Donedávna byly tiskárny, z nichž místo papírů vyjíždějí trojrozměrné objekty, kvůli vysoké ceně jen pro bohaté firmy či designéry. Věci se ovšem rychle mění. Už nyní existují přístroje, jež do 3D podoby vytlačí nejen nákresy plastových výrobků, ale i jídla nebo kamenných staveb. A za pár let bude člověku k pohodlnému životu stačit jen několik tiskáren – jedna vyprodukuje domov, další jeho zařízení a poslední se postará o pravidelný přísun potravin.
Otevřený hardware
Když se design auta stal stejně důležitým jako vlastnosti motoru, byl automobilový průmysl jedním z prvních, kdo začal modelování pomocí 3D tiskáren využívat. Třeba česká pobočka firmy Volke na své tiskárně za zhruba patnáct milionů korun vyrobila a otestovala jednotlivé části interiéru roomsteru pro mladoboleslavskou Škodu Auto.
Tisk ve třetím rozměru nefunguje zase tak odlišně od klasického. Jen místo dokumentu ve wordu vidíte na monitoru 3D plán objektu. Trysky tiskárny pak místo inkoustu tlačí po tenkých vrstvách například roztavený plast.
Tiskárny vyprodukují prakticky cokoli, co si zamanete, od dveřních klik přes sandály až třeba k vlastní sošce. S klesající cenou se navíc rozšiřují do čím dál více oblastí. Jedním z pozoruhodných příkladů je projekt RepRap. Jde o tiskárnu podobnou stavebnici, která tiskne dokonce i velké množství vlastních součástek. S trochou technických znalostí tak po koupi tiskárny za zhruba dvanáct tisíc korun můžete „obšťastnit“ stejnou skládačkou známé.
„Aktuálně to ještě není pro každého, pořád jsou ještě potřeba nějaké technické dovednosti. Na druhé straně když jsem já před rokem a půl začínal, neměl jsem žádné znalosti techniky nebo elektroniky,“ říká Josef Průša, který tiskárnu RepRap vlastní a v Česku propaguje.
Z původního nadšence se Průša vypracoval na jednoho z vývojářů projektu. RepRap totiž vzniká jako open-source hardware. Stejně jako u softwaru podobného typu tak na jeho rozvíjení spolupracují lidé z různých částí světa.
Domácí továrna na hračky
RepRap tiskne z plastu. Kilogram náplně vyjde zhruba na pět set korun, z něhož se podle Průši dají vyrobit díly na další dvě tiskárny. Nejčastěji se používá plast ABS, z kterého se dělá například stavebnice Lego nebo bioodbouratelný PLA z kukuřičného škrobu. Dá se ale použít téměř vše, co projde „pistolí“, která po vrstvách tiskne 3D objekty – termoplasty, silikon nebo hrnčířská hlína.
„Provoz sám o sobě není finančně nákladný, ale je o to náročnější na čas. Doba tisku se odvíjí od kvality, jaké chcete dosáhnout. Třeba součástky na další tiskárnu vytisknete při dobré kvalitě do 20 hodin,“ dodává Průša. A určitou naději máte, i pokud nejste zručnými techniky, kteří dokážou podobné zařízení sestavit. Musíte si jen připlatit. Za 1395 dolarů si můžete u firmy BotMill objednat tiskárnu podobnou přístroji RepRap, ovšem složenou.
„Na CES 2011 jsem viděl spoustu podivuhodných věcí, od tabletů přes 3D televize a smartphony. Ale věc, po níž od té doby nejvíce toužím, je MakerBot Thing-O-Matic,“ nešetřil nadšením David M. Ewalt, redaktor magazínu Forbes.
Přístroj, který si vyhlédl, stojí 1225 dolarů. Pořídit se do něj dají různobarevné náplně ne nepodobné plastovým drátkům, takže není problém kdykoli dětem vytisknout například ztracené legové kostičky. Pro to, abyste u svých ratolestí vyvolali obdivný pohled na majitele továrny na hračky a před sousedy se stali přízrakem z budoucnosti, není třeba žádného zvláštního nadání. Stačí umět připojit USB kabel, zapnout počítač a párkrát kliknout myší. Pokud se tedy spokojíte s využíváním již navržených objektů a nechcete vytvářet skutečně vlastní díla.
„Všechny tiskárny, které jsem viděl, potřebují designové programy, které používají STL formát. Řada z nich je dostupná i zdarma. Snadno je budou používat designéři, ale obyčejní lidé s tím mohou mít problém. Tohle je podle mě jedno z největších omezení 3D tiskáren,“ komentuje Ashlee Vance, technologický redaktor The New York Times.
S tiskárnou na Měsíc
Dalším omezením domácích 3D tiskáren je, že se s nimi dají produkovat jen poměrně malé předměty. Najdou se ale lidé, kteří přemýšlejí o krok dál. Jedním z nejznámějších je italský inženýr a vynálezce Enrico Dini, který prostorový tisk přenesl do dalšího, o řád většího rozměru.
V roce 2004 si patentoval a od té doby dále rozvíjí tiskárnu D-Shape, s níž by jednou rád pomohl s dostavbou stále nedokončené Gaudího katedrály Sagrada Família ve španělské Barceloně. Je to možná hodně ambiciózní cíl, ale skvěle zapadá do excentrické Diniho image. O masivní hliníkové tiskárně, jež stojí na půdorysu 7,5 krát 7,5 metru a vysoká může být až osmnáct metrů, mluví jako o „stupidním stroji“ a leckdy ji popohání dobře mířenou ranou kladivem.
D-Shape funguje na podobném principu jako stolní 3D tiskárny, jen místo plastů má v tiskových hlavicích písek a anorganické „lepidlo“. „Tento tmel transformuje jakýkoli písek do materiálu podobného mramoru a má lepší vlastnosti než tradiční portlandský cement. Od skutečného mramoru je téměř k nerozeznání, a navíc je stoprocentně ekologický,“ pochlubil se Dini se svým patentovaným vynálezem technologickému blogu Develop3D.
Vznikající stavba roste před očima na půdorysu šest krát šest metrů po zhruba centimetrových vrstvách a za den jich zvládne i čtyřicet. Do budoucna plánuje Dini zvýšit rychlost na metr za den a náklady srazit z tisíce eur za metr krychlový na čtvrtinu. Na rozdíl od klasických metod také odpadá starost s nezvyklými tvary.
„Ve srovnání s touto metodou by lití betonu do formy nebo frézování mramoru vyšlo třikrát dráž. Za oblé, organické tvary se vždy platí více,“ přiblížil pro magazín Blueprint výhodu Andrea Morgante, londýnský architekt, který sbíral zkušenosti ve studiu Future Systems, jež je tvary inspirovanými přírodou slavné.
Morgante spolupracoval s Dinim na projektu Radiolaria. Jde o pavilon, který by měl stát poblíž italského města Pisa a dokazuje možnosti tiskárny. Jmenuje se po prvocích, kteří v mořích vytvářejí propracované minerální skelety, a vypadá jako děravá skořápka. Měl by vyrůst do výše osmi metrů a má jednu výhodu – nepotřebuje dveře, které tiskárna vyprodukovat neumí.
Přesto má D-Shape slibnou budoucnost. Ač zatím tiskne spíše zahradní skulptury, všimla si jí Evropská vesmírná agentura (ESA) a zahrnula Diniho do projektu, na jehož konci by mohlo být „tištění“ základen na Měsíci a Marsu. Jeho tiskárna je totiž schopna využít jakýkoli místní písek, prach nebo štěrk, a tak má italský „šílený génius“ vyvinout robota schopného stavět obdobným způsobem z měsíčního prachu. Spolupracuje na tom s architektonickým studiem Foster and Partners, s firmou Alta-Space, jež bude mít na starost pokročilý pohon, a s akademií La Scuola Normale Superiore, která dodá pokročilý senzorový systém.
Kulinarie budoucnosti
Daleko není ani možnost využít 3D tiskárny pro vaření. Fungující prototyp tiskárny na jídlo nyní vylepšují američtí výzkumníci na Massachusettském technologickém institutu a Cornell University. Nazvali jí Cornucopia a tento mechanický „roh hojnosti“ už tiskne například čokoládové sušenky. „FabApps vám pak umožní přizpůsobit si podle chuti nejen to, jak bude výsledné jídlo chutnat, ale i jeho texturu a složení,“ přiblížil pro BBC aplikaci na recepty pro tiskárnu Jeffrey Ian Lipton, vedoucí projektu Fab@home, jehož součástí Cornucopia je.
Stroj podle zadaného receptu míchá suroviny uskladněné v tiskových hlavicích, podobajících se cukrářským „stříkačkám“, které náplň zároveň chladí, aby se nekazila. Ingredience ze zásobníků putují do jakéhosi mixéru, a než se dostanou po jednotlivých vrstvách na servírovací tác, mohou být díky přídavným trubičkám zamrazeny, nebo naopak uvařeny či upečeny.
Náplně jsou zatím omezeny na tekuté suroviny, jako je čokoláda, těsto nebo sýr. Vědci ale pracují na metodě využití hydrokoloidů, s jejichž pomocí by mohli do podoby gelu nebo tekutiny přetvořit prakticky jakékoli jídlo.
Další využití podobných tiskáren souvisí s molekulární kuchyní, jejíž vyznavači přetvářejí známé chutě do jídla roztodivných podob. Malá želatinová kulička tak třeba může chutnat jako kompletní zeleninový nebo ovocný salát.
Kombinováním obou principů se do kulinářského sci-fi pouštějí i zavedení výrobci kuchyňských strojů, jako je Philips nebo Electrolux. Nadnárodní holandský výrobce zařadil koncept Food Creation mezi své projekty budoucnosti. Vypadá jako průhledná oválná hi-tech „mikrovlnka“ stojící na dotykové pracovní desce, přes niž se dá upravit chuť i podoba vytvářeného jídla.
„Záměrem projektu je dojít k postřehům, které do budoucna určí strategický směr byznysu. Nejde o to, že by se řešení okamžitě přenesla na trh: Jde nám o zpětnou vazbu na koncepty, která může utvářet výsledná řešení. A ta se mohou od původních návrhů hodně lišit,“ komentuje firma 3D tiskárnu na jídlo s tím, že přístroje podobné jejich konceptům se mohou mezi lidmi objevit za patnáct až dvacet let.
Electrolux o podobném stroji uvažuje také a v jedné ze svých soutěží pro návrháře ocenil projekt Moléculaire průmyslového designéra Nico Kläbera. Ten je o něco optimističtější než holandská konkurence a podle vlastních slov si je jistý, že 3D tiskárny na jídlo budeme používat dříve než za patnáct let. „Určitě nepůjde o něco, jako je replikátor, kterým se v seriálu Star Trek běžně produkuje normální jídlo. Jednu z největších příležitostí pro uplatnění vidím v nových možnostech designu, který umožní počítačem kontrolované tiskárny potravin v gastronomii,“ věští Kläber.
„Ideální řešení je to pro fastfood, kterému to přinese úsporu času i peněz za pracovní sílu. Může to znamenat i zajištění standardní ,kvality‘ pokrmů. V restauracích to jistě kreativní kuchaři dokážou časem využít i pro zatraktivnění jídla, ale kuchařinu to za vás neudělá. V restauraci vždy budete chtít dostat opravdové jídlo, a ne to, co si můžete ,vytisknout‘ doma. Myslím, že jako Návštěvníci na amarounech neskončíme,“ soudí Jiří Štift, šéfkuchař restaurantu Essensia v hotelu Mandarin Oriental.
