Určite ste to už počuli. Raz budeme mať doma všetci takú krabicu, do ktorej na jednom konci niečo nasypeme a na druhom nám vyjde hrebeň, kefka, skrutka, svietnik… príchod 3D tlače niektorí prirovnávajú k industriálnej revolúcii. Na scenár z predchádzajúcej vety si ešte počkáme, ak sa ho vôbec raz dočkáme, no je isté, že 3D tlačiarne už dnes zásadne zmenili viaceré odvetvia. (Disrupcia, ou jéé!) Nech sa páči, poďme na to!

• Posledných 30 rokov bolo vo výrobe najmä o prototypovaní. Štandardne pri dizajnovaní produktu musíte ísť určitým procesom a krokmi, ktoré na seba nadväzujú, často je ťažké (resp. drahé) sa vrátiť späť a opraviť chybu, treba prejsť celým procesom znovu. Pri 3D tlači je obrovská sloboda navrhovania, testovania, skúšania – preto je to úžasný prorotypovací nástroj.
• Väčšina produktov sa doteraz vyrábala substraktívnou metódou. Najjednoduchšie je to prirovnať k tomu, ako vzniká socha: umelec vezme obrovský kus kameňa a postupne odsekáva jeho časti, čím sa tvorí výsledné dielo. Ak sa pomýli a usekne, kde nemá, má problém.
• 3D tlač ide na to opačne: aditívnou metódou. Začínate s ničím a 3D tlačiareň postupne nanáša materiál vrstvu za vrstvou – predstavte si, ako keby ste na seba postupne ukladali listy papiera jeden za druhým, každý vyrezaný do trochu iného tvaru tak, aby keď budete mať na sebe položených 3000 samostatných listov, voila, máte sochu.
• Aditívna tlač pre fyzické produkty je to, čo bol internet pre digitálne produkty.
• Samotná 3D tlač nie je nič nové; v mnohých oblastiach sa používa už veľmi dlho rutinne. Výrobcovia elektroniky, automobilky a ďalšie veľké odvetvia na to prešli už dávno, ale tie technológie boli extrémne drahé. Zmena nastala v posledných rokoch, keď začala cena padať radikálne dole a dnes si môžete kúpiť domácu 3D tlačiareň od pár stoviek eur. Nižšie obrázok 3D tlačiarne Zortrax M200.

• 3D tlač sa posúva od problémov dizajnu a technológie (to už je do veľkej miery vyriešené) do riešenia škálovateľnosti a prevádzky (aby to celé stálo menej, bolo rýchlejšie a praktickejšie).
• Dôležitý posun bol okolo rokov 2007 a 2008, keď začali expirovať mnohé patenty, veci išli open-source a zásadne sa zlacnili zariadenia (technológia, ktorá stála predtým 18.000 USD, zrazu išla na 400 USD).
• Zároveň nastala explózia materiálov. Dnes už môžete tlačiť vyše 700 rôznych materiálov, v roku 2008 ich bolo 12. Aj keď, vo svete existuje 30.000 polymérov, takže ešte je čo ďalej objavovať 😃 Bežne teda môžete do 3D tlačky dať X druhov plastov, kovov (vrátane striebra a zlata), keramiku, papier (!), biologický materiál a tkanivá (!!), jedlo (!!!). Čokoláda v tvare vašej tváre, anyone?
• Súčasný spôsob výroby a logistiky produktov stojí obrovské peniaze. V USA sa míňa 16% HDP na prepravu a ukladanie vecí. Jedna ropná spoločnosť prišla o 30 miliónov USD, pretože sa pokazila dôležitá súčiastka na jednom z jej zariadení a firma, ktorá ju dodávala, medzitým zanikla. Vo svete vznikajú miliardové straty, pretože firmy a fabriky nezriedka pridlho čakajú na náhradné súčiastky.
• Môžeme potrebovať menej zariadení. Jedna 3D tlačiareň môže vykonávať rôzne činnosti, tlačiť rôznymi materiálmi, rôznymi spôsobmi – kombinácia aditívneho aj substraktívneho – netreba samostatnú mašinu na každú časť.
• 3D tlač prináša oveľa viac ako len možnosť superpresnej customizácie. Aj keď jasné, už aj len slúchatká prispôsobené vášmu uchu sú cool.
• Jednou z najrýchlejšie rastúcich oblastí pre 3D tlač je aktuálne medicína. Kombinuje potrebu individuálneho tvaru (konkrétny orgán alebo tkanivo), prispôsobenia (konkrétnemu človeku / telu) a funkcie (s konkrétnou požadovanou funkciou) = ideálne využitie pre 3D tlač. Každý jeden môže byť úplný unikát.
• Už sa pracuje aj na 3D tlači orgánov (napríklad firma Organovo – nemýliť si s Topankovo a Sušienkovo!) – pečeň a iné tkanivá na lekárske testovanie, no aj komplexnejšie orgány ako kompletné ucho, ktoré počuje lepšie ako ľudské. Plnohodnotné orgány sú však stále iba hudbou budúcnosti. Mašiny stoja od 5.000 USD. 3D tlač zubných implantátov umožní ambulanciám prechod na 100% digitálne fungovanie a predpokladá sa, že len táto oblasť porastie v najbližších 10 rokoch na takmer 1 miliardu USD.

• Moja obľúbená: 3D vytlačená „sadra“. Keď som si pred pár rokmi zlomil ruku a mal som prvýkrát v živote mať ruku zafixovanú, googlil som si to a potešil som sa, že vlastne to vôbec nemusí byť také veľké, ťažké a svrbivé. Aké to sklamanie prišlo, keď som zistil, že môj lekár mi takú nevie dať… Keď sa to však masovo rozšíri, takáto „sadra“ môže byť hotová do 10-20 minút po 3D naskenovaní ruky a za cenu do 30 USD.

• 3D tlačené tabletky. Žiadne ďalšie mixovanie 5 tabletiek každé ráno, žiadne lámanie 125mg pastilky na polovicu, lebo lekárka predpísala nižšiu dávku. Kombinácia všetkých liekov vytlačených do jednej tabletky a presne v objemoch, ktoré potrebuješ ty osobne.
• Tu je pekná infografika, čo všetko sa už kedysi (teda pred asi 2 rokmi) dalo 3D tlačiť v medicíne. Implantáty – ucho, trachea, cievy, pomôcky potrebné na presné operácie, individualizované kolenné a bedrové kĺby, pracuje sa na riešení, ako tlačiť kosti či kožné tkanivo (napríklad na rekonštrukciu po popáleninách).
• Auto vyrobené na 3D tlačiarni? Z veľkej časti už realita. Jedno nám na Singularity University aj priviezli ukázať. Všetky špecifické časti tohto tátoša, na ktorého bol týpek extrémne citlivý, vytlačili na 3D tlačiarni; tradične sa vyrábali iba veci, ktoré je lacnejšie vyrábať masovo (teda, pneumatiky boli klasické). Výrazne to zrýchlilo a zlacnilo celý proces výroby. Motor superšportiaka Koenigsegg turbocharger V8 má 1340 koní a celý je vytlačený ako jeden kus 3D tlačiarňou. Žiadne spoje, nižšia váha, lepší tvar. Už zajtra u vášho dílera Škoda.

• Vložky do topánok, rámy okuliarov, dizajnové vodovodné kohútiky. Nová flauta schopná hrať nové tóny. Vojenské masky, letecké trysky, kostra dronov. Modely fantastických postavičiek, vlastné obaly na telefóny, bábiky. Modely do škôl. Všetko podstatne lacnejšie a rýchlejšie ako doteraz pri výrobe bežným spôsobom.
• Nike predpokladá, že do 5 rokov si budete môcť doma tlačiť ich tenisky. Keď z nich dieťa vyrastie, vytlačíte mu nové, opäť presne na jeho nohu. Koniec vyčvachtaným teniskám po staršom bratovi, do ktorých treba nosiť dvojité ponožky, kým noha dorastie! To isté športovci: na každý pretek topánky podľa aktuálneho stavu nohy, druhý deň zrecykluješ a tlačíš nové. To už je asi trochu psycho extrém, ale viem si predstaviť, že tímy a športovci naháňajúci stotinky sa na to vrhnú.
• 3D tlač budov je zatiaľ nepraktická, najmä pre komplikované rozvody. Základné steny sú ale OK. Veľké uplatnenie to však môže mať pri stavbách, kde je nebezpečné, aby išli ľudia – napr. postavenie nejakých budov alebo konštrukcií v oblasti postihnutej nukleárnou katastrofou môžu odmakať roboty, bez toho, aby sa báli, čo sa s nimi stane.
• Ruka v ruke s 3D tlačou ide 3D skenovanie. Google robí na projekte Tango, vďaka ktorému sa z každého smartfónu môže stať 3D skenovacie zariadenie (a zároveň augmented reality).
• Zjednodušuje sa softvér. Kedysi, ak ste chceli niečo vymodelovať, trvalo veky naučiť sa to poriadne robiť v AutoCADe, ktorý naviac nebol zrovna lacný. Dnes je to zásadne jednoduchšie, zadarmo a vo vašom internetovom prehliadači. Fičia na tom mnohé nové firmy – napríklad aj slovenské Vectary.
• A dokonca to nemusíte ani sami dizajnovať. Počítač môže urobiť základný návrh, vy doladíte len detaily. (Akože keď sa vám páči napríklad ružová motorka.) Nehovoriac o hafe free modelov, ktoré ľudia vytvárajú a uploadujú do verejných knižníc v cloude.
• Už sme o tom minule hovorili, ale áno, aj jedlo postihne 3D tlač. Predstavte si hamburger, kvôli ktorému nezomrela žiadna krava. Na Univerzite v Berkeley vynašli vodivý materiál, ktorý dokážu zakomponovať do vrchnáku mlieka a ten dokáže rozoznať, či už náhodou nie je pokazené.
• No a to všetko hovoríme len o veciach, ktoré existujú dnes a iba riešime ich lepšiu výrobu. Aké možnosti sa nám však otvárajú na tvorbu úplne nových materiálov? Zmenená štruktúra na nano úrovni, 3D výroba v beztiažovom stave, ľahunké mašiny a konštrukcie poháňané vetrom. Tieto inovácie sú drajvované dizajnom a výrobou, nie na základe chémie!
• Brutálne uplatnenie to má pri vyrábaní nástrojov a náhradných súčiastok. Môžu byť komplikovanejšie a vyrábajú sa rýchlejšie. Pri jednej konkrétnej súčiastke pre ponorku americká armáda pôvodne čakala 51 týždňov, kým sa k nej dostala. 3D tlač to skrátila na 8 týždňov, a to sa mi ešte zdá pomalé. 3D tlačiareň na vesmírnej stanici dokáže byť za istých okolností nenahraditeľná.
• Predstavte si šperk, ktorý si nadizajnujete sami doma na počítači a poštou vám príde dokonalý prsteň zo zlata. Vytlačený priamo pre vašu polovičku.
• Okej, ale späť na zem: ako to môže ovplyvniť aj úplne bežné veci ako obchod s nábytkom? Vytlačte si kľučku na vaše dvere úplne na mieru, priamo v obchode.
• Alebo kuriérov. Viete si predstaviť, že z UPS by sa stal… výrobca? A práve toto sa deje: z lokálnych copy-centier sa môžu stať on-demand 3D printing výrobné centrá.

• No a na záver nemôže chýbať trochu psycha: predstavte si lietadlo, ktoré senzormi zistí, že sa mu poškodzuje nejaká súčiastka predtým, ako sa rozpadne. Pošle údaje rovno do cloudu, kde AI nadizajnuje náhradný diel – a keď lietadlo pristane, už môže byť vytlačený a pripravený. MRI, ktorá dizajnuje implantát priamo počas skenovania. Hej, včera som si dal pohár vína, tak hlava ide na špacír 🙂
• Na 3D tlač však treba pozerať triezvo. Jeden týpek sa opýtal, či by mohol takto vytlačiť napríklad plienky. „Nuž, môžeš, ale prečo by si to robil?“ Netreba to ťahať do extrému – masová výroba bude v mnohých prípadoch rádovo lacnejšia a zase až tak vyšší komfort by to kako v plienke vďaka 3D tlači nemalo. Na priamu otázku z publika, či niekedy zaniknú veľké fabriky, odpovedal Andre, že s veľkou pravdepodobnosťou nie. 10 vizitiek si vytlačíš doma. 500 si vytlačíš v lokálnom FaxCopy. 10.000 vizitiek už pošleš tlačiť do tlačiarne. Každé má totiž svoje výhody.
• Bude fascinujúce sledovať, čo 3D tlač urobí s remeslami. Myslím si, že dizajnovú časť môžu čakať zlaté časy; ručná práca však bude pravdepodobne ešte hodnotnejšia, i keď oveľa náročnejšia na kvalitu. 3D tlač otvára možnosti, ktoré jednoducho už žiadny človek rukami nedokáže urobiť – kvôli kombinácii materiálov, veľkosti a pod. Ale zároveň to môže byť ako s hudbou: tieto roky zažíva comeback vinyl, jednoducho preto, že ľudia chcú mať pocit niečoho fyzického, reálneho a ľudského. Creepy postavička pre frajerku ručne vyrezaná z dreva bude mať pre obdarovanú asi stále väčšiu vnútornú hodnotu ako keby bola stiahnutá z online galérie a 3D vytlačená, akokoľvek dokonale. Alebo teda hádam to tak bude 🙂

Na záver treba poznamenať, že 3D tlač si svojou najväčšou „hype“ fázou prešla pár rokov dozadu a aktuálne sú mnohí ľudia z nej skôr rozčarovaní – na consumer úrovni (pre bežných spotrebiteľov) je to stále veľmi pomalé a do veľkej miery obmedzené v možnostiach. Iný príbeh je to v priemysle a dizajne, kde je technológia oveľa pokročilejšia, no bežní ľudia sa s tým teda prirodzene stretávajú oveľa menej. Prínosy, ktoré by 3D tlač mohla mať aj pri výrobe pre mass-market sú obrovské, ale ešte nás čaká prekonať viacero prekážok, kým si našu budúcnosť 3D vytlačíme 🙂