Každá krizová situace přináší nové hrdiny a jinak tomu nebylo ani v době, na kterou – snad již brzy – budeme vzpomínat jako na celosvětovou pandemii koronaviru. Mezi její hrdiny patřili především lékaři, zdravotní sestry, prodejci v supermarketech či policisté. K nim bychom ovšem mohli přiřadit ještě jednoho, možná trochu nečekaného hrdinu, kterým je technologie 3D tisku a komunita okolo ní. Ty totiž hrály nezastupitelnou roli v celé řadě iniciativ boje proti koronaviru a umožnily rychle reagovat na nečekané potřeby.

„3D tisk je technologií, která díky unikátní schopnosti rychle převést digitální modely navržené na počítači do fyzické podoby umožňuje takřka okamžitě zhotovit výrobní prototyp a rapidně tak zrychlit testování a tím i celý vývoj výrobků směrem k jejich optimálnímu technickému řešení,“ přibližuje největší sílu 3D tisku Michal Kovařík, který vedl tým Fakulty stavební ČVUT v oblasti 3D tisku při pomoci proti pandemii.

Na této superschopnosti 3D tiskáren se shodují všichni námi oslovení odborníci z oblasti 3D tisku, kteří na vzniklou situaci reagovali za pomoci této technologie. Od Josefa Průši či Davida Miklase přes společnost Y Soft a automobilku Škoda Auto až po experty z ČVUT. Ti všichni přinášeli řešení, jak v době krize bojovat proti viru a jeho šíření.

Jak ona superschpnost 3D tisku vypadala v praxi, osvětlila Alena Nováková z Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT, který stojí za vývojem ochranné polomasky CIIRC RP-95.

„Jedině při využití 3D tisku bylo možné, aby za 7 dní vzniklo 7 různých prototypů těla masky. Pomocí 3D tisku jsme vyrobili i formu, do které se odlévalo silikonové těsnění. I zde jsme mohli flexibilně upravovat dle potřeby, a to v rekordním čase. Rychlost byla klíčovým elementem, o které se standardní průmyslové výrobě ani nezdá. Data pro výrobu masky jsme potom zdarma sdíleli majitelům vhodných tiskáren po celém světě,“ popisuje Nováková s tím, že ochrannou masku si díky tomu lze vytisknout kdekoliv na světě.

V tomto ohledu značně pomohla komunita, která se kolem technologie 3D tisku vytvořila. Díky ní mohly být nejen ochranné pomůcky vyvinuté v Česku zhotovovány na tiskárnách po celém světě, ať už v profesionálních laboratořích či v domácnostech obyčejných nadšenců. Sílu komunity stojící za 3D tiskem potvrzuje také Elke Heissová, marketingová ředitelka společnosti Y Soft, která nabízí řešení spojená s 3D tiskem.

„Kolem 3D tisku funguje silná komunita nadšenců, nalezneme například množství webů, kde lidé s hrdostí sdílejí návody pro tisk funkčních pomůcek, které pomáhají lidem v každodenním životě. Když se tito lidé najednou ocitli doma a viděli, že vznikla potřeba obličejových masek a štítů, vrhli se na tisk a začali si vzájemně vylepšovat své návrhy,“ říká Heissová. Stejně jako oni se do vytváření ochranných pomůcek pustil i Y Soft, který po celém světě daroval na 42 tisíc obličejových masek a štítů.

O tvorbě obličejových štítů pomocí 3D tisku ví své také Josef Průša z Prusa Research, které vytvořilo na 200 tisíc kusů celoobličejových štítů. A i v tomto případě se ukázala síla celé komunity a dalších lidí, kteří chtěli pomoci.

„Přímé náklady budou někde kolem 8 milionů korun, z toho 2,5 milionu nám ale přispěli lidé na transparentní účet. Díky tomu, kolik jsme dodali ochranných pomůcek my a komunita 3D tiskařů, která vyrobila dalších odhadem 100 tisíc kusů, jsme ochránili lidské životy,“ říká s radostí Josef Průša, jehož prodeje 3D tiskáren vzrostly během pandemie zhruba dvojnásobně.

Nebyly to ovšem jen štíty, na které byl charakteristicky oranžový filament 3D tiskáren Josefa Průši a jeho týmu přetvářen. Průša se angažoval i v projektu CovMask, který přetvářel šnorchlovací masku na ochrannou pomůcku pro lékaře.

„V CovMask jsme dokázali zmobilizovat početnou českou komunitu 3D tiskařů v čele s Josefem Průšou a vyrábět tak denně více než 700 kusů redukcí, které propojovaly masku s filtrem. S kapacitními možnostmi 3D tisku jsme tak bojovali počtem 3D tiskáren, kterých bylo v projektu zapojeno více než 100. Hned jak to ale bylo možné, nechali jsme si zhotovit vstřikolisovou formu a dílce začali vyrábět v mnohem větších sériích,“ vysvětluje David Miklas, který je jednou z hlavních postav příběhu CovMask.

Ve velkém se rozběhla také výroba již zmíněných polomasek CIIRC, kterou si vzala na starost automobilka Škoda Auto. Ta totiž jako jeden z mála subjektů u nás disponovala potřebnou technologií umožňující výrobu daného typu ochranné pomůcky.

„Jakmile se zjistilo, že tiskárnami, které to umožňují, disponuje jenom několik firem a institucí v Česku a Technický vývoj Škoda Auto je mezi nimi, neváhali jsme a své kapacity nabídli,“ říká Jaroslav Kafka z oddělení stavby modelů a prototypů, které jinak tiskárnu HP Jet Fusion 540 využívá k tisku modelů automobilů a součástek do vyvíjených prototypů.

Čas vrátit se do starých kolejí

Nebýt těchto iniciativ, možná by byl koronavirus pro Českou republiku větším problémem. Nyní již můžeme říci, že je situace stabilizovaná a pojem koronavirus s každým novým dnem rezonuje o něco méně, byť na něj rozhodně není radno zapomínat. I to je nicméně důvod, proč se společnosti, které pomohly, když to bylo nejvíce potřeba, opět pomalu vracejí ke své původní činnosti.

„Jak napovídá název našeho oddělení Stavba modelů a prototypů, vracíme se k původnímu zadání. 3D tisk částí respirátorů pomohl zejména tím, že umožnil okamžitě začít dodávat právě vyvinutý produkt. Souběžně se však hledala technologie, která by umožnila efektivní a masovou výrobu. Lze však říct, že pokud budeme moci v budoucnu pomoct, tak určitě víme, jak na to, a nezůstaneme stranou,“ říká Jaroslav Kafka ze Škodovky.

Podobně je na tom v současné době také Y Soft, který se chce nyní zaměřit na vzdělávání v oblasti 3D tisku. „I když jsme v případě potřeby schopni vyrábět obličejové štíty a masky, není to naše hlavní oblast obchodní činnosti, ale budeme i nadále podporovat vzdělávání pomocí 3D tisku a budeme i nadále vyvíjet další plány výuky 3D tisku,“ říká marketingová ředitelka Y Softu Elke Heissová.

A v tempu tisku ochranných pomůcek zvolnil také Josef Průša. Nicméně sám říká, že v případě potřeby by pro něj nebyl problém vrátit se do původních obrátek tisku štítů.

„Štíty stále vyrábíme. Už bereme, že ta urgence je menší, ale stále je nemocnicím, lékařům, policistům nebo školám rozdáváme zdarma, pokud je akutně potřebují a nemají čas to tahat přes jejich nákupní oddělení. Nedávno jsme také dokončili jejich CE certifikaci, takže štíty už můžeme i ‚legálně‘ prodávat ostatním, třeba kadeřníkům, prodavačům a podobně. Kdyby bylo potřeba, jsme schopni štítů dlouhodobě vyrábět i stovky tisíc měsíčně,“ říká Průša.

O 3D tisku je slyšet

3D tisk nabídl pomocnou ruku v celé řadě případů, což ovšem pomohlo i samotnému 3D tisku. „Pro mě je zvláště cenný posun v oblasti rozšíření povědomí veřejnosti o 3D tisku, jehož výhody a praktické využití byly dosud známy převážně úzkému okruhu profesionálů a nadšenců,“ pochvaluje si Michal Kovářík z ČVUT fakt, že o 3D tisku dnes ví daleko více lidí než před vypuknutím pandemie.

V tomto ohledu s ním souhlasí také kolega z Fakulty strojní ČVUT Libor Beránek, který ovšem upozorňuje na to, že v některých případech byl 3D tisk glorifikován až přespříliš. „Opět se rozjela marketingová kampaň, která přisuzovala 3D tisku nereálné vlastnosti z pohledu produktivity či kvality samotných dílů. Stejná vlna zde byla i před zhruba 5 až 8 lety, kdy ještě uživatelé neměli s 3D tiskem dostatečné zkušenosti, jak pozitivní, tak negativní.“

3D tisk dnes ale neoslovuje pouze „domácí“ uživatele. Začíná si hledat cestu i do produkce celé řady firem, které objevují jeho kouzlo. „Řada firem si uvědomila, že mohou 3D tisku využít pro tisk některých potřebných dílů, na jejichž dodání by musely dlouho čekat, nebo specifických dílů, které se sériově nevyrábí. 3D tiskárny se tedy rychleji stávají součástí firem, a to i proto, že mnohé typy jsou cenově stále dostupnější,“ vysvětluje Alena Nováková z ČVUT.

„Myslím, že posledních několik měsíců ukázalo, že 3D tisk není raketová věda, snadno se učí a je zábava díky němu vytvářet věci. Také vidíme trend, kdy se díky poptávce 3D tisk posouvá z okrajové výroby více k průmyslovému 3D tisku. 3D tisk ve vzdělávání bude i nadále růst,“ přidává svůj názor na popularizaci 3D tisku Elke Heissová z Y Softu.

3D tisk běžnou součástí domácností

S rostoucí popularitou 3D tisku se nabízí otázka, zda se 3D tiskárnám podaří stát se v příštích několika letech masově rozšířenou technologií. Představa toho, že si budeme moci pomocí 3D tisku sami vyrábět a opravovat celou řadu věcí, zní lákavě, ovšem možnost jejího využít trochu limitují nároky, které jsou na uživatele 3D tiskáren kladeny.

„Že se 3D tiskárny stanou běžnou součástí domácností, jsme s Josefem Průšou před 10 lety hrdě tvrdili. Nicméně dnes na to už mám trochu skromnější názor. 3D tisk je velmi užitečná technologie, nicméně k ní je potřeba zvládat alespoň základy 3D modelování. Dokud nebude k dispozici dostatečně jednoduchý způsob vytváření contentu pro 3D tisk, nevěřím, že by se 3D tiskárny smysluplně do domácností prodávaly právě tak jako běžné 2D tiskárny,“ míní David Miklas, který právě Y Softu před lety prodal svou firmu be3D.

Podle něj zatím najdou 3D tiskárny uplatnění zejména u domácích kutilů či hardwarových vývojářů a Josef Průša k tomu dodává: „3D tiskárna je univerzální nástroj – spíše ji můžete přirovnat k nástroji, který máte v garáži nebo dílně, než ke klasické tiskárně na papír nebo třeba televizi. K užívání 3D tiskárny musíte být kreativně naladění a musíte chtít něco vytvářet a třeba i změnit.“

Nicméně ani ti, kteří nesplňují kritéria zmíněná Josefem Průšou, nemusí smutnit. 3D tisk by se podle Elke Heissové mohl postupně stávat dostupnější také těm, kteří si na 3D tisk nevěří.

„Mám pocit, že dalším krokem po výuce budou sdílené tiskařské dílny, kam si můžete vzít svůj 3D tiskový soubor a nechat si jej vytisknout za vás. V tomto směru spatřujeme první kroky v zemích po celém světě. Vidíme také nárůst 3D tisku v otevřených digitálních dílnách a sdílených kreativních prostorech,“ popisuje Heissová.

Technologie s velkým potenciálem

V 3D tisku je bezesporu ukryta budoucnost mnoha stávajících a zcela nových oborů. Ve kterém z nich bude hrát 3D tisk tu nejvýznamnější roli, je nyní těžké, ba dokonce zcela nemožné předpovídat. Vývoj v této oblasti jde kupředu raketovým tempem, a to, co se ještě před rokem zdálo nemožné, se dnes stává realitou.

„Očekáváme výrazné rozšíření sortimentu materiálů, a to nejen z hlediska jejich mechanických vlastností, ale i například elektrické vodivosti, využití barev a podobně. V oblasti metalického tisku je možno očekávat výrazný posun v produktivitě a možnosti tisknout velké tiskové úlohy. Dále určitě velký ‚boom‘ proběhne u objemového tisku plastů a stavebních materiálů,“ nastiňuje svou vizi budoucnosti 3D tisku Jaroslav Kafka ze Škoda Auto.

Velké chvilky 3D tisku ve stavebnictví očekává také Michal Kovařík z ČVUT. Stavebnictví je podle něj jedním z posledních odvětví s nulovým zastoupením robotizace, vysokým zastoupením ruční práce a značnou úrazovostí, což by mohl 3D tisk změnit.

„3D tisk má šanci být technologií, která díky robotickému charakteru výroby a schopnosti vyrábět počítači optimalizované konstrukce organických tvarů zvýší efektivitu a bezpečnost výstavby při současném snížení energetické náročnosti budoucích staveb,“ míní Kovařík.

Podle Davida Miklase je budoucnost 3D tisku ukryta především ve výrobě potřebných věcí, rychlém prototypování a ve vývoji hardwarových produtků. „A v neposlední řadě ve vzdělávání. Učit se tvořením je dle mé zkušenosti nejzábavnější a nejefektivnější forma,“ připomíná Miklas.

Tímto směrem se ubírá i vize Y Softu, jak popisuje jeho marketingová šéfka: „Lekce v naší be3D Academy pomáhají zaujmout a udržet pozornost studentů, zatímco se učí přírodovědu, fyziku, biologii, matematiku a technické předměty. Celé naše 3D tiskové prostředí je přizpůsobeno pro výuku a díky našemu 3D tiskovému řešení mohou učitelé a studenti začít využívat 3D tisk kreativním a užitečným způsobem.“

Jak ovšem vysvětluje Libor Beránek z Fakulty strojní ČVUT, aby mohl 3D tisk všechny tyto vize naplnit, je nutné vyřešit řadu překážek. Podle Beránka se jedná hlavně o dvě věci. Prvním problémem jsou znalosti výhod a nevýhod v oblasti 3D tisku, které umožní navrhovat díly určené přímo pro 3D tisk.

„Říká se tomu technologičnost konstrukce. V oblasti klasických technologií jsou tyto znalosti a zkušenosti mezi techniky mnohdy i stoleté, u 3D tisku jsme zatím v plenkách,“ vysvětluje Beránek.

Druhým problémem je podle něj usnadnění tzv. postprocessingu. „Při prezentování 3D tisku v médiích se většinou ukazuje model dílu v CAD a hotový produkt a je tady snaha vzbudit zdání, že z tiskáren padají hotové díly, stejně jako z klasické tiskárny padají potištěné stránky, tak to ovšem není,“ připomíná Beránek.

Po samotném tisku je okolo vytištěného objektu ještě celá řada práce, která se neobejde bez přítomnosti lidského faktoru. Dokud nebude také tento problém překonán, nelze 3D tisk a všechna jeho odvětví plně automatizovat. Pokud se ale podaří odstranit i tyto problémy, může se z 3D tisku stát nový stavební kámen naší společnosti.