Technologie 3D tisku zažila během posledních několika let obrovský boom a získala si miliony nadšených fanoušků po celém světě. Každoročně vznikají desítky nových projektů, které přinášejí do této oblasti technologické inovace, další způsoby využití nebo dokonce nové tiskárny. Na trhu jsou tedy k dostání různě kvalitní 3D tiskárny. Od čínských kopií za pár stovek dolarů, až po tiskárny od světových gigantů, jako je například Hawlett-Packard.
Dnešní článek je o projektu ENABLING THE FUTURE, což je globální síť zhruba 8000 nadšenců složená z inženýrů, designérů, protetiků, učitelů, studentů, ale i rodičů, kteří navrhují a tisknou protézy horních končetin pro ty, co nemají přístup ke správné lékařské péči nebo si nemohou dovolit protézu vyrobenou konvenčními metodami.
Dobrovolníci z e-NABLE komunity tisknou protézy pro postižené s vrozenými vývojovými vadami, pro pacienty po různých vážných onemocněních nebo pro lidi zasažené přírodními katastrofami a válkami.
Celý projekt vznikl v roce 2011, kdy Ivan Owen vytvořil funkční steampunkovou ruku, o které udělal krátké video na YouTube. Po vydání videa obdržel Ivan email od muže z Jihoafrické republiky, který při nehodě přišel o prsty na ruce a žádal o pomoc.
Krátce poté přišel další email s žádostí o pomoc, tentokrát se jednalo o chlapce, který se narodil bez prstů na pravé ruce.
Ivan se začal zkoumání protetiky věnovat naplno a brzy přišel s prvním prototypem, rozhodl se kontaktovat firmu s 3D tiskárnami, která mu poskytla 2 nové tiskárny a společně vytvořili úplně první funkční protézu pro malého chlapce. Zde odstartoval celý projekt ENABLING THE FUTURE.
Během prvních dvou let se komunita kolem Ivana rozrostla ze 100 členů na neuvěřitelných 7000, díky čemuž byla organizace schopna ročně vyprodukovat přes 2000 protéz pro lidi ve více než 45 zemích celého světa. Díky práci dobrovolníků byly všechny náhrady pro koncové uživatele zcela zdarma.
Kromě Ivana stojí v čele organizace několik dalších dobrovolníků, mezi ty hlavní patří Jen Owen, což majitelka, zakladatelka a primární tvůrce obsahu stránek enablingthefuture.
org, dalšími výraznými představiteli jsou Jon Schull, Jeremy Simon a Maria Esquela, kteří se starají o správu webové aplikace, návrhy designů a mentorskou činnost.
Dnes na webových stránkách naleznete velké množství designů protéz společně s tutoriály a podrobnými informace, které vám umožní se snadno a rychle zapojit do spolupráce. Jediné, co potřebujete, je 3D tiskárna a drobný finanční obnos, který jste ochotni zaplatit za součástky potřebné ke složení protézy.
ENABLING THE FUTURE samozřejmě není jediná nezisková organizace, která se zabývá výrobou náhrad pro postižené, stačí se podívat na internet a rychle naleznete organizace se stejným, nebo podobným úmyslem jako má právě e-NABLE. Příkladem je organizace limbitless-solutions.
org, která vytváří velmi kvalitní myoelektrické protézy. Robert Downey Jr. se dokonce zúčastnil předání jedné takové protézy malému chlapci. Protéza byla totiž navržena podle jedné z jeho nejznámějších filmových rolí, role Iron Mana. (celý článek společně s videem naleznete zde: https://3dprint.com/50693/robert-downey-jr-iron-man-arm/)
Autor designu: Albert Manero
Tento článek se dotýká problematiky financování a způsobu výroby protéz v dnešní společnosti. Pojišťovny sice v určitém množství protézy pacientům hradí, ale jedná se o zdlouhavý proces, který může trvat až několik měsíců, neboť pro pacienty starší 18 let musí dojít ke schválení revizním lékařem.
Nejčastěji schváleným typem protéz jsou standartní protézy s kosmetickým nebo mechanickým jádrem, na jejichž uhrazení má pacient nárok jednou za 2 roky. U myoelektrických protéz je to jednou za 5 let a musí být splněna přísná kritéria.
Příčinou takového přístupu pojišťoven jsou ekonomické důvody, neboť výroba protéz je velmi nákladná. 3D tisk by tyto náklady dokázal podstatně snížit, a zároveň by dokázal zrychlit výrobu. Dalším pozitivem je variabilita, kterou 3D tisk poskytuje.
Pacienti by si mohli vybírat z obrovského množství designů bez obav z navyšování celkové ceny náhrady, a zároveň se cítili lépe s protézou, kterou si sami zvolili.
Toto téma je však stále spíše budoucnost, co však budoucnost není je projekt ENABLING THE FUTURE, proto se neváhejte podívat na jejich webové stránky a třeba to budete právě vy, kdo vytiskne protézu pro dalšího vděčného pacienta.
Průmysl, astronautika i lékařství: k čemu se 3D tisk využívá?
3D tiskárny už dávno nemají své místo jen na stole technologických nadšenců. Trojrozměrný tisk pronikl i do průmyslu a lékařství a stal se byznysem s miliardovými obraty. 3D tiskárny navrací nemocným zdraví, zlevňují a urychlují výrobu – a zásadní roli budou hrát při osidlování Měsíce a Marsu.
O principu trojrozměrného tisknutí jsme podrobně psali v jednom z předchozích článků, proto jen pro připomenutí: 3D tisk je metoda, kdy se z digitální předlohy (získané např. 3D skenováním) postupným vrstvením materiálu – nejčastěji roztaveného plastu – tiskne fyzický objekt.
Tisknout se dají propracované objekty v nanometrovém rozlišení i obří výrobky dosahující velikosti až 10 metrů. Vedle domácího tisknutí pro zábavu už 3D tiskárny do průmyslových provozů, kde se (jako tzv. aditivní výroba) zařadily po bok obrábění, soustružení a dalších výrobních procesů.
K čemu přesně se ale 3D tisk využívá?
Průmysl: tisk prototypů i náhradních dílů
3D tisk je oblíbeným nástrojem především v automobilovém a leteckém průmyslu, kde zkracuje dobu mezi návrhem a výrobou prototypu. Vedle toho produkují 3D tiskárny montážní pomůcky (např. upínací díly), lisovací formy nebo náhradní kovové součástky do výrobních zařízení.
Údržbáři tak na náhradní díly nečekají několik týdnů, ale jen pár hodin – dokud se součástka nevytiskne. Tisknutí z kovu (titanu, hliníku, oceli a dalších) funguje na principu laserového spékání kovového prášku. Na ukázku se podívejte ve videu:
Do povědomí se dostává také tisknutí z keramiky. Využívá se třeba pro výrobu žáruvzdorných dílů do pecí nebo produkci součástek pro vysokonapěťové systémy. Relativní novinkou je tisknutí odlehčených, pevných dílů z karbonového kompozitu.
3D tiskárny jako průkopník lidského poznání
Vedle tisknutí dílů pro palivové systémy a další letecké komponenty se pozornost vědců a inženýrů zaměřuje na možné využití 3D tisku při stavbě trvalých osídlení na Měsíci a Marsu.
Technologie tisku ze stavebních surovin (směsi betonu, písku a sklolaminátu) je odzkoušená, a přestože do stavební praxe zatím nepronikla, ukazuje možnou cestu budoucího osidlování těles ve Sluneční soustavě.
3D tisk obytných komplexů by kolonizaci Marsu i Měsíce výrazně zlevnil. Stačilo by vynést a dopravit jen klíčové komponenty staveb – zbytek by vyrobila soustava tiskáren z místních surovin přímo na místě budoucí kolonie.
Důležité je to mj. proto, že měsíční a marťanská obydlí by bylo potřeba odstínit od silného, vysoce nebezpečného UV záření.
Na Měsíci se nabízí využití horniny zvané regolit, v případě Marsu by bylo možné použít všudypřítomný písek. 3D tiskárny ve vesmíru ostatně nejsou žádnou novinkou.
Na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) pokusy s trojrozměrným tiskem už několik let probíhají.
Cesta k tisknutí náhradních orgánů
Vůbec největší pozornost si 3D tisk získává v oblasti medicíny. Už dnes se využívá k tištění modelů orgánů před náročnými chirurgickými zákroky. Fyzický model ledviny či jater pomáhá chirurgům zvolit správný řez i postup a operaci si do určité míry nanečisto vyzkoušet. Údaje o tvaru orgánů získávají lékaři tomografií a dalšími skenovacími metodami.
3D tiskárny se běžně využívají k výrobě kloubních protéz či zubních korunek a implantátů. V experimentálním stádiu jsou pokusy s tištěným jednoduchých tkání, kdy se jako „inkoust“ využívá roztok s buňkami. Vědcům se už mj. podařilo vytisknout zmenšený model lidského srdce:
Součástí vytisknutého srdce je cévní systém a dvojice síní a komor
Tisknutí orgánů by přineslo revoluci podobnou zavedení antibiotik. Na transplantované orgány od žijících či mrtvých dárců totiž imunitní systém příjemce reaguje odmítavě – pokud by imunita nebyla tlumena léky, tělo by transplantovaný orgán postupně zničilo. U orgánů vytištěných z vlastních buněk pacienta ale podobná reakce nehrozí.
Ještě před několika lety technologie ze sci-fi knížek, dnes běžná rutina. 3D skenování má své nezastupitelné místo v archeologii,…
Přestože první technologie 3D tisku byla poprvé patentována už v před více než 30 lety, globální rozmach toto odvětví zažívá až v…
Digitální stomatologie
Možná jste už slyšeli o digitální stomatologii. Zní to tak futurologicky. Co to vlastně je?
Je to poměrně jednoduché. Jde o proces převodu informací do digitálního (tj. počítačem čitelného) formátu.
Vezměme si například proces vyhotovení nového můstku pro pacienta.
V digitálním procesu je nejprve naskenována jeho čelist intraorálním 3D skenerem, nebo je skenerem naskenován sádrový odlitek z otisku pacientovy čelisti.
Pak jsou tyto data nahrána do dentálního software, ve kterém zubní laborant vytvoří 3D model budoucího můstku tak, aby co nejvěrněji kopíroval zuby původní a co nejlépe zapadal do celkového skusu.
Aby si správnost tohoto 3D modelu laborant ověřil, použije věrného modelu pacientových čelistí vytištěný na 3D tiskárně. Cena modelu čelistí je 400.-Kč. Pokud laborant nemá k dispozici vlastní 3D tiskárnu, může využít naší služby 3D tisku na zakázku a tento model mít do 48 h.
Tiskne se i můstek samotný – z keramického kompozitu – v ten samý den, kdy data od laboratoře obdržíme. My v cotu používáme materiál od předního německého výrobce Detax, protože ho lze tisknout ve světelném spektru 385 nm. To znamená, že výtisk si zachová svou biokompatibilitu a zůstává klasifikován jako zdravotnické zařízení třídy IIA. Neohrožuje tak nijak pacientovo zdraví.
Revoluční novinkou na trhu je materiál CROWNTEC od švýcarského výrobce dentálních výplňových materiálů Saremco Dental AG. Můžete tisknout korunky či umělé zuby, které vydrží v ústech pacienta až 5 let.
Řeší se tak zásadní problém pro dentální laboratoře a stomatology: mít možnost tisknout z materiálu, který časem nedegraduje a ponechává si stejné fyzikální vlastnosti a zároveň je biokompatibilní – tedy zdravotně absolutně nezávadný.
Tímto způsobem v ČR nikdo kromě nás netiskne. Většina poskytovatelů 3D tisku, prodejců 3D tiskáren dokonce ani zubní laboratoře, které si nakoupili 3D tiskárny, se nad světelným spektrem nikterak nezamýšlí.
Vystavují tak pacienty dosud neznámému riziku plynoucí z toho, že několik týdnů nosí dočasné náhrady z materiálů nesprávně ošetřených. Fotocitlivé pryskyřice pro 3D tisk jsou přitom složité a poměrně nové materiály a jejich dlouhodobé účinky na lidské tělo nejsou dostatečně prozkoumány.
Tento fakt spolu s cenou dentální tiskárny a náročností její obsluhy nepochybně způsobují, že ve třetině českých laboratoří se zuby stále ještě vyrábí postaru „analogovou“ metodou. Jedná se o náročnou ruční práci, která se navíc nikdy co do přesnosti nemůže přiblížit digitálu. Moderní metody dokážou ušetřit až polovinu času i lidského nasazení.
Dentálním 3D tiskem je možné vyrobit:
- neviditelná rovnátka
- dlahy
- chrániče na zuby pro sportovce na míru
- transplantační šablony
- snímatelné náhrady (lidově nazývané také protézy)
- nejrůznější modely – ať už části čelistí, nebo celé pro ortodoncii i protetiku.
Digitalizace se stává přirozenou součástí práce zubních laboratoří a zubařů. Bude to stejně tak přirozené jako to, že zubař pracuje s počítačem a neťuká do psacího stroje.
Zubní laboratoře mají na výběr: investovat do vlastního zařízení nebo nakupovat 3D výtisky od profesionálního poskytovatele dentálního 3D tisku.
Protože prodáváme jenom zařízení a materiály, které sami dennodenně ke své práci používáme, jsme schopni našim zákazníkům poskytnout na českém trhu jedinečné poradenství v aditivní výrobě. Jakýkoliv problém máte, my jsme ho již určitě sami řešili a vyřešili.
Poradíme vám, jak do vaší laboratoře zavést aditivní výrobu, tak aby přechod na ni byl rychlý a co nejméně bolestivý.
Věříme, že spolu se nám podaří urychlit zavedení digitalizace do zubních laboratoří, a zvýšit tak jejich produktivitu i spokojenost pacientů.
Čeští lékaři stále častěji využívají 3D tisk, hlavně při výrobě umělých kostí či tkání
Kde se nacházíte: iROZHLAS.cz / Věda a technologie / Technologie | Související témata: zdravotnictví 3D tisk
Ortoped Radek Kebrle z Ústavu chirurgie ruky ve Vysokém nad Jizerou často řeší komplikované zlomeniny předloktí. Dostávají se k němu případy, se kterými si jiná pracoviště nevědí rady. Než se lékař pustí do samotné operace, naplánuje si ji nejdříve na počítači.
„Využíváme komputerovou tomografii předloketních kostí. Modelem je zdravá ruka jako takzvaný template, to znamená nějaká forma, podle které se budeme snažit druhou poškozenou část spravit,“ vysvětluje.
Váš prohlížeč nepodporuje přehrávání audia.
Čeští ortopedi a plastičtí chirurgové začali používat 3D tisk při výrobě umělých kostí, tkání a implantátů. Detaily zjišťovala Ivana Bernáthová
„Udělá se takzvané zrcadlení, kdy se virtuálně ty dvě kosti přes sebe přeloží, a vidíte, kde je něco ohnuté, zrotované, delší nebo kratší. A pak už je to sice specializovaná, ale taková počítačová hra, kdy kostičku řežete, posouváte, otáčíte, prodlužujete. A tak, jako děti tvoří třeba farmu, tak si technici berou šroubky, dlažky a navrhují, jak zlomeninu srovnat,“ popisuje Kebrle.
V počítači pak ortoped virtuálně provede celou operaci. „Potom se připraví řezací a vrtací pouzdra, která už počítají s tím, o kolik chcete kost otočit. A 3D tisk spočívá v tom, že vytiskne tato pouzdra přesně na to, co potřebujete udělat. Umělé kosti, kost před rekonstrukcí a jak by měla vypadat po rekonstrukci,“ upřesňuje.
Tiskne se i titan
V současné době se podle něj používají i různé kovové materiály. „Tiskne se i titan a je možné si vytisknout třeba i speciální implantát. Když třeba potřebujete kost zašroubovat nebo když potřebujete vlnitou dlahu, tak vám ji 3D tiskárna vytiskne,“ popisuje ortoped.
Brněnský plastický chirurg Jiří Veselý řešil spoustu těžkých úrazů, které pacientům způsobili psi nebo dokonce medvědi. Počítačové programy umějí podle něj simulovat tvar obličeje, nosu a ukázat pacientovi, jak by vypadal po plastické operaci. Lékaři umějí například udělat trojrozměrný model náhradní dolní čelisti.
„Tento program udělal naprosto přesný obraz toho, co chybělo nebo co bude chybět po resekci, a nahradil kloub. Náhrada kloubu je velmi ošemetná věc, protože pokud by ten kloub neseděl přesně, a u té dolní čelisti jsou to dva klouby, tak by časem mohlo dojít k artróze a jinému poškození,“ upozorňuje Jiří Veselý.
Podle některých vědců pak není daleko doba, kdy se budou 3D tiskárny využívat při tisku lidských orgánů.
Další články
Nejčtenější
Koronavirus, MS hokej 2021, Parlamentní volby 2021, Výsledky voleb v obcích, Film, Koronavirus v Česku, Statistika nehod, Můj rozhlas, Vinohradská 12, SK Slavia Praha, Petra Kvitová, Euro 2020, Počasí, Miloš Zeman, Andrej Babiš, Seznam ministrů, Zprávy z domova, Zprávy ze světa, Datová žurnalistika, SPORT – rychlé zprávy, Fotbal online, Hokej online, KLDR, Předvolební průzkumy, Afghánistán, Rychlé sportovní zprávy, Gabriela Koukalová, Sýrie, Bramborový salát, Bitcoin, Ester Ledecká, EURO 2020, ZŠ Plynárenská Teplice, Sucho, Izrael, Real Madrid, Kim Čong-un, Donald Trump, Nemocnice na Bulovce, Andrea Vrbovská, Tomáš Horáček, Zuzana Čaputová
Doporučujeme
Král 3D tisku Průša tiskne lékařům štíty proti koronaviru
V 3D tiskařské branži je Josef Průša, zakladatel firmy Prusa Research, modla. Teď ho ale ocení i lékaři. Právě pro ně totiž společnost Prusa Research připravila 3D tištěné ochranné štíty.
V době, kdy celá země volá po ochranných pomůckách a lékaři jich mají nedostatek, nabízí jeho firma dodávku 800 kusů ochranných štítu denně. „Tyto štíty ochrání oči a tvář lékařů od kašlání a kýchání pacientů a jsou perfektním doplňkem k respirátoru,“ píše Josef Průša na svém blogu.
Od nápadu k realizaci potřeboval Josef Průša pouhé tři dny. Během té doby vyzkoušel jeho tým desítky vývojových verzí a vyrobil dva prototypy ke schválení Ministerstvu zdravotnictví. Teď začala firma s produkcí a první kusy míří do nemocnic na testování a prověření v ostrém provozu.
„Tímto bych chtěl rád poděkovat hlavně Martinu Havrdovi z Fakultní nemocnice Královské Vinohrady za to, že si našel čas na setkání a konzultace. A mimochodem, jakmile dokončíme schvalování masky, rádi bychom se pustili do návrhu ochranných brýlí určených pro 3D tisk,“ píše Průša.
Právě Martin Havrda z Fakultní nemocnice Královské Vinohrady na celý proces dohlížel z lékařského hlediska. Prototyp proto bude testován v ostrém provozu právě ve vinohradské nemocnici.
Podle Průši stojí výroba jednoho kusu asi 20 korun a firma teď věnuje 10 tisíc kusů českému Ministerstvu zdravotnictví.
Zájem by měli ale i zástupci dalších zdravotnických oblastí. Třeba lékárníci. „Nabídku ochranných štítů pro zaměstnance lékáren bychom určitě přivítali.
Bohužel jsme jako lékárníci v krizových rozdělovnících ochranných pomůcek až na posledním místě.
Pomohlo by, kdyby pan Průša v daru pro ministerstvo dedikoval nějaké množství i pro lékárny,“ říká Stanislav Havlíček z představenstva České lékarnické komory.
Ochranné štíty se tisknou na firemní „farmě“ pěti set tiskáren. Kapacita této farmy je ale využita jen z pětiny, rychlejší výrobu totiž brzdí kapacita laserového plotru, který řeže průhledné kryty štítů.
Zároveň Josef Průša na svém blogu dává návod celé komunitě 3D tiskařů, jak ochranné štíty vyrobit.
Podle něj totiž celá komunita v této krizi skvěle funguje.
„Během posledních několika týdnů jsme dostali stovky zpráv a e-mailů s 3D modely respirátorů, ventilátorů, masek a dalších zařízení, kterých je aktuálně v nemocnicích nedostatek.
Snažíte se hledat způsoby, jak pomáhat, a to je skvělé. Vážně jsem na celou komunitu pyšný,“ píše na svém blogu Průša s tím, že se však obává, že právě 3D tisk není pro výrobu respirátorů tou nejlepší volbou.
Do boje s koronavirem se teď pouští stále větší množství soukromých firem a institucí. Například Technická univerzita v Liberci začala vyrábět roušky z nanomateriálu. Pomoc proti šíření nákazy nového koronaviru nabídli také IT dobrovolníci, odborníci i technologické firmy z celé České republiky.
Skupina nazvaná COVID19CZ se rozhodla bojovat s koronavirem. Jedním z partnerů je i společnost Seznam.cz.
Novodobý zachránce životů 3D tisk: vyrobí téměř vše, nezlomil ho ani koronavirus
Jednoduše řečeno je 3D tisk proces, při kterém se z digitální předlohy, 3D modelu vytvořeném v počítači, vytváří fyzický výrobek. Na rozdíl od soustruhu a dalších obráběcích strojů se při takovém tisku materiál neubírá, ale přidává.
Nejpoužívanější technologií je FDM (Fused Deposition Modeling), při které objekt vzniká vrstvu po vrstvě natavováním tenkého proužku plastového materiálu. Právě plast je při 3D tisku nejčastěji používaným materiálem.
Už se ale tiskne i z kovu, z hrnčířské hlíny, kovového prášku a podobně.
Přečíst článek ›
Oblast využití 3D tisku se stále rozšiřuje a každou chvíli někdo přijde s něčím novým. Vyrobeny už byly například kloubní náhrady, zubní či kostní implantáty na míru. Využívá se i při výrobě různých protéz a kompenzačních pomůcek. Už před sedmi lety jeden Angličan vytiskl synovi na domácí 3D tiskárně robotickou protézu prstů na ruce. Masově se tisknou i naslouchadla pro sluchově postižené.
Vědci v britském Sheffieldu umí vytisknout i věrohodné protézy nosu, uší nebo očí. U očních protéz je to i kvůli finanční úspoře, protože jejich ruční výroba je velmi drahá. Dá se očekávat, že brzy se budou tisknout i cévy a náhradní orgány.
Samozřejmostí jsou různé designové výrobky. Na 3D tiskárně se dají vyrobit i těstoviny, čokolády, vánoční cukroví a další poživatiny. Předpokladem samozřejmě je, že suroviny na ně jsou ve správném skupenství, aby prošly tryskou přístroje.
Auto jako vytištěné
Už v roce 2014 vytiskla americká firma Local Motors plně funkční auto s názvem Strati. Firma Divergent Microfactories zase na tiskárně vyrobila sportovní vůz, který byl homologován pro americké silnice.
Některé automobilky zkoušejí tisknout náhradní díly pro běžná auta. 3D tisk by se také mohl využít k výrobě náhradních dílů pro veterány, které se těžko shánějí.
Americký start-up Relativity Space chce dokonce tisknout kosmické rakety.
V roce 2015 pro změnu trojice amerických inženýrů vymyslela 3D tiskárnu, která umí vyrobit látku a oblečení. Výhodou je, že při tisku nevzniká žádný odpad, kterého je při výrobě v textilních továrnách údajně až 15 procent.
Pro kreativní jedince se tak nabízí možnost navrhnout si a vytisknout oblečení přesně podle jejich představ. 3D tisk se osvědčuje také tam, kde je nutné vyrobit předmět přesně na míru.
Špičkový hudebník tak může mít náustek dechového nástroje vytištěný přesně podle tvaru svých úst.
Přečíst článek ›
3D tiskárna stojí od pár tisícovek po pár milionů korun, záleží na jejím způsobu využití. Domácí přístroj si můžete sestavit i sami podle dokumentace, která je na internetu přístupná zdarma. Stolní 3D tiskárny dokáže po krátkém zaškolení ovládat skoro každý.
Sochař, nebo tiskař?
Absolventi oboru 3D tisk už se uplatňují ve výzkumu, strojírenství a v lékařství i u nás. Například aditivní technologii na VŠB-Technické univerzitě Ostrava loni úspěšně ukončilo 25 studentů. Kromě vysokých škol v Ostravě a Olomouci do svých osnov zařazují aditivní technologie i další české školy.
Fakulta strojní ČVUT v Praze otevřela volitelný předmět Aditivní a alternativní technologie, který uvádí posluchače do rychlého prototypování výrobků i standardních průmyslových výrobních procesů.
Fakulta výtvarných umění VUT v Brně zase slibuje samostatnou práci s 3D tiskárnou a pochopení procesu tisku v předmětu Digitální sochařství – 3D tisk.
O tom, že 3D tisk také doslova dokáže zachraňovat životy, nedávno přesvědčil veřejnost Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC), který je součástí Českého vysokého učení technického v Praze. Pomocí 3D tisku tu totiž vyvinuli nový typ respirátoru nazvaného CIIRC RP95-3D určeného k ochraně před onemocněním COVID-19.
Podle webových stránek institutu lze respirátor používat opakovaně díky ověřeným postupům pro sterilizaci a dezinfekci. Zmíněný respirátor si ovšem doma nevytisknete. K jeho výrobě se používá pokročilá technologie MJF (MultiJet Fusion) a tiskáren disponujících touto technologií je v ČR bohužel jenom sedm.
Vyvíjíme i masku pro nemocné děti
Rozhovor s Evou Doležalovou, PR a Marketing manažerkou, Strategic Projects Department, CIIRC ČVUT, kde vyvinuli a pomocí 3D tisku vyrábějí ochranné polomasky proti onemocnění COVID-19.
K čemu se obvykle na CIIRC ČVUT používají 3D tiskárny? CIIRC ČVUT disponuje různými typy 3D tiskáren, které jsou využívány ve výzkumu například pro tisk specifických komponentů pro roboty (grippery – chapadla apod.), zároveň se zabýváme i experimentováním s možnostmi 3D tisku.
Nejmodernější technologie byly v posledních měsících pořízeny díky projektu a centru RICAIP (zkratka pro anglický název Výzkumné a inovační centrum pro pokročilou průmyslovou výrobu), které se zabývá flexibilnímu přizpůsobení výroby na dálku aktuálním dostupným výrobním zdrojům a na druhé straně i potřebám.
V čem jsou tiskárny HP MultiJet Fusion tak výjimečné? HP MJF umožňuje vytvořit vysoce individualizovaný výrobek či komponent ve velice krátké době.
To, co se za běžných podmínek počítá na měsíce, je možné díky této technologii zvládnout namodelovat v řádu dní či dokonce hodin.
Navíc je možné výrobní komponent, v našem případě prototyp ochranné polomasky, přizpůsobovat v detailech velice flexibilně podle potřeb a odzkoušených vlastností. Během jednoho týdne tak bylo možné vytvořit finální prototyp polomasky splňující nejvyšší parametry kvality.
Přečíst článek ›
Kdo u vás přišel první s myšlenkou, že by se 3D tisk dal využít k výrobě respirátorů? S prvotní myšlenkou přišel Vít Dočkal, ředitel projektové kanceláře, který má díky řadě dosavadních projektů mnoho cenných kontaktů se zahraničními vědeckými partnery.
Alexandr Lazarov ze 3D Lab Centra při Testbedu pro Průmysl 4.0 využil znalostí dostupných technologií k tomu, zda by bylo možné využít 3D tisku na zařízení HP MultiJet Fusion.
Cílem bylo vytvořit skutečně profesionální, kvalitní výrobek, který napomůže situaci s kritickým nedostatkem ochranných pomůcek kategorie FFP3, která panovala v ČR v polovině března.
Můžete laikovi nějak srozumitelně popsat postup výroby takového respirátoru? Ochranná polomaska CIIRC RP95-3D se skládá ze tří výrobních částí. Hlavní část, tedy maska a dílčí komponenty, se vytiskne na speciálních 3D tiskárnách.
Jsou to jiné tiskárny než ty, které známe z domácností nebo z médií. Tisk trvá asi půl dne, kdy se postupně ve vrstvách lepí a spéká díky infrazáření speciální materiál ve formě polyamidového prášku do finálního tvaru. Skoro stejnou dobu pak trvá chlazení.
Takto vzniklé tělo masky se zkompletuje s těsněním a ventilační membránou. Obojí je ze silikonu, tedy z jiného materiálu než je tělo masky, a vyrábí se formou lití do předem dané formy. Maska se poté zkompletuje s externím filtrem, který je odnímatelný a tudíž vyměnitelný.
Filtry odpovídající kvality jsou v ČR schopni dodávat v poměrně velkém množství minimálně dva výrobci.
Tiskáren, na kterých se dá respirátor vytisknout, je v ČR 7 kusů, proto jste uvažovali o výrobě pomocí vstřikování plastů. O co jde a jak jste s tím daleko? Vstřikování je způsob tváření plastů, kdy je dávka vstřikovaného materiálu velkou rychlostí vstříknuta do uzavřené dutiny kovové formy.
Tam materiál po prudkém ochlazení ztuhne do finálního tvaru. Vstřikovací cyklus přitom trvá desítky sekund a umožní výrobu velmi přesných výrobků ve velkém množství. Jde tedy o skutečně sériovou výrobu, která umožní vyrobit až 10 000 kusů polomasky denně.
Nyní jsou již testovány výrobní postupy a očekává se, že výroba bude brzy připravena.
Přečíst článek ›
Čím dalším se můžete pochlubit? Tým vedený nově založeným start-upem společností TRIX Connections se nyní zaměřuje na vývoj masky pro děti se závažnými zdravotními onemocněními, aby je bylo možné účinně ochránit před koronavirovou nákazou. I v tomto případě bude využita metoda 3D tisku. V rámci boje s koronavirem další tým CIIRC ČVUT připravil a naprogramoval tzv.
pipetovacího robota, který pomáhá analyzovat vzorky v Nemocnici na Bulovce. Výzkum v CIIRC ČVUT se ale samozřejmě nezastavil a dále se pracuje na mnoha oblastech – od umělé inteligence, robotiky a Průmyslu 4.0 po biomedicínu a energetiku.
Týmy CIIRC ČVUT se pravidelně umísťují v řadě soutěží, od Amazon Alexa Prize až po autonomní soutěže automobilů a mistrovství světa v automatickém uvažování.