Procházím jasně osvětlenými halami závodu 3D Systems v Rock Hill v Jižní Karolíně a dívám se na zvláštní a podivuhodné objekty. Plně funkční kytara vyrobená z nylonu. Falanga čelistí posetá krutě vypadajícími zuby. Kostra velryby. Pětibarevný prototyp boty na vysokém podpatku v plné velikosti. Roboti na hraní. A něco, co vypadá jako obličej lidského plodu. „To bylo vytvořeno na základě ultrazvukového snímku,“ říká mi Cathy Lewisová, marketingová ředitelka společnosti, a krčí rameny.
Z tohoto příběhu
Tato sbírka předmětů má jeden společný rys: Všechny byly „vytištěny“ pomocí strojů, které podle pokynů z digitálních souborů spojují vrstvu po vrstvě materiál – ať už kovy, keramiku nebo plasty – dokud nevznikne charakteristický tvar předmětu. Tento proces se nazývá trojrozměrný tisk (nebo v průmyslové hantýrce aditivní výroba), a pokud jste o něm dosud neslyšeli, nevěnovali jste dostatečnou pozornost desítkám zpráv a technologických blogů – nebo prezidentu Baracku Obamovi, který ve svém posledním projevu o stavu Unie prohlásil, že trojrozměrný tisk „má potenciál způsobit revoluci ve výrobě téměř čehokoli“.“
Ačkoli mnozí lidé o této technologii slyší teprve nyní, inženýři a konstruktéři používají velké a drahé 3D tiskárny již téměř tři desetiletí a vyrábějí na nich rychlé prototypy dílů pro letecké, obranné a automobilové společnosti. V průběhu let však digitální návrhový software dospěl, skenery se staly všudypřítomnými a cenově dostupné stolní tiskárny se dostaly na dosah začínajícím podnikatelům, školám a domácím kutilům. Technologové halasně prohlašují, že trojrozměrný tisk demokratizuje design a osvobodí nás od hegemonie masové výroby.
Ale to, že nápady kohokoli mohou nabýt tvaru, ještě nutně neznamená, že by měly – to mě napadlo ve vstupní hale společnosti 3D Systems, kde jsem viděl regál za regálem s tím, co se někteří lidé usilovně snaží nepopsat jako levné plastové krámy: pestrobarevné miniaturní vázy, pouzdra na telefony, šperky, panenky a nevyhnutelně i lebky. (Jen na jedné stránce pro sdílení trojrozměrných souborů jsem našel 101 návrhů prstenů a přívěsků s lebkami.) Tvůrce těchto lobbistických cetek? Kostka, kterou vyrábí společnost 3D Systems.
„Tohle je naše spotřebitelská strategie,“ vysvětluje mi Lewis a ukazuje na skupinu růžových, tyrkysových a limetkově zelených tiskáren. Kostky jsou velké jako kávovar Mr. Coffee, lesklé a hladké, mají vypínač, port pro flash disk a cenovku 1299 dolarů. Tiskárny Cubes vytvářejí objekty pomocí procesu vytlačování materiálu, při kterém tisková hlava nanáší a ukládá tenké vrstvy roztaveného plastu na plošinu. Proces začíná, když uživatelé vloží svůj digitální návrh do zařízení Cube, jehož software jim pomůže zvětšit nebo zmenšit model a automaticky přidá podpůrné konstrukce, pokud jsou potřeba. (Podpěry jsou vyrobeny ze stejného plastu, z jakého stroj tiskne, a vyskakují.) Poté Cube „rozřeže“ digitální objekt na vodorovné vrstvy o tloušťce mikronů, čímž vytvoří plán, který bude tisková hlava následovat a pohybovat se po osách x a y.
Cube může vytvářet objekty v 16 různých barvách, ale může tisknout vždy jen jednu barvu (žádné přepínání kazet uprostřed tisku). Chcete-li vytvořit robota na hraní nebo kroužek lebky ve více než jedné barvě během jednoho tisku, budete potřebovat CubeX Duo, který stojí více než dvakrát tolik, ale má dvě tiskové kazety, které automaticky vypínají a zapínají barvy – velký skok vpřed v očích příznivců stolního tisku.
Snad vycítil mou rozpolcenost vůči tomuto zařízení, Lewis mě vede do prosklené výrobní místnosti, abych si prohlédl velké zbraně společnosti: řadu strojů velikosti ledničky s malými okny a obklopených monitory, klávesnicemi a procesory. Nad hlavou se táhnou elektrické kabely, všudypřítomné jsou vysavače a podlaha je kluzká od práškového nylonu. Přimhouřím oči a chráním si je před oslněním a dívám se skrz malé okénko stereolitografického stroje, v němž je káď naplněná světlocitlivým polymerem opakovaně ostřelována laserem, což vyvolává chemickou reakci, která způsobuje tuhnutí tenké vrstvy viskózní tmavě modré kapaliny. Uplynou vteřiny, vodorovný blesk zabliká a stěrač rozdělí další vrstvu pryskyřice.
Každá vrstva je silná 50 mikronů, což se rovná jedné dvacetině milimetru. (Čím tenčí jsou vrstvy, tím jemnější je rozlišení a ostřejší detaily.) Hotový objekt se zvedá, zatímco jeho konstrukční lože neboli platforma klesá. Co tato tiskárna – která stála 170 000 dolarů – vyráběla? Lewis se podívá na monitor a usoudí, že je to šperk, prsten se složitým designem. Poznamenávám, že na výrobu jedné cetky je to hodně strojů, ale Lewis mě ujišťuje, že technici obvykle staví více než jednu cetku najednou.
Ukazuje mi další stroj s okénkem. Tentokrát není káď naplněna tmavě modrou tekutinou, ale bílým práškovým nylonem. Stěrka vyhladí povrch kádě, na který laser lehce vyleptá obrysy čtyř kroužků a miniaturního bumerangu spojením práškového materiálu (proces známý jako spékání). Stěrač znovu přejede, čímž vymaže tvary, laser zabliká a dojde ke spékání další vrstvy kroužků a bumerangu. Monitor nám ukazuje, že tento projekt je po 26 hodinách spékání čtyři palce vysoký a ještě mnoho hodin zbývá. „Odhalení“ přijde až po vyhrabání přebytečného prášku a exhumaci výrobku. Může to být dron, může to být odlitek pro blok motoru. Lewis to nedokáže říct (rozhodně to není bumerang). Ale ví, že tato součástka bude stejně odolná jako jakákoli tradičně vyráběná součástka, kterou nahradí.
Moje prohlídka končí tam, kde začala, mezi plastovými roboty a pouzdry na telefony. Během dvou hodin mi před očima proběhla historie aditivní výroby, která začíná technickými aplikacemi a končí v domácnostech a kancelářích – ne nepodobně trajektorii počítačů a laserových tiskáren. Díky schopnosti replikovat nebo vytvářet takové předměty na požádání, říká Dale Dougherty, vydavatel časopisu Make – součást rozvíjejícího se hnutí DIY „Maker Movement“, které upřednostňuje přizpůsobení před zbožím – je 3D tiskárna „Wal-Mart na dlani“.
.