3D TLAČ A JEJ MOŽNOSTI VYUŽITIA V POLYGRAFICKOM A OBALOVOM PRIEMYSLE
Minule sme si priblížili komerčnú výrobu rôznych súčiastok vhodných aj pre polygrafiu. Dnes sa zameriame na depozíciu termoplastov, ktorá sa často využíva v školstve, v domácnostiach a aj komerčne. Takéto tlačiarne sú cenovo dostupné aj pre bežného používateľa. Tiež si priblížime 3D tlačovú technológiu v medicíne.
Depozícia termoplastov (tlač po vrstvách) dodávaných vo forme filamentov (tlačových strún) vytvára 3D objekty, ktorých pevnosť významne ovplyvňujú podmienky tlače a kvalita termoplastov. Najčastejšie sa používajú termoplaty ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), PLA (PolyLactic Acid, kyselina polymliečna), PC (polykarbonát), PS (polystyrén) a iné termoplasty (PA, PEEK, PEKK, PP) aj v rôznych kombináciách. Na úpravu kvality termoplastov sa pridávajú rôzne aditíva, ktoré zvýšia napr. pevnosť takýchto produktov. Firma Datalan pridáva Kevlar vo forme vlákna, ktoré sa tlačí priamo s termoplastom. Iní výrobcovia pridávajú do termoplastov celulózové vlákna alebo drevité vlákna (40 %), čím sa snažia vyrábať 3D produkty podobné tým prírodným, drevu podobné dotykom alebo vôňou. Okrem pevných 3D objektov sa tlačí aj z flexibilných termoplastov (elastomérov) – gumené strojové časti (napr. rukoväte), mäkké hračky, obuv, potrubie, tesnenia, športové oblečenie a ďalšie, čomu sa venuje napr. Henkel a BASF. Tlač z Nylonu dáva produktom odolnosť voči pretrhnutiu, transparentnosť, či výrazné zníženie absorpcie vody s pevnosťou až 114 MPa. Pre architektov sú k dispozícii filamenty s obsahom mletej kriedy, ktoré po vytlačení vytvárajú pocit, že je objekt z pieskovca. Termochrómny filament dokáže zmeniť farebnosť, napr. termochrómny PLA pri teplote pod 29 °C je nepriehľadný a pri teplote nad 29 °C je priesvitný. Materiál podobný plexisklu možno dosiahnuť tlačou z filamentu z polykarbonátu, ktorý je priesvitný a prepustí až 91 % svetla, má vysokú pevnosť a ešte je aj flexibilný. Niektoré kompozitné materiály obsahujú krátke sklenené alebo uhlíkové vlákna.
Takéto tlačiarne majú v lepšom vybavení aj 3D skener, ktorý dokáže trojrozmerný objekt zoskenovať a vyrobiť 3D tlačový model. Takto zoskenovaný model možno pred ďalšou tlačou ešte upraviť v niektorom z programov určených na vytváranie 3D modelov (CAD/CAM). Skenované objekty by mali mať matný povrch, aby sa presne zachytila správna poloha jednotlivých častí objektu. V prípade zrkadliacich a lesklých objektov výrobca odporúča povrch postriekať špeciálnou odstrániteľnou matnou vrstvou, zväčša bielou, vhodnou na skenovanie.
Najnovšie termotlačiarne využívajú aj farebnú tlač, ktorá sa realizuje ďalšou 3D tlačiarňou, inkjetovou tlačiarňou. Samotný 3D výtlačok sa môže potláčať farebným atramentom inkjetom počas tlače jednotlivých vrstiev. Takto sa v jednej tlačiarni s dvoma tlačovými technológiami (3D a ink-jet) dá vytlačiť priamo farebný 3D objekt. Ďalšou z možností je potlač už hotového priestorového objektu inkjetom s tlačovou hlavou, ktorá sa pohybuje okolo potláčaného objektu (4D tlač). V tomto prípade nemusí byť samotný produkt vyrábaný 3D tlačou, on sa len podľa potreby farebne potlačí, napr. ochranná motocyklová helma.
Tlač rôznych medicínskych náhrad súčastí ľudského tela dnes už nie je problém. Využíva sa na to 3D tlač, pričom sa vychádza z anatomických rozmerov náhrady pre daného človeka. Miesto, do ktorého treba vložiť nejakú medicínsku výplň (väčšinou kosť), naskenujú 3D skenerom a až keď lekár odsúhlasí správny tvar, až potom sa vytlačí náhradná výplň. Takéto tlačiarne sa označujú ako bio-tlačiarne a vyžaduje sa aj sterilné okolité prostredie, sterilná samotná tlačiareň a biokompatibilné netoxické tlačové materiály. Tlačia sa zubné korunky, náhrady kostí (z bio-hydroxyapatitu, z materiálov podobných keramike), koža, očná rohovka a mnohé iné súčasti ľudského tela. Pri kožných a kostných implantátoch existujú aj 3D tlačiarne, ktoré dokážu v reálnom čase tlačiť priamo na povrch tela.
