OPTA
3.-5.3. 2023

Technologie 3D tisku přinesla v uplynulém roce revoluci do mnoha oblastí průmyslové výroby. Pomocí speciálních CAD programů lze vyrobit i takové objekty, jejichž výroba dosud nebyla technicky nebo ekonomicky možná. 

Metoda 3D tisku a Rapid Prototyping nalézají uplatnění v medicíně, vesmírných programech nebo v potravinářství. Zkoumají se možnosti výroby životaschopných rostlin nebo lidských orgánů. Vzhledem k řadě možností, které technologie 3D tisku přináší, se tedy nabízí otázka: může tento nový způsob výroby změnit i trh s brýlemi?

Co je 3D tisk?

Abychom mohli ocenit možnosti této nové technologie, měli bychom porozumět jejím postupům. Existuje asi 15 způsobů tisku, které se v zásadě dají shrnout do tří kategorií.

Aditivní metoda

Tato metoda se nejvíce podobá dosavadním inkoustovým tiskárnám. Zjednodušeně řečeno, tento způsob 3D tisku se dá přirovnat k vysoce precizní tavné pistoli. Plastická hmota se zahřívá v trysce a poté se po vrstvách nanáší. Jednotlivé vrstvy jsou výkonnými tiskárnami nanášeny tak precizně, že nejsou vidět, ani není možné je nahmatat. Vrstvu po vrstvě tak vzniká reálný objekt. 

Stereolitografie 

Jedná se o složitější způsob výroby trojrozměrných objektů. Výrobek vzniká působením ultrafialového laserového paprsku na tekutou fotopolymerickou pryskyřici, která je laserem ztvrzována ve vrstvách. Prostřednictvím volného pohybu laserového paprsku ve všech osách lze touto technologií vytvořit konkrétní objekt.

Sintrování 

Metoda, při níž není zapotřebí (na rozdíl od prvních dvou metod) dočasných podpor zajišťujících stabilitu výrobku. Výrobek vzniká tavením práškového materiálu, který je po tenkých vrstvách spékán v ploše řezů vysoce výkonným laserem. Firmy, které vyrábějí brýlové obruby 3D technologií, využívají nejčastěji právě tuto metodu. Jednu brýlovou obrubu tvoří průměrně 7 000 vrstev s tloušťkou 0,02 mm.

Využití 3D tisku v oční optice   

Pomocí 3D tisku je možné zhotovit v podstatě jakoukoliv věc, kterou si umíme představit – proč tedy netisknout také brýlové obruby nebo kontaktní čočky?

Představme si situaci: zákazník navštíví optiku, ve které nabízejí kromě tradičního zboží také obruby vyrobené technologií 3D tisku. Jakmile si zákazník spolu s optikem vybere obrubu, která se mu líbí, oskenuje oční optik obličej zákazníka pomocí kamery. Zvolená obruba je pak vyrobena digitálně přesně na míru na trojrozměrný model hlavy zákazníka. Tvar a šířka nosníku a sedla, délka a tvar stranic i celková velikost obruby jsou s milimetrovou přesností přizpůsobeny individuálnímu tvaru hlavy zákazníka. Výsledek měření může optik předvést přímo na počítači. Zákazník si může vybrat libovolnou barvu podle vzorníku RAL a může si nechat na vnitřní nebo i vnější stranu stranic vytisknout jméno, datum narození nebo jiné údaje. Materiál polyamid, který se pro tištěné obruby používá, je biokompatibilní a tepelně tvarovatelný, navíc je také výrazně lehčí než plasty, které se dosud k výrobě brýlových obrub používaly (1,04 g/cm3).

Pokud se některá část obruby při nošení brýlí zlomí nebo poškodí, lze ji podle dostupných údajů kdykoliv a levně znovu vyrobit, třeba i po mnoha letech. Oční optik tak mimo jiné i tímto způsobem posiluje loajalitu zákazníků.

V budoucnu bude možné vyrobit pomocí 3D tisku také brýlové čočky nebo kontaktní čočky.Popsaný scénář je možná již za dveřmi, neboť některé firmy z optického průmyslu dnes 3D tisk už využívají, nebo zkoumají možnosti, jak jej využít.

Společnost Luxottica například pravidelně využívá vlastní 3D tiskárnu k vývoji brýlových obrub metodou Rapid Prototyping. Je to výrazně levnější, než zaměstnávat návrháře, a je přitom možné vyzkoušet v krátké době neobvyklé tvary brýlí.

Německá společnost FrameLApp, která byla založena teprve na jaře roku 2013, disponuje vlastní výkonnou 3D tiskárnou. Na loňském lednovém veletrhu Opti v Mnichově navázala první spolupráci s několika optikami, které začaly prodávat kolekce individuálně vyrobených brýlových obrub. Firma spolupracuje s tradičními kamennými optikami, internetový prodej jasně odmítá. Měření parametrů zákazníka probíhá ručně v partnerských optikách. Výšku a šířku očnice, šířku sedla a délku stranic lze individuálně přizpůsobit. Získané údaje optici odesílají do firmy FrameLApp, kde jsou podle nich vyrobeny brýlové obruby na míru.

Společnost Mykita začala s novodobou technologií 3D tisku experimentovat již v roce 2007. O šest let později již v této německé firmě vyrobili 20 000 kusů brýlových obrub z kolekce Mylon. Prodejní cena těchto neobvyklých obrub, které překonávají hranice mezi módou a sportem, činí 400 až 600 eur. Velkou výzvu představuje zejména barevnost materiálu. Firma má patentovánu speciální povrchovou úpravu brýlových obrub. Výroba probíhá metodou selektivního spékání laserem (sintrování), které umožňuje okamžité vytvoření objektu jakéhokoliv představitelného tvaru. Výkonný CO2 laser spéká vrstvu po vrstvě nejjemnější polyamidový prášek do trojrozměrných objektů, jejichž data se nejprve načtou do procesu spékání. Za své kolekce firma obdržela již řadu ocenění, například i cenu RED DOT DESIGN 2013 za brýle Basky právě z kolekce Mykita Mylon.

Belgický výrobce exkluzivních módních obrub Patrick Hoet je v současnosti jediný výrobce, který tiskne kovové brýlové obruby (především z titanu). Každý model je k dostání v sedmi velikostech a vyrábí se na objednávku. K výrobě obrub prostřednictvím 3D tisku přistoupili ve firmě po čtyřech letech výzkumu a vývoje. Na metodě oceňují nejen nepřeberné množství možných variant obrub, ale také její šetrnost k životnímu prostředí.

Americká společnost Protos Eyewear vyvinula elastický materiál pod názvem „bioplastic“, který je ideální pro výrobu individuálních brýlových obrub na míru. Prodej probíhá převážně on-line, jako podklad pro individuální úpravu postačí fotografie. Své modely prodává firma zatím pouze v USA, ale v nejbližší době plánuje expanzi i na evropský trh.

Nizozemská společnost LUXeXceL je ještě o krok napřed – tiskne nejen brýlové obruby, ale současně i brýlová skla, a to dokonce v rámci jedné objednávky bez použití více různých 3D tiskáren. Návrhy jsou soustavně optimalizovány, tak aby splňovaly vysoké nároky optiků. Ředitel společnosti Richard van de Vrie má velké plány. Jeho představa je taková, že v budoucnu bude mít každý oční optik vlastní 3D tiskárnu, na které vytiskne kromě obruby přímo i skla s aktuálně naměřenými hodnotami, a to vše v nejkratší možné době. 

Může 3D tisk změnit svět oční optiky? 

Možnosti využití 3D tisku v oční optice jsou velmi široké a první modely jsou slibné. Přesto se mnoho společností zaseklo ve fázi vývoje. Vzhledem k prodejní ceně, které je v současnosti 200 eur a více, zůstanou 3D obruby zpočátku rozhodně výrobkem pro úzkou skupinu zákazníků. Ve srovnání se zakázkovou výrobou tradičními způsoby je však tato cena nízká. Výhodou využití 3D tisku v oční optice může být možnost vyrábět unikátní a cenově výhodné modely přímo pro koncového zákazníka a také možnost kdykoliv dodat náhradní díly. Kromě toho je možné vyrábět nové tvary a designově zajímavé výrobky. 

Přestože 3D tisk nabízí řadu možností, očekávaná třetí průmyslová revoluce, kterou měl 3D tisk odstartovat, se zatím neuskutečnila. Důvody jsou různé, většinou specifické pro daný obor. Například individualizace výrobků není v dnešní době rychloobrátkového spotřebního zboží žádnou výhodou. Tištěné produkty pro konečného spotřebitele mají zatím využití téměř výhradně v zubním lékařství.

Další pokrok v technologii 3D tisku, vývoj softwaru a klesající výrobní náklady technologie Rapid Prototyping by nicméně mohly způsobit trvalé změny v optickém průmyslu. Vzhledem k tomu, jak rychle se 3D tisk vyvíjí, speciálně v oční optice, je pravděpodobné, že situace se může změnit během několika měsíců. 

Z německého originálu volně přeložila redakce časopisu Česká oční optika a www.4oci.cz

Literatura:Fetsch, Y.: 3D-Druck in der Augenoptik – Realität oder Zukunftsvision? DOZ 10/2014, str. 55–57.