3D tisk: Porovnání verzí

Z WikiKnihovna
Přejít na: navigace, hledání
m (16 revizí: IMPORT 1: °import všech stránek v hl. jmenném prostoru z KiskWiki (http://kisk.phil.muni.cz/))
(Související literatura: Kategorie:Hardware)
 
Řádek 88: Řádek 88:
 
* Hod Lipson, Francis C.Moon, Jimmy Hai, Carlo Paventi. 3D-Printing the History of Mechanismus. [online] [cit. 04-11-2011]. Dostupné z WWW: <http://ecommons.cornell.edu/bitstream/1813/2715/1/2003-6.pdf>.
 
* Hod Lipson, Francis C.Moon, Jimmy Hai, Carlo Paventi. 3D-Printing the History of Mechanismus. [online] [cit. 04-11-2011]. Dostupné z WWW: <http://ecommons.cornell.edu/bitstream/1813/2715/1/2003-6.pdf>.
 
* Open3DP (Open 3D Printing): an open 3D printing forum. [online] c2011 [cit. 05-11-2011]. Dostupné z WWW: <http://open3dp.me.washington.edu/>.
 
* Open3DP (Open 3D Printing): an open 3D printing forum. [online] c2011 [cit. 05-11-2011]. Dostupné z WWW: <http://open3dp.me.washington.edu/>.
 +
 +
[[Kategorie:Hardware]]

Aktuální verze z 27. 2. 2012, 00:35

Autor: Kristina Luskačová

Klíčová slova: open source hardware, open source software, 3D tisk, 3D tiskárna, Arduino, trojdimenzový objekt, RepRap

Synonyma:

Související pojmy:

  • nadřazené: tisk, tiskárna, 3D
  • podřazené: RepRap

Charakteristika

3D tisk je proces, při kterém se prostřednictvím specifického zařízení vytváří trojdimezové objekty z vhodného materiálu na základě programové předlohy. Tisk po vrstvách je řízen ovládací elektronikou na základě programové předlohy.

Historie

Počátky technologie 3D tisku spadají do druhé poloviny 20. století, kdy Charles Hull nechal v roce 1986 patentovat technologii stereolitografie.[1] Tato technika spočívá v trojdimezovém laserovém tisku s využitím UV laseru a tekutého fotopolymeru. Před koncem 90. let pak Hull pod hlavičkou jeho nové firmy 3D Systems vytvořil první zařízení tisknoucí v 3D formátu pro širokou veřejnost, tzv. stereolitografický aparát SLA-1. V té době se tomu ještě neříkalo 3D tiskárna, nicméně modely SLA se také staly základem vývoje dnešních 3D tiskáren či CNC strojů. SLA-1 byl využíván pouze beta zákazníky a postupně upravován až přišla na svět podoba SLA-250, která byla nabídnuta široké veřejnosti. StereoLithography Apparatus SLA-1 je doposud k vidění ve Fordově muzeu v Dearborn, Michigan.

Nástup konkurence na trh přinesl nové technologiemi, např. Fused Deposition Modeling (FDM] využívající termoplast či Selective Laser Sintering (SLS) pracující s CO2 laserem a práškovým materiálem.

3D Systems si však dlouho držela vedoucí pozici na trhu. Pro ukázku, do roku 1996 se prodalo přes 600 různých přístrojů SLA po celém světě.

V roce 1993 Massachusetts Institute of Technology (MIT) patentoval technologii Troj-dimenzových tiskařských technik, která pracovala s práškovým materiálem a tekutým spojovačem. Licenci k této technologii poté koupila firma Z Corporation a na její bázi započala vývoj 3D tiskáren jako takových.

Pojem 3D tiskárna tedy pochází až z druhé poloviny 90. let.

Trendy

Po roce 2003, kdy se vývoj technologie urychlil vypršením některých patentových se objevuje nová technologie polyjet, která pracuje s fotopolymerem, který v tenkých vrstvách pokládá na podložku. Hlavice taví plast ze zásobníku a dvojdimenzově ho pokládá na podstavec, který se pohybuje ve třetím směru. Z konkrétních materiálů se využívají Akrylonitrilbutadienstyren (ABS), polyaktid (PLA) či polyetylen (HDPE).

V praxi je tato technologie vhodná i pro 3D tiskárny menších rozměrů, což dává předpoklady pro možnosti domácího nasazení.

Technologie tisku roztaveným plastem jde současně s vývojem malých domácích 3D tiskáren.

Komerční vývoj

Komerční tisk na průmyslových tiskárnách je v současné době kvalitnější a vývojově dál než tisk na domácích nekomerčních tiskárnách, avšak je limitován vývojovými tými a finančními prostředky. Pořízení průmyslové 3D tiskárny je velmi finančně nákladné. V současné době se komerčnímu průmyslovému tisku věnuje řada firem, např. Object Geometries, Stratasys, 3D Systems, EOS GmgH či Z Corporation.

Spolu s technologií polyjet vývoj 3D tiskáren směřuje k podobě malých domácích 3D tiskáren.

Např. firma MakerBot Industries[2] prodává domácí 3D tiskárny ve 3 různých verzích jako stavebnici v základní sadě, luxusní sadě s minimálními nároky na skladbu nebo jako kompletní přístroj. Ceny jednotlivých sad se pohybují v rozmezí 13 000 a 46 000 Kč. Pro software k ovládací elektronice je využíván průmyslový standard STL (Standard Template Library). Domácí 3D tiskárnu lze kompletně pořídit také např. od firmy 2BOT jako produkt s názvem ModelMaker[3].

Nekomerční vývoj

Významným zlomem v odvětví 3D tisku se stal vznik nekomerčního projektu RepRap (Replicating Rapid-prototyper) pod vedením Adriana Bowyera v roce 2006. Projekt na základě principů FOSS (Free and open-source software) a pod GNU GPL (General Public License) poskytuje přístup k technologii 3D tisku a tiskáren a umožňuje uživatelům nízkonákladovou produkci trojdimenzových výrobků. Tato produkce začíná u vlastního návrhu, pokračuje přes samostatně sestavenou 3D tiskárnu a končí u schopnosti reprodukovat až 60% jednotlivých částí zařízení.

Nekomerční vývoj pod záštitou RepRap se rychle blíží kvalitou tisku i uživatelskou přívětivostí technologiím velký firem. A to právě z důvodu následování open source systému. Na vývoji se může podílet kdokoliv, čímž se stává progresivnější a levnější, jelikož není nijak limitovaný.

V současnosti je kladen důraz zejména na vývoj uživatelsky přívětivého softwaru a rychlost tisku. Experimentuje se také s materiálem, jako např. keramická hlína či vesmírný prach.

Nekomerční metodologie

Design výrobků

Vhodných softwarů pro návrhy výrobků modelů je celá řada, ať už zdarma přístupných nebo komerčních. Např. OpenSCAD, Solid Works nebo Autodesk Inventor. Designy lze vytvářet také pomocí Google SketchUp nebo Thingiverse.

Ovládací elektronika

Vytvořené návrhy se následně vkládají do tzv. sliceru - programu, který propočítá jak má tisknoucí hlavice pracovat (trasa hlavice, spotřeba materiálu apod.). Samotná ovládací elektronika pro 3D tiskárnu využívá tzv. vývojový kit Arduino, jež je také dostupný pod otevřenou licencí.

Využití

  • Vzdušný a kosmický prostor
  • Medicínský průmysl
  • Architektura nebo také inženýrství a konstrukce ve stavebnictví
  • Vzdělávání – výuková pomůcka
  • Geografické informační systémy
  • Užitkový design - šperky, obuvnictví, industriální design, plastové štítky s Braillovým písmem, aj.
  • 3D tisk je součástí velmi rychle se vyvíjejícího oboru rapid prototyping[4], jež konstruuje prototypy, testuje různé součástky pro další využití a přispívá k vývoji mechanických konceptů.

Poznámky

  1. THAYER, Jeffrey S. "Competitive Strategic Advantage Through Disruptive Innovation." [online]. c1984. [cit.2011-11-05]. Dostupný z WWW: <http://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/10954/35749974.pdf>.
  2. MakerBot [online]. c2009-2011. [cit.2011-11-05]. Dostupný z WWW: <http://www.makerbot.com/>.
  3. 2Bot ModelMaker [online]. c2005-2011. [cit.2011-11-05]. Dostupný z WWW: <http://www.2bot.com/>.
  4. 3Dtiskarna.cz [online]. c2010. [cit.2011-11-05]. Dostupný z WWW: <http://www.3dtiskarna.cz/>.

Použitá literatura

Související literatura