3D tiskárny už dovedou skoro zázraky

„Kolega programátor si nedávno zlomil ruku na kolečkových bruslích a teď nosí naši vlastní 3D tištěnou ortézu,“ se smíchem prozrazuje jednatřicetiletý Jan Rosický, obchodní ředitel a jednatel ostravské společnosti Invent Medical. Dodává, že kolega dostal pomůcku bez čekání, neboť se účastnil prototypovací fáze výroby ortézy, která je zatím stále ve vývoji.

Kdo mohl tušit, že ji programátor záhy využije v praxi. „Přišel do ordinace, vytáhl ortézu z batohu a lékař na to: Já bych vám to sádroval, ale tohle je super, to použijte,“ říká Jan Rosický, jehož firma vyrábí ortotické a protetické pomůcky. „Ortézy nosíme na těle po úrazech, operacích nebo při vrozených deformitách. Protézy nahrazují chybějící části těla,“ připomíná základní rozdíl.

Tvrdá a těžká sádra, nebo lehká plastová ortéza na míru? I na této volbě se dá ukázat přínos průmyslových 3D tiskáren, které na základě dodaných dat, v tomto případě naskenované končetiny, dovedou postupným nanášením vrstev docílit složitých tvarů, a to v řádu hodin.

„Firmu založili v roce 1991 můj otec se strýcem, kteří jsou oba vystudovaní strojaři. Jejich nevlastní bratr se přiženil do Ameriky a oni se rozhodli, že odtamtud budou dovážet zboží. Jedním z těch artiklů byla i ortotická pomůcka,“ popisuje Jan Rosický zrod společnosti, která se časem přeorientovala výhradně na zdravotnictví.

„Táta přemýšlel, jak aplikovat pokročilé technologie z jiných oborů do toho našeho, který je velmi tradiční a inovacemi téměř nepolíbený. Pořád se v něm pracuje se sádrou a postupy, které se šedesát let nezměnily. Pomůcky byly relativně velké, často nevzhledné, nekomfortní, neprodyšné,“ popisuje.

První inovací, kterou si osvojili, byla technologie CAD/CAM, při níž se na základě 3D skenu v počítači vyfrézuje model. „Ale pořád se to úplně nepromítlo do pohodlí pacientů,“ připouští. Kolem roku 2010 proto vedle původní firmy ING Corporation vznikl Invent Medical, jenž měl za cíl prozkoumat využití 3D tisku.

„Cením si toho, že se tím táta začal zabývat ještě v době, kdy o to ostatní ani nezakopli. Teď jsme v tomto segmentu oboru největší na světě. Konkurence je velká, ale my máme unikátní know-how, které nejde jen tak zkopírovat,“ tvrdí.

Česká firma nadchla americkou společnost Hewlett-Packard, předního výrobce průmyslových 3D tiskáren, a domluvila se s ní na využití jejího revolučního zařízení Jet Fusion, toho času první ve střední a východní Evropě. Do ostravské centrály si později pořídili ještě jednoho jejího sourozence, jehož cena dosahuje několika milionů korun.

Aby však objem zakázek stíhali, netisknou jen v Ostravě, ale provozují celkem osm výrobních center po celém světě, některá vlastní, jiná s místními partnery. Dodávají do čtyřiceti zemí světa a mají téměř 500 zákazníků z řad zdravotnických klinik. „Proniknout do USA nám trvalo pět let, ale dnes jsou mezi našimi zákazníky největší dětské nemocnice,“ těší Jana Rosického.

Jakousi vlajkovou lodí nabídky jsou kraniální remodelační ortézy, zjednodušeně řečeno tvarující helmičky pro děti, které se narodily s deformitou lebky. Ne vždy se tento problém řeší ortézou, ale pokud to lékař doporučí, mohou se rodiče podle Jana Rosického obrátit na některou z klinik, která kraniální ortézy nabízí.

Dalšími výrobky jsou kotníkové ortézy pro děti, protetická lůžka pro upevnění amputované dolní končetiny nebo ortopedické vložky do bot. Ve vývoji jsou zatím ortézy rukou nebo kotníkové ortézy pro dospělé.

Firma používá dva materiály pro 3D tisk - jedním je termoplastický polyuretan, druhým pak rostlinný materiál pocházející z olejnatých semen skočce obecného (Ricinus communis), což jej činí plně obnovitelným. Při výrobě navíc nevzniká žádný odpad, protože nespotřebovaný materiál z tiskárny se dá použít příště.

„Hodně se zaměřujeme na děti, protože věříme, že tam přináší 3D tisk nejvíce výhod. Abychom zvýšili komfort, děláme pomůcky prodyšné, což by tradiční metodou vůbec nešlo, dále velmi tenké a komfortní,“ říká Jan Rosický k helmičkám, které posbíraly několik ocenění za své ztvárnění. „Design je důležitý, proto se jím zabývá špičkový tým. Snažíme se i díky němu zbořit stigma zdravotnické pomůcky. Třeba helmička se sice nosí jen několik měsíců, ale musí být nasazená 23 hodin denně,“ zmiňuje.

Starší děti, které nosí kotníkovou ortézu, pak podle něj ocení, když je vytištěná v jejich oblíbené barvě a třeba i s obrázkem nějaké postavičky. „Funkčně to nic nemění, ale přináší to obrovský rozdíl v tom, jestli ji chtějí nosit.“

Zatímco s plastem si 3D tiskárny už velmi dobře rozumějí, beton teprve naznačuje svůj potenciál. „Hlavní motivací, proč se tím zabývat, není cena, spíš nedostatek lidí,“ říká Dominik Stupka, vedoucí projektu 3D tisku ve společnosti ICE Industrial Services ve Žďáru nad Sázavou. Firma spadá pod český holding MTX Group a navrhuje a vyrábí automatizované výrobní linky a jednoúčelové stroje pro nejrůznější oblasti strojírenského průmyslu včetně automobilek.

„Hledali jsme nějaké nové odvětví, kam je možné přinést automatizaci, a největší díru na trhu jsme našli ve stavebnictví,“ uvádí Dominik Stupka. Jak mu přiznali zástupci stavebních firem, počet přijatých mladých zedníků za poslední roky se u nich často rovná nule. Zaregistroval sice pokusy s roboty, kteří stavějí zdi z cihel jako zkušení zedníci, ale větší přínos vidí v možnosti tvarovat surový materiál už od začátku do požadované podoby.

Na dvoře u výrobních hal na okraji Žďáru stojí ukázka betonových výtisků, především laviček, květináčů a jiného městského mobiliáře, ale i malých staveb. Na předání tu v době rozhovoru čekal i kompletně vytištěný domek, jenž bude sloužit jako veřejné WC.

Šéf projektu 3D tisku překvapuje sdělením, že takových výsledků dosáhla firma za pouhé dva roky od chvíle, kdy se mu začala věnovat. Samostatná divize, která se zabývá výrobou bunkrů a zátarasů především pro armádní účely, se nedávno pochlubila předáním dvou bunkrů na leteckou základnu v Čáslavi. V tomto směru má ICE velké plány.

„Bunkry jsme podrobovali testům na střelnicích, spolupracovali jsme s Vojenským výzkumným ústavem v Brně a získali jsme na ně certifikáty dle standardů NATO,“ říká Dominik Stupka. Bunkry s nejvyšší odolností dokážou čelit i tankovým zbraním a podle zástupce společnosti tkví jejich vlastnosti nejen ve správném složení a tloušťce betonu, ale především v sendvičové konstrukci s různými druhy výplní, které rozptylují vystřelený projektil a pohlcují jeho energii.

Šéf projektu nicméně upozorňuje, že cílem není stát se stavební firmou, ale vyrábět a dodávat stroje. Betonové stavby proto nyní tisknou především jako ukázku jejich schopností. Ve výrobní hale stojí dva prototypy robotů, které se pohodlně ovládají přes tablet - jeden je statický, druhý pohyblivý s pásovým podvozkem. „Chceme je dovést do stavu, kdy je bude moct obsluhovat laik, který projde 1-2denním školením, žádný technik nebo programátor. K tomu nám ještě pár kroků chybí,“ přiznává.

3D tiskem z betonu se dnes podle jeho odhadu zabývají nejméně stovky firem na celém světě, ovšem naprostá většina z nich tiskne ze suchých betonových směsí, což je poměrně jednoduché, ale skýtá to i řadu nevýhod. Česká inovace se je snaží odbourat, což by přineslo průlom v celosvětovém měřítku.

„První nevýhodou směsi je cena - všechny suroviny musejí být vysušené, jinak by ztvrdla,“ vysvětluje Dominik Stupka. Dodává, že je to zároveň neekologické, protože se v plynových pecích spálí spousta plynu na to, aby se směs mohla vysušit a zabalit do pytlů. To má dopad na cenu i logistiku. „Abyste vytiskl celý dům, potřeboval byste třeba 100 nebo 150 palet, které by vám dovezl kamion. To podle nás odporuje zdravému rozumu a smyslu 3D tisku a automatizace.“

Firma proto upravuje samotný tisk tak, aby bylo možné využít lokální suroviny. „Beton nám dodává místní betonárka, cement je z Moravy, písek a kamenivo z místních zdrojů v okruhu 20 kilometrů,“ vyjmenovává. Kouzlo tkví v přidávání chemikálií, které upravují vlastnosti betonu a způsobí jeho rychlé tvrdnutí. „Všechno se přidává na mililitry přesně a musí se přizpůsobit rychlosti tisku, vlhkosti nebo teplotě prostředí, proto je stroj ověšený senzory, které v reálném čase podmínky vyhodnocují.“

Další výhoda betonových konstrukcí, které jsou vždy duté, je skutečnost, že se do nich dají ukrýt veškeré rozvody, aniž by se musely dodatečně vysekávat do zdi. Betonový povrch navíc zastane funkci první, hrubé omítky, jejíž nanesení je nejpracnější. Podle šéfa projektu nebude problém, aby se na robotu vyměnila koncovka a stroj na povrchu stěn vyhladil „vlnky“, které jsou zatím pro výtisky z betonu typické.

Větší rozvoj zatím brzdí česká legislativa, která z hlediska statiky nezná nosné betonové konstrukce bez kovové výztuže. Jejich dodatečné přidání sice podle Dominika Stupky odporuje smyslu automatizace, o kterou se firma snaží, ale pokud zákony vezmete v potaz, můžete mít vytištěný dům už dnes.

„Nesmějte se, už jsme jich prodali asi pět párů,“ reaguje Barbora Koutná na mou poznámku, že když už se tak rozjel její prodej tištěných šperků, třeba si časem budeme pořizovat i plastové snubní prsteny. „Zákazníci předsudky nemají, naopak k nám chodí právě ti, kteří na sobě nechtějí mít zlato a drahé kovy,“ podotýká. „Na nošení jsou totiž velmi příjemné.

Některé zákaznice říkají, že v životě prstýnek nenosily, ale pak zkusí tenhle a jsou překvapené, jak jsou lehoučké,“ říká osmapadesátiletá majitelka značky 3dbara o svých špercích, na něž používá bioplast vyrobený z kukuřice, teoreticky tedy v přírodě rozložitelný.

Když před lety viděla rozhovor s Josefem Průšou, průkopníkem 3D tisku v Česku, hned ji jeho stroje zaujaly. A když tiskárny začaly pronikat do domácností, zmínila se před manželem, že kdyby nevěděl, co jí dát k Vánocům…

Je to asi šest let, co ji společně se synem vyslyšel a jeden kousek jí pořídil. Dnes už jich má ve svém bytě v Praze-Stodůlkách rozmístěných celkem pět, a když se blíží nějaké trhy s autorskou tvorbou, na nichž se její produkty prodávají nejvíc, všechny jedou naplno. Dokazuje tak, že i domácí tiskárna se může stát výrobním zařízením.

Proč právě šperky? „Člověk začne tím, co mu chybí. Mám nějaké představy o tom, co bych na sobě ráda nosila, takže vyrábím vlastně pro sebe,“ vysvětluje Barbora Koutná, která na svém webu nabízí přes 30 druhů prstenů, náušnic a náramků různých geometrických tvarů i barevných kombinací, a to za cenu od 210 Kč za nejjednodušší prstýnky.

„Moje výhoda je, že si je sama v počítači modeluju. Nechtěla bych být na nikom závislá,“ přiznává bývalá stavební inženýrka, pro niž byla práce s grafickými programy denním chlebem. To je celkem důležitý předpoklad a vzkaz pro všechny, kteří 3D tiskárnu koupili spíše jako hračku svým dětem, vytiskli si pár figurek a drobností do domácnosti podle předem daných návodů a teď už moc nevědí, co s ní.

Barboru Koutnou kreativní práce od začátku chytila, brzy začala obdarovávat své známé, pak jejich známé a pronikla i do několika kamenných obchodů. „Jednou jsme v kamarádkami zašly do obchodu v Českém Krumlově, všechny na sobě měly moje věci a prodavačka se zeptala, odkud je mají. To byl první člověk, který řekl, že by je zkusil prodávat.“

Podnikání se začalo rozvíjet rok před covidem, ačkoli první Dyzajn market, kde měla stánek, zprvu vypadal bídně. „Dvě hodiny jsem tam stála, lidi chodili kolem, nikdo nic nechtěl. Pak jsem pochopila, že je to v prodavačkách. Když dorazila moje dcera s kamarádkou, najednou tam bylo plno lidí,“ směje se.

Od té doby prodala podle svého odhadu kolem 4000 věcí. Pandemie navíc uspíšila její rozhodnutí opustit zaměstnání a věnovat se pouze výrobě šperků. Přiznává však, že na uživení to zatím není, takže musí spoléhat na manželův plat. „Ale je to výborné kapesné a baví mě to hodně.“

Na trhy s sebou obvykle bere i jednu ze svých tiskáren, která ke stánku přitahuje pozornost. „Vždycky mě překvapí, kolik lidí ji ještě nezná. Lidem se líbí, ale vůbec nevědí, co s ní, a říkají: Nevěděli jsme, že se na tom dají dělat i takové věci.“

Může se vám hodit na Zboží.cz: 3D tiskárny

Může se vám hodit na Firmy.cz: 3D tiskárny