Jednoduše řečeno je tisk 3D proces, během kterého je digitální 3D model převeden do reálného objektu, kdy jsou výtisky technologie 3D vytvářeny tzv. aditivní technologií, kdy je materiál postupně vrstven na sebe. 3D tisk znamená revoluci v mnoha odvětvích: Architekti mohou tisknout své modely, lékaři kopie orgánů pro přípravu a studium. V průmyslu má 3D tisk uplatnění v prototypování nebo malosériové výrobě. Když jsem byl ještě ve škole a učil se s 3D tiskem, tak jsem přišel na to, že je to pro výuku jeden z nejlepších a nejinteraktivnějších nástrojů. Tisk ve 3D pro firmy znamená hlavně snížení nákladů a posun kupředu.
Prototypy
Příklady z praxe
Prototypy – 3D tisk plastových dílů je v nářaďovně využíván k výrobě prototypových dílů ještě před zhotovením definitivních tvářecích, svařovacích či slévárenských nástrojů.
Měřící nástroje – Využití nachází i při výrobě tvarovek měřících a svařovacích přípravků, kde je urychlena jejich průběžná doba výroby. Tyto díly pomáhají s upnutím dílů vozu (např. kapoty) při svařování a lepení. Dříve byly dodávány externě a vyráběny obráběním plastu, což je drahé a zdlouhavé
Počínaje výrobou Fabie 4. generace jsou všechny tvarovky od integrátorů vyráběny 3D tiskem a údržby mají k dispozici kompletní 3D data mohou si díl v případě poruchy snadno vytisknout na vlastních 3D tiskárnách (tento postup je rychlejší, levnější, není nutné držet zásoby atd.)
Tisk nových dílů – V neposlední řadě také při tisku nových dílů, které jsou vyrobeny a otestovány před nákupem originálních výlisků a to umožňuje zkrácení doby výroby prvních předsériových vozů o cca 2 týdny.
Vylepšená alternativa k originálnímu dílu, který slouží k ochraně kabelů průmyslových robotů ve svařovnách před možným poškozením.
3D Sand Print – Metoda 3D Sand Printu (tisk písku) se využívá pro přímý tisk pískových forem pro lité části lisovacích nástrojů a svařovacích přípravků. Dosud bylo nutné vždy nejprve vyrobit spalitelný polystyrenový model odlitku a zaformovat jej v pískové formovací směsi. Nyní je vytištěna rovnou vlastní písková forma. Výrazně se tím zkrátil čas výroby, zvýšila se čistota a přesnost odlitku. Díky tomu se snížila hmotnost surového odlitku a zkrátil čas následného opracování. Zatím největší odlitek zhotovený metodou Sand Print měřil
3,55 m a vážil 2 350 kg.
3D Metalický tisk – Touto metodou jsou vyráběny díly s komplikovanými tvary chladicích kanálů, které mohou být konvenčními metodami nezhotovitelné. Technologie 3D metalického tisku umožňuje doslova vytvořit otvor za roh. A právě toho se využívá pro výrobu tvarových pozic s konformním chlazením pro lepší chlazení dílů forem tlakového lití hliníku. Konformní chlazení zkracuje dobu tuhnutí odlitku ve formě a tím zvyšuje produktivitu v oddělení hutních provozů.
Princip tisku spočívá v tom, že jemný granulát ocelí o průměru 20 μm – 80 μm je nanášen po vrstvách o síle 50 μm a laserem o výkonu 400W je podle softwarového programu doslova „spékán“ do požadovaného tvaru. Dalo by se to přirovnat k obráběcímu stroji, ale v tomto případě není obráběcím nástrojem nůž, ale laserový paprsek. Vše probíhá v ochranné atmosféře. Záleží na typu prášku, který se užívá jako vstupní surovina. Doba stavby takového dílu je závislá na jeho velikosti – pohybuje se v řádu dnů.
Flexibilní 3D farmy
V oblasti výroby a logistiky využívá automobilka 50 kusů 3D tiskáren, které jsou vzájemně propojeny prostřednictvím speciální sítě. Největší „3D farma“.
Ocenění Svazem průmyslu a dopravy České republiky jako jeden z nejinovativnějších námětů v oblasti Průmyslu 4.0
Tisk respirátorů
Během začátků pandemie COVID19 začala Škoda Auto ve spolupráci s ČVUT vyrábět respirátory za pomoci 3D tisku. Jednalo se v té době o ojedinělý projekt.
3D Scanner
Existuje několik různých metod pro 3D skenování, z nichž každá má své výhody a nevýhody.
Jednou z nejčastěji používaných metod pro 3D skenování je laserové skenování. Tato metoda spočívá v měření vzdálenosti mezi skenerem a objektem pomocí laserového paprsku. Skener odesílá laserový paprsek na povrch objektu a poté měří čas, který trvá, než se paprsek vrátí zpět ke skeneru. Tímto způsobem může skener vytvořit bodový oblak, který obsahuje informace o vzdálenosti, polohy a barvě každého bodu na povrchu objektu.
Další metodou pro 3D skenování je fotogrammetrie. Tato metoda využívá fotografie objektu ze různých úhlů k vytvoření 3D modelu. Skener využívá speciálního softwaru k analýze fotografií a vytvoření 3D modelu z fotogrammetrických dat.
Strukturované světlo je další technologií používanou pro 3D skenování. Tento způsob využívá projekce strukturovaného světla na povrch objektu a následného měření deformace tohoto světla, když narazí na povrch objektu. Tímto způsobem skener vytváří bodový oblak, který obsahuje informace o tvaru, výšce a barvě každého bodu na povrchu objektu.
Tomografie je další metodou používanou pro 3D skenování. Tato technologie využívá rentgenové záření k vytvoření 3D modelu vnitřní struktury objektu. Rentgenové záření prochází objektem a je zachyceno na druhé straně pomocí detektoru, který měří intenzitu záření. Tento proces se opakuje z různých úhlů, což umožňuje vytvoření 3D modelu vnitřní struktury objektu.
Každá z těchto metod má své výhody a nevýhody, v závislosti na použití a požadované přesnosti.
Využití 3D scannerů
3D scannery již běžně využívají:
- Průmyslová výroba: 3D scannery jsou velmi užitečné při návrhu nových produktů a při kontrolním měření hotových dílů. V průmyslu se 3D skenování používá pro vytváření CAD modelů, kontrolu rozměrů a geometrie dílů, vytváření prototypů, návrh forem pro lití a mnoho dalších aplikací.
- Architektura a stavebnictví: 3D skenování se používá k vytváření digitálních modelů staveb a budov, které umožňují rychlou a přesnou kontrolu geometrie a rozměrů. 3D skenování je také užitečné při rekonstrukci a renovaci historických budov, kde umožňuje zachovat a obnovit původní detaily.
- Zdravotnictví: 3D skenování se používá k vytváření digitálních modelů pacientů a anatomických struktur. Tyto modely jsou následně použity při plánování chirurgických zákroků, návrhu implantátů a protéz a k výuce medicínských studentů.
- Kulturní dědictví: 3D skenování se používá pro digitalizaci a archivaci kulturního dědictví, jako jsou památky, sochy, nápisy a další artefakty. Tento proces umožňuje zachovat tyto důležité artefakty pro budoucí generace a umožňuje jejich přístupnost širší veřejnosti.
- Filmový průmysl: 3D skenování se používá pro vytváření digitálních modelů prostředí, postav a speciálních efektů v filmech. Tento proces umožňuje vytvořit realističtější a více detailní vizuální efekty a zjednodušuje postprodukční proces.
- Design: 3D skenování se používá pro tvorbu nových produktů a prototypů. Designer může použít 3D scanner k digitalizaci existujícího produktu a následně upravit jeho design v počítači. To může zrychlit proces vývoje produktů a zlepšit kvalitu výsled