Pro vysvětlení principu fungování 3D tiskáren se nabízí přirovnání ke kráječce salámu, která šišku naporcuje na tenká kolečka a následně je způsobně vyrovná na tác podle původní celistvé předlohy. Právě tak 3D tiskárny zjednodušeně pracují. Snad jen s tím rozdílem, že ona původní „salámová“ matérie je ryze virtuální – může jít o výsledek skenování nějakého existujícího objektu, či originální model vytvořený na počítači. Patřičný program dále předlohu naplátkuje podle tloušťky jednotlivých vrstev a upraví ke konečnému 3D tisku. Výsledkem může být prakticky cokoli, co fantazie obsluhy dovolí.
Technologie trojrozměrného tisku přitom není překvapivě až takovou novinkou. Nejstarší, nejdražší a co do kvality zatím nepřekonaný princip fungování tiskárny je tzv. stereolitografie. Pochází z osmdesátých let minulého století a využívá průhledného gelovitého fotopolymeru, který opracovávají do podoby budoucího objektu dva laserové paprsky. V místech, kde se protnou, polymer zatvrdne a neexponovaná místa se během finálního čištění vymyjí.
Jiný způsob tvorby vrstev používají stroje tisknoucí do práškového média. Po nanesení vrstvičky prachu hlavice tiskárny k sobě zrnka slepí, speče laserem či elektronovým paprskem. Výchozím materiálem může být třeba moučkový škrob, písek či titanový prach. Dnes nejrozšířenější domácí 3D tiskárny pracují s nataveným plastem.
Drony v prášku
Vytištěno už bylo kde co, od kloubních náhrad, modelu kostry živého potkana, špionážních robotů, šachových figurek, čokoládových plastik a až po vzhledově věrnou kopii krocana, který se tradičně podává v USA na Den díkůvzdání. Nejzajímavější a nejsofistikovanější tiskárny jsou přitom určené pro lékařské účely a vojenské využití. Ve vývoji je tisk pomocí živých buněk, takže se v nedaleké budoucnosti nejspíš dočkáme léčby vážných poranění vy stylu soudobých sci-fi snímků. Americká armádní agentura DARPA zase projevuje eminentní zájem o tištěné létající drony a pavoukovité roboty. Výhoda 3D tisku je v takovém případě zřejmá – nebylo by potřeba složitě převážet konkrétní stroj na zabíjení s nejasnými možnostmi nasazení, když je možné si jeden vytisknout podle momentální situace na bitevním poli.
Tisk užitečných věcí na domácí 3D tiskárně zůstává prozatím stále doménou nadšenců. Poměr ceny, výkonu a uživatelské přívětivosti současných strojů hodně připomíná počítače z konce osmdesátých let. Zatím se zdá, že první, s čím se pokusí 3D tisk seriózně prorazit do obyčejných domácností, budou kuchyňské spotřebiče. Existují náznaky, že by se mohly stát hitem už příštích Vánoc.
Vytisknout si amarouny
Proč by se mělo právě tištěné jídlo stát takovým fenoménem? To, co na první pohled vypadá jako technologická libůstka, vyznívá při bližším pohledu velice prakticky. Z kulinářského hlediska je mimořádně zajímavá povrchová struktura pokrmů, které může 3D tisk propůjčit libovolnou podobu. Navíc díky kombinaci různých metod tisku je možné vytvořit například pečivo s kůrkou uvnitř. Výrobci si však od potravinových replikátorů slibují ještě více.
Mohly by se stát základem zdravého stravování. Složení jídel totiž nemusí odpovídat jen chuti strávníka, ale i jeho dietetickým potřebám. Stejná tiskárna by pak dokázala tisknout jídla s různým obsahem proteinů, vlákniny, vitamínů, nenasycených mastných kyselin podle toho, zda je konkrétní jídlo určeno pro dospívajícího, těžce pracujícího člověka nebo třeba kojící matku. Rozšíření potravinových 3D tiskáren by také mohlo v budoucnu zabránit humanitárním krizím a zákonitě omezit enormní plýtvání jídlem kvůli jeho omezené době trvanlivosti. Pokud se pokrm rozdělí na své základní složky – škrob, bílkoviny, cukry, tuky, které se znovu poskládají při tisku, může jeho životnost dosáhnout několika desetiletí.
Za svobodný tisk
Majitelé podomácku postavených tiskáren se setkávají zároveň s obdivem i posměšnými úsměvy. Za mnohé ze současných vylepšení však vděčí 3D tisk právě jim. Tahounem stojícím za stále se rozšiřujícím počtem 3D tiskáren v domácnostech je primárně nekomerční projekt RepRap Adriena Bowyera, který je pod volně šiřitelnou licencí (podobně jako software založený na Linuxu) možné stáhnout z internetu a sestrojit v domácích podmínkách. Stačí k tomu mít známého s 3D tiskárnou, který za cenu materiálu v podstatě celý nový stroj replikuje.
Běžně vyráběné tiskárny založené na projektu RepRap jsou nyní k mání do dvaceti tisíc korun, a pokud se vydáte cestou domácí výroby, je možné se dostat až na polovic. Takové tiskárny mohou klidně zdárně konkurovat svým komerčním obdobám, a někdy je i předčit. Mezi ty nejrozšířenější patří tiskárny s označením Prusa Mendel, podle českého propagátora 3D tisku Josefa Průši, který tuto verzi vyvinul. Setkat se nimi je možné v domácnostech, na školách i vědeckých pracovištích, kde bývají často upravené k nejrůznějším účelům.
V křížku se zákonem
Když nedávno proběhla tiskem zpráva o volně šiřitelné pistoli vytisknuté právě na 3D tiskárně, zmizel záhy ze serverů její zdrojový soubor, nebylo to přitom kvůli tomu, že by pistole ohrožovala spíše samotného střelce než jeho terč. Právě na rychlém zásahu státního aparátu se ukazuje další rozměr volného šíření virtuálních předmětů – zákony a autorská práva.
Většinu dosud zveřejněných podkladů pro 3D tisk sice představují různé figurky z filmů a počítačových her, ale případ tištěné protézy ukazuje, že i to se začíná pomalu měnit. Je proto jen otázkou času, než se objeví výraznější pokusy zastavit nespoutané kopírování předmětů na základě bezplatné předlohy z webu. Dlouho na sebe nejspíš nenechají čekat nejrůznější „ochranné“ autorské svazy stejně jako lobbing prosazující přísnější kontrolu internetu.
Ráj, či apokalypsa?
Pravděpodobně si nikdy sami nebudeme tisknout kloubní náhrady, transplantáty z živých buněk, automobily nebo celé domy. Přestože je to už nyní technologicky možné, pořizovací náklady takových zařízení jsou pro pouhé jednorázové použití obrovské. Podobná řešení proto budou v budoucnu nabízet komerční subjekty. Příkladem mohu být profesionální velkoobjemové 3D tiskárny, které jsou už nyní schopny během dvaceti hodin vytisknout celý dům. Trojrozměrný tisk dokáže každopádně něco, co bylo dříve možné jen na velmi nízkém stupni technologického rozvoje – demokratizuje výrobu, podobně jako internet zdemokratizoval přístup k informacím.
Otázkou zůstává, zda se na očekávaný nástup popularity domácích 3D tiskáren těšit, nebo se jej spíše obávat. Pro mnohá odvětví to totiž může znamenat ránu z milosti, provázenou masivním nárůstem nezaměstnanosti – kdo by si kupoval třeba takové obroučky k brýlím za několik tisícikorun, když si bude moci stáhnout „výkres“ a vytisknout si je sám za pouhých několik korun. Na druhou stranu dojde pravděpodobně také k výraznému omezení nadvýroby a plýtvání zdroji. Takřka všem dostupné bude dokonale personalizované zboží jen za cenu materiálu a energie. Uniformní sériová výroba tím dost možná ztratí na své atraktivitě a otevře se nevídaný prostor pro vlastni tvořivost.
Vzhůru k jiným světům
V jedné sféře se dozajista stanou 3D tiskárny naprosto nepostradatelnými – při kolonizaci jiných planet. Zvláště pak Marsu, na který si už dnes brousí zuby několik soukromých investorů. Také pro NASA je 3D tisk natolik atraktivní, že se rozhodla investovat do projektu vývoje 3D tiskárny na pizzu. Dlouhá trvanlivost náplní do potravinových replikátorů se totiž ukazuje jako nesmírně zajímavá právě pro dlouhodobé meziplanetární mise. Jídlem to ale rozhodně nekončí. Do těchto pustých světů musejí lidé letět s minimálním vybavením, a přitom zároveň s maximálními výrobními možnostmi. Právě to 3D tiskárny nabízejí, jde totiž o stroje vyrábějící další stroje.
Technologie 3D tisku vyvinutá pro účely kolonizace vesmíru zřejmě otevře brány k osídlování i dalších dosud neobyvatelných a obtížně dostupných prostorů, jakými jsou pouště a oceány, a nejspíš sebou přinese i mnoho dalších důsledků, které zatím nejsme schopni dohlédnout. Potenciál 3D tisku
je obrovský a bude záležet, jak a k čemu ho lidstvo dokáže využít. Zkušenost však před přílišným optimismem varuje. Ani ty nejslibnější z vynálezů dob minulých se univerzálním receptem na nejpalčivější společenské problémy nestaly.
