Aditivní výroba, známá spíše jako 3D tisk, je proces, při kterém se z digitálního souboru vytváří 3D fyzický objekt. První krok tohoto procesu zahrnuje vytvoření digitálního 3D modelu pomocí modelovacího softwaru. Digitální model slouží jako „předloha“ požadovaného 3D objektu a je odeslán do tiskárny, kde jsou materiály nanášeny vrstvu po vrstvě, dokud není syntetizován 3D objekt. Různé materiály, jako jsou plasty, kovy a keramika, se používají k vytvoření celé řady předmětů, včetně automobilových dílů, oblečení, a dokonce i střelných zbraní, abychom jmenovali alespoň některé. Kromě toho lze biomateriály – syntetické i přírodní – použít k vytvoření objektů se schopností podporovat biologické systémy. Zdá se, že neexistuje žádná hranice toho, co lze 3D tiskem vytisknout.
V posledním desetiletí pokrok v technologiích 3D tisku změnil způsob navrhování, vývoje a výroby produktů. Velké společnosti mohou během krátké doby vytvořit levné zmenšené modely výrobků v procesu známém jako rapid prototyping. V roce 2014 dokázali inženýři na univerzitě v Cáchách vyrobit a otestovat elektromobil za pouhých 12 měsíců pomocí technik 3D tisku – což by při použití současných výrobních metod nebylo možné.
Nejpozoruhodnější jsou zřejmě jeho aplikace ve zdravotnictví. Uprostřed současné pandemie COVID-19 byly kvůli zvýšené poptávce navrženy a vyrobeny osobní ochranné prostředky (OOP) a ventilátory na podporu a ochranu zdravotnického personálu a pacientů. Vzhledem k tomu, že zdravotnictví má být nejrychleji rostoucím odvětvím v rámci 3D tisku, uvádíme některá jeho současná a plánovaná využití.
Současné a perspektivní aplikace ve zdravotnictví
1. Předoperační plánování
Medicínské zobrazovací technologie, jako je magnetická rezonance (MRI) a počítačová tomografie (CT), se často používají pro předoperační a předchirurgické plánování. Při samostatném použití však tyto techniky nesou značná omezení, včetně obtížného zobrazení komplexních nepravidelností a patologií. Implementace 3D tisku v této oblasti je stále běžnější; nyní lze skeny pacientů využít k vytvoření 3D modelů specifických anatomických oblastí a přesně naplánovat zákroky. To má několik výhod: méně času stráveného na operačních sálech, zkrácení pooperačních pobytů a také méně komplikací vznikajících během operace. Příkladem využití pro předoperační plánování je revizní operace kyčelního kloubu. V klinické studii bylo prokázáno, že zlepšuje přesnost diagnózy a přesně odhaduje velikost implantátů potřebných pro každého pacienta. Některá omezení této aplikace však spočívají v tom, že personál potřebuje rozsáhlé školení a pacienti musí podstoupit více skenů, což zvyšuje jejich expozici záření.
2. Protetické zdravotnické prostředky, např. končetiny, klouby
Moderní technologie tisku usnadňuje výrobu protéz a ortéz na zakázku, které jsou určeny pro osoby se zdravotním postižením a pomáhají při rehabilitaci zraněných osob. Tyto pomůcky jsou specifické pro geometrickou anatomii jedince a nabízejí pohodlné nošení a lepší kvalitu života. Protézy vytištěné 3D tiskem lze také vyrobit za zlomek času, který vyžadují konvenční metody. Rostoucí dostupnost 3D tisku vedla k rozmachu společností, které jej zavádějí k vytváření zařízení pro osoby se zdravotním postižením a zdravotním stavem
.