisk, vytváří objekty přidáváním materiálu vrstvu po vrstvě na základě digitálního modelu. Zatímco subtraktivní metody mohou být omezené při tvorbě složitých geometrií, aditivní výroba umožňuje efektivní realizaci i velmi komplexních tvarů.
Stručná historie 3D tisku
Počátky 3D tisku sahají do Japonska na počátku 80. let 20. století, kdy Hideo Kodama v roce 1981 vyvinul metodu vrstvení fotocitlivé pryskyřice vytvrzované UV světlem pro rychlou výrobu prototypů. Ačkoliv si tuto technologii nepatentoval, je považován za průkopníka stereolitografie.
V roce 1986 získal Chuck Hull patent na tuto technologii a založil společnost 3D Systems Corporation, která uvedla na trh první komerční 3D tiskárny. Následně Carl Deckard v roce 1988 patentoval technologii selektivního laserového spékání, což vedlo k rychlému rozvoji aditivní výroby. Od 90. let 20. století se 3D tisk stal dostupnějším, což umožnilo jeho širší využití a neustálý technologický pokrok.
Aditivní výroba dnes
Aditivní výroba se stává klíčovou technologií v moderním průmyslu. Umožňuje efektivní výrobu složitých produktů snižováním nákladů a zkrácením času potřebného k uvedení na trh.
V České republice využívá tuto technologii 26 % velkých podniků, zatímco u menších firem je toto číslo nižší, což naznačuje prostor pro další růst a adopci. Ačkoli dominantními materiály zůstávají plasty a keramika, současný vývoj umožňuje tisk z téměř jakéhokoliv materiálu, otevírající nové možnosti v různých odvětvích.
Výhody a nevýhody 3D tisku
3D tisk nabízí velkou volnost při navrhování, protože umožňuje výrobu i velmi složitých tvarů bez omezení tradičních metod. Výroba může začít ihned po vytvoření digitálního modelu a tovýrazně šetří čas i náklady, zejména při tvorbě prototypů nebo malých sérií. Navíc generuje minimální odpad a umožňuje rychlé změny designu bez nutnosti složitých úprav výrobního procesu.
Naproti tomu ovšem nalezneme v 3D tisku i jisté nevýhody. Výrobky mívají kvůli vrstvené struktuře často drsnější povrch, který je třeba dále upravit. Navíc výsledné díly mohou mít anizotropní vlastnosti, což znamená, že jejich pevnost a chování se mohou lišit podle směru tisku. Nutno dodat, že 3D tiskárna je stále poměrně nákladná záležitost.
Pár slov na konec
Aditivní výroba představuje revoluční krok ve způsobu, jakým přistupujeme k výrobě. Umožňuje efektivní, flexibilní a ekologičtější tvorbu produktů s širokým uplatněním napříč průmyslovými odvětvími.
Přestože má svá technologická omezení a vyžaduje vyšší počáteční investice, její přínosy – jako je rychlá výroba prototypů, minimalizace odpadu a možnost tvorby složitých tvarů – z ní činí technologii s obrovským potenciálem do budoucna. S dalším vývojem a zlevněním zařízení lze očekávat, že se 3D tisk stane běžnou součástí nejen průmyslové výroby, ale i každodenního života.
Zdroje: 3Dees, ČVUT, Westcam, NCP40
Kamila Tomková je vášnivou čtenářkou knih – zejména těch s fantasy tématikou, ale nepohrdne ani klasickou literaturou. Ve svém volném čase ráda vaří a zkouší nové recepty, nebo tráví čas se svými nejbližšími a přáteli nad sklenkou dobré kávy či vína. Psaní ji provází od základní školy a snaží se ve svém koníčku stále zdokonalovat.