3D tisk

Publikace je vydána v rámci projektu Partnerstvím ke zkvalitnění přípravy lidských zdrojů pro přírodovědné a technické vzdělávání, reg. č. CZ.1.07/2.3.00/45.0034. Tento projekt je spolufinancován z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.

Studio Francis Bitonti, Dita´s Gown, šaty vyrobené na míru konkrétnímu člověku pomocí nejmodernějších technologií a 3D tisku. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 248.

ISBN 9783899555165.

Dirk Vander Kooij, Endless Chair, proces tisku židle pomocí 3D tiskárny.

In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 121. ISBN 9783899555165.

Obsah 07 09 09 13 14 14 14 14 17 17 17 18 22

Když se řekne 3D tisk Vznik a vývoj 3D tiskárny Technologie 3D tisku - Stereolitografie (SLA) - PolyJet - MultiJet Modeling (MJM) - Selektivní laserové spékání (SLS) - Technologie trojrozměrných tiskařských technik (3DP) - Laminated Object Manufacturing (LOM) - Modelování depozicí taveniny (FDM) Technologie generování dat pro 3D tisk Aplikace technologií 3D tisku

34 50 76 84

3D modelace a 3D tisk 3D tužka 3D skenování Doprovodné aktivity

89 95

O projektu Resumé

ROB Technologies, ROB-Made Fabrication Method, vize tisku prefabrikovaných dílů pro stavebnictví. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing.

Berlin: Gestalten, c2014, s. 172. ISBN 9783899555165.

Janne Kyttanen, Lost Luggage, projekt kolekce šatů a doplňků, které budete mít v elektronické podobě vždy s sebou připravené k vytisknutí. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 238. ISBN 9783899555165.

8

Když se řekne 3D tiskárna

Oblast 3D tisku a 3D tiskáren je v posledních letech často zmiňovaným pojmem a to nejen v médiích. Jsme svědky výrazného nárůstu využití 3D technologií ve všech oblastech lidského činění – od použití nových technologií v oblasti architektury a medicíny, přes gastronomii a automobilový průmysl, až po módu a design. Stojíme na prahu nové revoluce. Možnosti 3D tisku a k němu přidružených technologií jsou nepředstavitelné. 3D tisk pomalu proniká do našich životů. Dnes se můžeme s 3D tiskárnou setkat ve školách, firmách, ateliérech a někteří z nás ji mají dokonce už i doma1.

3D tiskárna je specifické zařízení, které vytváří (po jednotlivých vrstvách tiskne) trojrozměrné objekty z různých vhodných materiálů, jako jsou například plast, kov nebo polymer. Pohyb tiskové hlavy je řízen programem v počítači2. 3D tiskáren dnes existuje velké množství druhů a vzájemně se odlišují svou velikostí i druhem materiálu, ze kterého tisknou objekty. Všechny ale vždy tisknou postupně po jednotlivých vrstvách.

1» Na trhu je generace tiskáren určených výhradně pro domácí

užití. Nová generace tiskáren Cube je určená především do dětských pokojíčků.

2» Tím se liší od 3D tužky, kde pohyb tiskové hlavy řídí přímo lidská ruka.

Vznik a vývoj 3D tiskárny

Odvětví 3D tisku je velmi mladé, jeho počátky sahají do druhé poloviny 20. století, kdy si Charles W. Hull nechal patentovat technologii stereolitografie3. A tak se v roce 1986 začala oficiálně psát první kapitola 3D tisku. Hull pod hlavičkou své nové firmy 3D Systems vytvořil první zařízení tisknoucí ve 3D formátu, tzv. stereolitografický aparát (SLA-1), jehož technika spočívala v tisku pomocí UV laseru a tekutého fotopolymeru. Název 3D tiskárna se vžil až pro zařízení další generace pracující na stejném principu. SLA se tak staly základem vývoje dnešních 3D tiskáren. Původní SLA-1, která byla určena pouze odborné veřejnosti, byla postupně upravována a až typ SLA-2504, který byl připraven k použití pro širokou veřejnost. Do roku 1996 se prodalo přes 600 různých přístrojů SLA. 3D Systems slavila se svou novou technologií úspěch a po dlouhou dobu si držela dominantní pozici na trhu.

Do vývoje v této oblasti se rychle zapojila i početná konkurence. Vznikala nová studia, týmy a společnosti, orientující se na výzkum a vývoj nových technologií v souvislosti s 3D tiskem. Postupně se tak začaly objevovat nové technologie, které umožnily dramatický vývoj.

V roce 1987 byl patentován vynález Michaela Feygina, tzv.

Laminated Object Manufacturing (LOM). V následujícím roce byla v Austinu na Texaské univerzitě patentována 3» Charles W. Hull vynalezl tuto techniku v roce 1983. V roce

1986 získal potřebný patent a založil společnost 3D Systems, která na trhu funguje dodnes.

4» Byl uveden na trh v roce 1988.

9

technika selektivního laserového spékání (SLS)5, která je založena na principu CO2 laseru a práškového materiálu.

Ve stejné době vznikla například i technologie modelování depozicí taveniny (FDM)6, technika využívající termoplast.

V roce 1993 došlo k dalšímu mezníku ve vývoji 3D technologií. Byla patentována technologie trojrozměrných tiskařských technik (3DP), která byla založená na principu spojování práškového materiálu tekutým spojovačem (pojidlem). Patent tentokrát podal Massachusettský technologický institut, tzv. MIT7, od kterého později licenci zakoupila společnost Z Corporation, která započala s vývojem 3D tiskáren jako takových. A právě v této době, v roce 1996, byl poprvé použit termín 3D tiskárna. Vývojem v této oblasti se začaly zabývat společnosti KIRAD, OBJECT GEOMETRIES, STRATASYS, EDS GMGH, 3D Systems a mnoho dalších.

Dalším významným mezníkem na poli vývoje 3D tiskáren se stal rok 2006, kdy byl zahájen projekt Rep Rap8, který byl zcela revoluční ve vztahu k uživateli. Byl založen na tzv. open source9. Uživatel si již nekupuje celý hotový produkt ve fyzické podobě, ale koupil si pouze licenci a 3D tiskárnu si sestavil z běžných součástek sám doma.

Jednotlivé návody na sestavení jsou volně k dispozici 5» Dr. Deckard a Doc. Beaman z Austinova technologického

institutu (Austin Technology Incubator).

6» Vynalezl ji S. Scott Crump v roce 1988.

7» Michael Cima a Emanuel Sachs.

8» Projekt vznikl pod vedením Adriana Bowyera na University

of Bath.

9» Jako open source označujeme otevřený svobodný systém,

kdy při dodržení určitých podmínek je možné legálně zdarma užívat nějakou technologii či software.

10

na internetu. Tento projekt stlačil cenu tiskáren do přijatelných rovin i pro širokou veřejnost. Existuje několik verzí Rep Rap tiskáren (Original Mendel, Darwin, Huxley, Morgan, 3DprintMi, Printrbot, Průša a mnoho dalších).

V Čechách se v souvislosti s pojmem Rep Rap nejčastěji objevuje jméno Josefa Průši, který svou firmu založil právě na open source projektu 3D tiskárny jako „domácí skládačky“. Jeho 3D tiskárna je vlastně úpravou tiskárny Mendel10. Podobně vytvořil svou verzi 3D tiskárny Rep Rap i Robert Vlasák11, který se zaměřil na její využití v uměleckém provozu. Tiskárny Rep Rap jsou technologicky založeny na extruzi taveniny, kdy pomocí trysky po jednotlivých vrstvách nanášíme natavený materiál, který na vzduchu tuhne a tím modelujeme výsledný tvar. Úskalím Rep Rap technologie je bezesporu složitost domácího samostatného sestavení a udržování dobrého technického stavu tiskárny. Výhodou se naopak stala její finanční dostupnost. Zajímavá je i myšlenka sebereprodukce tiskárny, která je schopná vytisknout si většinu dílů, ze kterých je sestavena, a vyrobit tak svůj klon.

Josef Průša popsal svou hlavní myšlenku při vývoji úspěšné 3D tiskárny v rozhovoru pro časopis Forbes takto: „… pro každý problém jsem hledal svoje nejjednodušší řešení. Vznikla tak tiskárna, která nevymýšlí žádné vizuální vychytávky, není v ní moc věcí, které by se mohly rozbít a prostě funguje. Jednoduchost se ukázala jako klíč…“12 10» Průša uvedl na trh několik verzí tiskárny Prusa Mendel i2,

Prusa Mendel i3.

11» Vlasák vytvořil 3D tiskárnu s názvem Projekt 400.

12» NÁDOBA, Jiří. Josef Průša - 30 pod 30. Forbes. Praha:

Business Consulting, 2014 (únor), s. 58. ISSN 1805-059x.

DUS Architects, Kamer Maker, prototyp domu, který byl vyroben pomocí 3D tiskárny. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 186. ISBN 9783899555165.

Digital Grotesque, Printed Space, tištěné interiéry. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 181. ISBN 9783899555165.

DUS Architects, Kamer Maker, návrh domu, který by byl vyroben pomocí 3D tiskárny. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 187. ISBN 9783899555165.

11

Front, Sketch Furniture, návrhy objektů kreslené do vzduchu. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 131. ISBN 9783899555165.

Estudio Guto Requena, Nóize Chairs, návrh židlí. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 139.

ISBN 9783899555165.

Kevin Spencer, Mini Designer Chairs, projekt zmenšených kopií židlí slavných designérů. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 87. ISBN 9783899555165.

12

možností využití těchto technologií. 3D tisk se tak pomalu dostává do všech oblastí lidského zájmu.

Unfold, Stratigraphic Manufactury, tisk nádob. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 145. ISBN 9783899555165.

V současnosti zaznamenáváme prudký rozvoj 3D tisku i nárůst oblastí, kde se s využitím těchto technologií počítá. Běžně se setkáváme s informacemi ze světa 3D tisku: byl vytisknut první dům, byly vytisknuty speciální protézy či implantát lidské tváře, experimentuje se s tiskem potravin i orgánů, ve světě módy se již tisknou boty, šaty, šperky a umělci využívají 3D tisk jako prostředek své tvorby. Trh přináší neustále nové výrobky. Pomalu se upouští od levných Rep Rap skládaček, konkurovat jim začínají zařízení orientovaná na běžného uživatele, která se jim svou cenou začínají přibližovat. Na americký trh se dostala 3D tiskárna Cube od 3D Systems s intuitivním ovládáním a dvoubarevným tiskem, která se nechá pořídit za neuvěřitelnou cenu 999 dolarů. Vize nejbližší budoucnosti jsou takové, že 3D tiskárnu si bude moci pořídit téměř každá (evropská či americká) domácnost.

Druhá rovina zájmu o 3D technologie je dnes orientována do oblasti profesionálního využití v průmyslu a stavebnictví, medicíně a gastronomii, designu, módě a umění.

V jednotlivých odvětvích dochází k rychlému vývoji

Novým fenoménem se stala také 3D tužka. Ta byla původně zamýšlena jako pomocník pro slepení jednotlivých dílů produktů vyrobených na 3D tiskárně či dokreslení drobných částí. Je technologicky založená na extruzi taveniny, kde je konkrétní materiál nataven a protlačen tryskou, na vzduchu pak rychle tuhne. 3D tužka našla využití nejenom jako doplněk 3D tiskárny, ale i jako prostředek pro kresbu v prostoru. V umělecké oblasti v současnosti vznikají první kresby umělců, kteří tuto novinku začali využívat. Probíhají první snahy implementovat tuto novinku do škol, kde její užití v hodinách výtvarné výchovy či IT má nesporně vysoký potenciál. Výhodou 3D tužek je jejich finanční dostupnost, dostupnost náplní (různé druhy plastů jsou zatím nejběžnějším materiálem) a také snadné ovládání. Nevýhodou stále zůstává složitá údržba trysky a technologie, která je stále na začátku svého vývoje.

Technologie 3D tisku

Jednotlivé technologie 3D tisku můžeme rozdělit do tří kategorií. První je kategorie technologií založených na tekuté bázi, do které patří stereolitografie (SLA), PolyJet a MultiJet Modeling (MJM). Technologie trojrozměrných tiskařských technik (3DP) a selektivního laserového spékání (SLS) patří do kategorie technologií založených na práškové bázi. A do poslední kategorie technologií založených na pevné bázi patří například technologie Laminated Object Manufacturing (LOM) a modelování depozicí taveniny (FDM). V následujících kapitolách si stručně představíme jednotlivé technologie.

13

Stereolitografie (SLA)

Stereolitografie je nejstarší metodou 3D tisku. 3D objekt vzniká postupným vytvrzováním tekutého fotopolymeru, který je citlivý na světlo. Fotopolymer je vytvrzován pomocí UV laseru, který je formou paprsku promítán do jednotlivých vrstev tekutého polymeru. Odebráním vzniklého tělesa však proces nekončí. Vzniklé těleso je nutné vytvrdit následným dopečením nebo UV zářením.

Výhodou tohoto procesu je přesnost tisku. Na jednotlivých objektech můžeme docílit milimetrových detailů, otvorů či prvků. Finální proces tvrzení v UV komoře umožňuje také vytvořit integrovaný povrch či barevnou úpravu tělesa, která je jinak omezená (nejčastěji je průhledná nebo průsvitná). Nevýhodou zůstává nutnost stavby podpěr, aby během tisku nedošlo ke zborcení modelu. Stereografie je využívána hlavně k výrobě prototypů.

PolyJet

Tato technologie umožňuje tisknout z velké škály tekutých materiálů (od průsvitných až po zářivě barevné a neprůhledné). Každou vytištěnou vrstvu musí vytvrdit UV lampa. I zde je nutné stavět podpory složitějším tvarům. Ty se pak odstraňují pomocí vody, ve které se rozpustí. Velkou výhodou je možnost tisknout z několika různých materiálů různých fyzikálních vlastností. Také barevná škála je široká. Jedná se o velmi přesnou technologii umožňující vytisknout objekt, který vypadá jako konečný výrobek.

14

Nervous System, Colony Experiments, experiment s akcenty tvarů a barev.

In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 157. ISBN 9783899555165.

MultiJet Modeling (MJM)

Tisková hlava obsahuje velké množství trysek, které jsou umístěny v jedné rovině a ze kterých vychází termopolymer, který je tvrzen UV lampou. Tiskne se opět po vrstvách. Tisková hlava se pohybuje pouze po ose X. Pohyb po ose Y a Z zajišťuje nosná deska (podobně jako u klasické 2D tiskárny). I tento typ tisku vyžaduje podpěry pro složitější konstrukce.

Selektivní laserové spékání (SLS)

Technika selektivního laserového spékání patří do oblasti technologií založených na práškové bázi. Laser postupně po jednotlivých vrstvách spéká do určitého tvaru práškový materiál (plastový, kovový nebo keramický prášek či slévárenský písek). Výhodou této techniky je, že vyráběný objekt nepotřebuje žádné opory, protože je po celou dobu procesu držen hmotou nespečeného práškového materiálu, který se z výrobní vany odstraní

Eric Klarenbeek, Mycelium Chair, rostoucí nábytek s organickými prvky. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 155. ISBN 9783899555165.

15

Mischer 'Traxler, Till you stop – cake decoration, ukázka využití 3D tisku v gastromnomii. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 162. ISBN 9783899555165.

16

objektů. Proto je často využívána k tisku portrétů a figurek. Není nutné stavět podpory, stejně jako u všech technologií založených na práškové bázi. Hmota prášku udrží i složitý tvar, podobně jako SLS. Tato metoda je hojně využívaná k výrobě prototypů. Také je často používána k experimentům (např. tisk skla nebo keramiky).

Za nevýhodu můžeme považovat fakt, že zde nedocílíme lesklého povrchu.

Matthew Plummer-Fernandez, Smooth Operator, hledání hranic autorských práv ve světě 3D modelace. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 91. ISBN 9783899555165.

Laminated Object Manufacturing (LOM)

až po dotisknutí (vysaje se). Tento fakt umožňuje tisknout i složitější tvary a struktury. Nejčastěji se používají přírodní barvy. Další výhodou je i vyšší pevnost výrobků a s ní související trvanlivost. V současné době není možné ve větší míře a bezproblémově střídat jednotlivé druhy materiálů na výrobku. Jedná se o technologii využívanou pro výrobu průmyslových prototypů.

Technologie, kdy se na sebe vrství jednotlivé fólie, které se po jednotlivých vrstvách k sobě přižehlují a laserem se do nich vyřezává požadovaný tvar. Tento proces se opakuje, dokud nevznikne požadovaný tvar. Touto metodou se tisknou i velké modely, jejich struktura připomíná dřevo. Výsledný tvar se musí ručně opracovat. Nevýhodou je velké množství odpadu.

Technologie trojrozměrných tiskařských technik (3DP)

Modelování depozicí taveniny (FDM)

Technologie založená na práškové bázi. Opět se postupuje po jednotlivých vrstvách, které se k sobě lepí. Velkou výhodou této technologie je možnost kombinování více materiálů v rámci jednoho tisku. Z materiálů můžeme použít i kov, různé kompozitní materiály (složené z více směsí) či polymer. Výhodou je také možnost plnobarevného tisku. Pomocí této technologie docílíme plnobarevných, tvarově a barevně až fotorealistických

Tato metoda patřící mezi technologie založené na pevné bázi. Využívá struny různých materiálů namotané na cívkách, které jsou protlačovány vyhřívanou tryskou.

V trysce se materiál nahřívá na teplotu o málo vyšší než je teplota tání materiálu. Po vytlačení se přilepí ke spodní vrstvě a okamžitě ztuhne. Celý model se tiskne po jednotlivých vrstvách. Tryska se pohybuje podle programu tisku a postupně (v jednotlivých vrstvách) tiskne výsledný objekt. Nejčastěji používaným materiálem jsou různé druhy plastů (ABS, nylon, PLA). Experimentuje se 17

i s dalšími materiály, jako je dřevo, kov nebo keramika.

Některé tiskárny mají dvě tiskové hlavy a umožňují tak dvoubarevný tisk. I tato metoda vyžaduje použití podpor u převisů vyšších než 45 stupňů, které se po dokončení tisku musí ručně odstranit.

Technologie, při které probíhá extruze materiálu skrz nahřátou trysku, umožňuje širokou škálu využití od architektonických modelů, přes šperky, drobné designové objekty, až po experimenty s tiskem biomateriálu ve zdravotnictví či tisk cukrovinek v potravinářství.

Všechny zde uvedené technologie prochází neustálým vývojem a vylepšováním. Pro nás, jako pro uživatele z řad široké veřejnosti, je nejzajímavější a technologicky i finančně nejdostupnější metoda modelování depozicí taveniny, tzv. FDM. Na principu extruze taveniny je založen projekt Rep Rap i malé komerční tiskárny na doma či do školního prostředí. Dobře dostupné jsou i náplně, které jsou nejčastěji vyráběny z různých druhů (netoxických) plastů. Mají podobu strun, někdy jsou přímo navinuté na cívkách jako nitě. Disponují širokou barevnou škálou a různými vlastnostmi (tvrdost, pružnost, ohebnost, reakce na teplo a chlad).

Princip extruze taveniny je používán i u 3D tužek. Tam jsou jednotlivé pohyby po osách X, Y, Z, které jsou u 3D tiskárny vždy řízeny počítačem, ovládány lidskou rukou – bez pomoci jakéhokoliv programu. Jde o tvůrčí a jedinečný akt. Nevýhodou zůstává nepřesnost. Výhodou naopak rychlé použití. Můžete začít tvořit hned s myšlenkou – není nutné modelovat nápad v žádném programu ani ho před tiskem upravovat.

18

Technologie generování dat pro 3D tisk Existuje několik způsobů, jak získat digitální předlohu pro 3D tisk. Jednou z hlavních cest je modelace objektu pomocí k tomu určeného programu (CAD, Blender, SketchUp, aj.). Tato cesta umožňuje absolutní volnost pro tvůrce modelu, v programu lze vymodelovat nejrůznější vize, nápady, představy. Je to ale cesta složitá – tvůrce musí ovládat specializovaný software. Asi nejznámějším a nejrozšířenějším programem je CAD (Computer-aided Design). Existuje ale i mnoho dalších, např. CAM, CAE, CAID, PDM. První program umožňující modelování těles s trojrozměrnou grafikou vznikl již v roce 197913, v roce 1980 se již objevuje modelování těles s trojrozměrnou grafikou ploch včetně renderování, tzv. ARCH model. Od poloviny devadesátých let již byly tyto programy dostupné pro operační systém Windows, což přineslo i jejich masové rozšíření. V současnosti funguje většina programů na operačních systémech Windows, Linux i Mac. Programy můžeme rozdělit na komerční (např. AutoCAD14) a nekomerční, tzv. open source (např. Blender15).16 Některé z programů nabízejí i open source verzi s omezenými funkcemi pro domácí užití, např. SketchUp. V současné době existují různé programy v různé kvalitě a s různým zaměřením. Profesionálně zaměřené programy jsou většinou pro využití ve strojírenství. Ve školním prostředí se nejčastěji používají programy Blender a SketchUp. 13» 14» 15» 16»

Několik let před vznikem samotné technologie 3D tiskárny.

Již od roku 1982.

Od roku 1995.

V době, kdy vyšla první verze Blenderu, byla už na trhu třináctá verze AutoCADu.

Richard van As, Robohand, robotickĂĄ ruka. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 201.

ISBN 9783899555165.

3D Systems and Bespoke, Prostheses, protĂŠzy na mĂ­ru. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 36.

ISBN 9783899555165.

19

Jorge Lopes dos Santos, Fetus 3D Project, skenování a tisk nenarozeného lidského plodu. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing.

Berlin: Gestalten, c2014, s. 35. ISBN 9783899555165.

WREX, Magic Arms, speciální plastové protézy pro děti. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 200.

ISBN 9783899555165.

WREX, Magic Arms, speciální plastové protézy pro děti. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 200.

ISBN 9783899555165.

20

Fotogrammetrie je technologie generování 3D dat z fotografií pořízených z různých úhlů, kde se pomocí specializovaného softwaru, který umí rozpoznávat společné segmenty na různých fotografiích a dokáže vypočítat jejich vzájemnou polohu, složí barevná 3D fotografie.

S touto technologií pracuje např. Google Earth (trojrozměrná mapa New Yorku). Jako další příklady můžeme uvést společnosti Agisoft (PhotoScan) a Autodesk (123D Cath). PhotoScan je program, který umožňuje dosáhnout velmi dobrého výsledku a to i bez 3D scanu. Můžeme dosáhnout precizního 3D modelu, který své využití nalezne jak při záznamu archeologických nálezů, tak při geologických výzkumech, ve filmovém průmyslu či při zaměřování staveb v architektuře. 123D Catch je další z programů, který nám umožní vytvořit 3D model.

Výhodou tohoto programu je jeho volné užití a to, že funguje i na mobilních aplikacích. Nevýhodou pak je jeho nižší spolehlivost a kvalita, často se setkáme s tím, že generuje chyby. Obecně můžeme říci, že tyto technologie generování dat nemají takové nároky na zručnost tvůrce při modelování požadovaného tvaru v programu.

Jake Evill, Cortex 3D, prototyp fixace budoucnosti. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 37. ISBN 9783899555165.

Tvůrce pouze snímá tvar, který již existuje. U levnějších technologií může docházet k různým nepřesnostem.

Velmi přesná je technologie 3D skenování. Pomocí různých druhů 3D scannerů (optické, mechanické, laserové, ultrazvukové, destruktivní, rentgenové a také sem patří i počítačová tomografie - CT a magnetická rezonance - MR) snímáme přesný digitální otisk daného modelu, který následně digitálně upravíme pro tisk. Tato technologie vyřešila problematiku zachycení trojrozměrné reality. Vznikla již v roce 1982 pro potřeby v lékařství.

Dnes existují různé typy, druhy a velikosti 3D scannerů s různými funkcemi a zaměřením, podle způsobu užívání. Nejčastěji se s nimi máme možnost setkat v již zmíněném zdravotnictví, strojírenství nebo v oblasti dokumentace památek či uměleckých děl - jednoduše všude tam, kde potřebujeme přesně zachytit a zdigitalizovat nějaký tvar, věc či objem.

Poslední z možností je použití některé z již existujících databank, které nabízejí bezpočet vymodelovaných

The Liberator, první funkční střelná zbraň vytištěná na 3D tiskárně.

In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 23. ISBN 9783899555165.

21

tvarů ke stažení. Některé jsou komerční a tvar si stáhnete za poplatek, jiné fungují zcela otevřeně.

U všech výše popsaných způsobů musíme vygenerovaný objekt ještě následně předtiskově upravit (nařezat ho na jednotlivé vrstvy, po kterých ho bude tiskárna tisknout). Nejjednodušší je použít jeden z programů k tomu určených a převést si objekt do formátu STL.17 V STL formátu je 3D model převeden do soustavy trojúhelníků a rozřezán do jednotlivých vodorovných vrstev. V tomto formátu lze také vygenerovat potřebné podpěry, aby se požadovaný tvar nezhroutil. Výsledný objekt je tak kompletně připraven a může být odeslán do 3D tiskárny k vytisknutí. K předtiskové úpravě slouží i další programy, které nám např. umožní uzavřít všechny otvory objektu nebo je virtuálně co nejefektivněji narovnat do prostoru tisku a optimalizovat tak náklady tisku (např.

Magics18, ZEdit19).

Aplikace technologií 3D tisku

3D tiskárny své využití našly v mnoha odvětvích lidské činnosti. Často jsou využívány v oblasti strojírenství.

V automobilovém průmyslu se prototypují veškeré plastové součásti interiéru (stínítka, součásti palubní desky a volantu, dveří atd.). Pomocí prototypu se také ověřují vlastnosti daného výrobku. Ještě před jeho uvedením do výroby tak může vývojový technik ověřit 17» Byl vyvinut s prvním patentem Ch. Hulla. Původně pro pro-

gram CAD. Dnes ho používá většina programů i 3D tiskáren.

18» Program společnosti Materialise.

19» Program společnosti ZCorp.

22

PARTYLab, Omote 3D Shashin Kan, skenování návštěvníků výstavy a jejich následné vytištění v malém měřítku. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 68. ISBN 9783899555165.

některé jeho vlastnosti a potvrdit si účinnost sledované technologie (např. součástky do motorů aut). Tímto způsobem lze také vyrobit jedinečné součástky v minimálních nákladech (např. jedinečné součástky letadla), které nejsou vyráběny komerční formou (pro jejich jedinečnost se masová výroba finančně nevyplatí).

Jako příklad lze uvést ústeckou firmu Materialis s.r.o., která se věnuje komerční prototypizaci modelů a maloobjemové výrobě dílů.

Další rychle se rozvíjející oblastí je architektura a stavebnictví, kde se 3D tiskárny již běžně užívají k tisku modelů a staveb. Ale 3D tiskárny existují i ve velkém měřítku. Jako příklad uvedeme architekturu od Behrokha Khoshnevise, který je schopen své stavby vytisknout za několik hodin. Další vize směřují směrem k tisknutí jednotlivých dílů. Známé jsou projekty londýnského studia Softkill, které vytvořilo prototypy domu tištěného z plastu. Dále zmíníme Studio DUS Architects a jeho vizi výroby domů na míru. V blízké budoucnosti se takto budou tisknout celé stavby nebo jejich prefabrikované

PARTYLab, Omote 3D Shashin Kan, vytištěná podoba návštěvníka výstavy v malém měřítku. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing.

Berlin: Gestalten, c2014, s. 68. ISBN 9783899555165.

Wertel Oberfell, Fractal.MGX, nábytek inspirovaný růstem stromu. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 40. ISBN 9783899555165.

Studio Smith|Allen, Echoviren, prototyp budovy vytištěné pomocí 3D technologií. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 174. ISBN 9783899555165.

Dorry Hsu, The Aesthetic of Fears, brýle inspirované tvary hmyzí říše.

In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 237. ISBN 9783899555165.

23

Iris van Herpen, VOLTAGE, šaty - biologická kůže. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 222.

ISBN 9783899555165.

Janne Kyttanen, Lost Luggage, projekt kolekce šatů, které budete mít v elektronické podobě vždy s sebou. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 239. ISBN 9783899555165.

24

Iris van Herpen, Wilderness Embodied, šaty inspirované spletí kořenů a úponků. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 227. ISBN 9783899555165.

části (tvárnice), jejichž výhodou bude rychlost výroby, jednoduchost užití i variabilita.

Samostatnou kapitolu v této oblasti jistě tvoří plány využití 3D tiskáren při osidlování vesmíru. Jedna z vizí využití 3D tiskáren se obrací do vesmíru, konkrétně do blízké budoucnosti, která nás nepochybně čeká.

Na vesmírné stanici mají kosmonauti již dnes možnost vytisknout si pomocí 3D tiskárny drobné součástky (pro drobné opravy). Ale plány technologů jsou daleko velkolepější. V jejich představách figurují obří 3D tiskárny přímo v procesu osidlování Měsíce či blízkých planet, kde budou využívány v budování kosmických měst. Jedna taková obří 3D tiskárna, navržená Enricem Dinim, pro tisk kamene již existuje20. Tisk je založen na slepování písku pryskyřicemi, a to opět vrstvu po vrstvě. Vzniká tak materiál podobný struktuře pískovce. Její vynálezce E. Dinim je přesvědčen o vhodnosti svého vynálezu při osidlování vesmíru. Při stavbě vesmírných domů by bylo nutné dopravit do vesmíru pouze 3D roboty k tisku, materiál by se využil z místních zdrojů. Na svém nápadu spolupracoval Dini dokonce s Normanem Fosterem.21

Také v oblasti medicíny prožívá 3D tisk velký boom a překotný vývoj. Dnes již umíme vytisknout speciální protézy i zubní implantáty a náhrady.22 Mediálně známý je případ člověka, který následkem těžké nemoci23 přišel o tvář a lékaři mu díky této nové technologii vytiskli novou, umělou tvář. 3D sken a 3D tisk umožňují na míru a s maximální přesností vyrobit odpovídající náhradu pro konkrétního člověka. Výzkum se ale ubírá směrem k tisku speciálních částí kostí, kloubů či dokonce orgánů. V této souvislosti se experimentuje i s tiskem kmenových buněk, což sebou nutně přináší etické otázky, které bude nutné řešit. Nejvíce rozvinutým odvětvím ve spojitosti s 3D tiskem a přidruženými technologiemi je digitální stomatologie. Je to další, velmi progresivně se rozvíjející, odvětví, které již běžně využívá 3D tisk a 3D scan. Často se zde setkáváme s tzv. CAD a CAM systémem, který stomatologické laboratoře využívají. Výhodou je přesnost vyráběných zubních částí, časová a materiálová úspora a kvalita. Kombinací skenování úst a 3D tisku lze přesně a rychle produkovat veškeré potřebné modely. Ruční modelování je eliminováno.

V oblasti módy a designu se setkáváme s 3D tiskem častěji než v předešlých odvětvích. Návrháři experimentují s novou technologií – navrhují nejrůznější futuristické šaty, klobouky, boty – využívají specifik 3D tisku ve vývoji nových materiálů a technologií24 jejich výroby.

Prudký vývoj nastal také v oblasti využití různých druhů 22» Např: Richard van As (vyrábí na míru robotické části

20» Nazvaná D-Shape printer.

21» Foster s partnery připravuje projekt osidlování Měsíce. Více

na stránkách: www.fosterandpartners.com.

končetin), Jake Evill (vyrábí plastové ortézy).

23» Byl mu odoperován obří nádor v oblasti přední části obličeje.

24» Šaty složené z vytištěných dílů přímo na míru uživatelce

(tělo se naskenuje a šaty skutečně padnou).

25

plastů. Na trhu jsou již první šaty, boty a šperky vyrobené touto cestou. Z těch, co nás zaujaly, zmíníme například: Studio Francis Bitonti a jejich společenské šaty pro Ditu von Teese; šaty a doplňky od studia Nervous System nebo Project DNA od autorky Catherine Wales nebo od Studia Nervous Systém; zajímavé jsou také klobouky od Elvise Pompilia nebo kabelky a šaty od Janne Kyttanen; futuristické brýle inspirované tvarovou bohatostí hmyzí říše Dory Hsu; šperky studia AMT a Atelieru Ted Noten; netradičně tvarované boty Jiriho Evenhuise či kolekce šatů a bot od Iris van Herpen a Rem D. Koolhaas.

V oblasti designu dochází také k prudkému vývoji a rozšíření možností využití. 3D technologie se zde využívají nejen k výrobě modelů a prototypů, ale i k přesnému sejmutí tvaru, pro který je pak daný výrobek „na míru“ vyráběn. Častý je také tisk židlí a nejrůznějších křesel (Estudio Guto Requena, Jan Habraken, Dirk Vander Kooij, Patrick Jouin, Kevin Spencer), částí nábytku (Minale Maeda, Michael Bernard) či designových doplňků (Ilona Huvenaars a její vázy na míru, Patrick Jouin a jeho svítidla), nádobí (Dave Hakkens) nebo hraček. Keramiku jako materiál a 3D tiskárnu jako prostředek výroby používá např. Olivier van Herpt či Studio Unfold. Přírodními tvary (např. hub nebo větví stromů) se při tvorbě svých křesel inspiruje Eric Klarenbeek.

byAMT Inc, Jointed Jewels, šperky vyrobené pomocí 3D tisku. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 232. ISBN 9783899555165.

Velké využití je i v oblasti tvorby různých prototypů, návrhů, vizuálů různých uměleckých artefaktů. Umělci se k 3D tisku obracejí jako k možnosti nové technologie při tvorbě instalací, soch či nejrůznějších interaktivních instalací. Existují specializované ateliéry orientující se na práci s 3D technologiemi25. Oblastí digitálních soch se zabývají umělci na FaVU, VUT AVU, FUD UJEP. V roce 2011 se tomuto fenoménu věnovalo i centrum současného umění DOX v Praze, které vystavilo práce dvou desítek umělců využívajících ve své práci 3D tisk a přidružené technologie.26 Umělecké projekty a interaktivní instalace českého umělce argentinského původu, Federico Díaze, využívají naplno možností nových technologií 3D tisku. Díaz 25» Např. Ateliér sochařství na FaVU VUT v Brně pod vedením

Michala Gabriela.

26» Např. Michal Gabriel, Tomáš Medek, Robert Vlasák,

Petra Bojanovová, Vít Fendrych, Monika Hořčicová, Adam Krhánek, Barbora Masaříková, Viktor Paluš, Vojtěch Trocha, Dušan Váňa, Ilona Župková.

26

byAMT Inc, Jointed Jewels, šperky vyrobené pomocí 3D tisku. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 232.

ISBN 9783899555165.

Nervous System, Rhizome Cuff, šperky vyrobené pomocí 3D tisku. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 220. ISBN 9783899555165.

Atelier Ted Noten, Haunted by 36 Women, šperky vyrobené pomocí 3D tisku In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 219. ISBN 9783899555165.

27

Markus Kayser, Solar Sinter, výroba objektů z písku pomocí sluneční energie. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 188–189. ISBN 9783899555165.

28

Markus Kayser, Solar Sinter, výroba objektů z písku pomocí energie slunce.

In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 188–189. ISBN 9783899555165.

je silně provědecky orientován. Věda a umění se v jeho tvorbě vzájemně prolínají. Používá nejmodernější technologie k odkrývání nejzákladnějších procesů. Jeho site specific instalace nazvaná Frekvence geometrické smrti 141, byla celá vyrobena bez doteku lidské ruky - vytištěna roboty. Jedná se o dynamický model pohybu fotonů, který byl umístěn před budovu galerie a který v sobě spojuje prvky fotografické manipulace, analýzy dat a programování.

Dalšími zajímavými českými umělci, kteří pracují s technologií 3D tisku, jsou bezesporu Tomáš Medek a Michal Gabriel. Tomáš Medek působí jako odborný asistent v ateliéru Michala Gabriela na Fakultě výtvarných umění VUT v Brně, vede zde studio 3D tisku. Pracuje s 3D technologiemi, zkoumá vnitřní prostor soch, zajímá se o jejich strukturu. Vytvořil objekty inspirované jednoduchými přírodními tvary, které převedl do počítačové sítě a vytiskl na 3D tiskárně, např. mandarinku, banán, papriku, tykev. 3D technologie využívá i při přípravě a tvorbě svých monumentálních soch.

Michal Gabriel, vedoucí Ateliéru figurativního sochařství na Fakultě výtvarného umění VUT v Brně, ve své tvorbě také propojuje nové technologie a tradiční sochařství.

Přínos 3D technologií vidí v možnosti přenášet přesné tvary nebo v možnosti užití této technologie v případech, kdy by klasické zpracování vyžadovalo nepřiměřené úsilí (např. přesné zrcadlové obrácení sochy či zmenšování nebo zvětšování, které je v PC otázkou několika vteřin). Další výhodou je jistě převoz takovýchto soch na místo výstavy, mohou cestovat pouze data a sochy jsou vytištěny na místě.

Ze zahraničních umělců považujeme za výraznou práci umělce Theo Jansena, který propojuje oblasti umění, mechaniky a robotiky. Jeho pohyblivé konstrukce, často poháněné větrem či energií lidských rukou, jako by čekaly, až jim vdechnete život. Díly svých konstrukcí tiskne Jansen na 3D tiskárně.27 Kombinací přírodní energie a nových technologií se zabývá umělec Markus Kayser, který vystavuje po celém světě. Ve svých pracích experimentuje s 3D tiskem. Využívá čistou solární energii, tedy energii slunce, a jako materiál pro své tiskárny písek. Jeho vlastnoručně vyrobená pouštní 3D tiskárna tiskne předem naprogramované tvary pomocí energie soustředěné do jednoho paprsku, který taví písek, a vzniká tak po vychladnutí pevná sklovitá hmota. V galeriích Kayser vystavuje vytištěné artefakty i záznam procesu tisku ze saharské pouště.28 27» Další informace o umělci a jeho práci najdete stránkách:

www.strandbeest.com

28» Celý proces tvorby můžete shlédnout na stránkách umělce:

www.markuskayser.com

29

Německá umělkyně Karin Sander se ve své tvorbě zabývá lidskou figurou v nejrůznějších jejích podobách.

Skenuje podoby skutečných lidí, upravuje je v počítači, tiskne v různém měřítku na 3D tiskárně a barví airbrushem. Vznikají tak zmenšené podoby lidí s reálnými detaily výrazu, oblečení atd. Na jedné ze svých výstav naskenovala diváky a v měřítku 1:8 je vytiskla a vystavila.

Projekt Daana van Berga pracuje s lampičkou IKEA, která je vědomě ponechána mutovat virem inspirovaným nemocí, tzv. sloního muže, Johna Merricka. Vir je zde přirovnán k druhu škodlivého softwaru, který napadá, infikuje a zraňuje počítačové soubory. Nepředvídatelná povaha viru měla za následek fakt, že každá reprodukovaná lampa vznikla s jedinečnou deformací.

Své využití si zde našla i 3D tužka, která umožňuje daleko expresivnější vyjádření tzv. kresbu vlastní rukou.

Příkladem je Studio Front a jeho prototypy nábytku nakreslené 3D tužkou.

Nesmíme zapomenout zmínit první po domácku vytištěnou zbraň, tzv. The Liberator, který vzbudil v médiích velkou senzaci a zároveň i velké obavy.

A jaké jsou vize budoucnosti této technologie a jejího využití širokou veřejností? Počítá se s tiskárnou do každé domácnosti i s tiskem běžných součástek a drobných předmětů pro běžnou potřebu. Také se pravděpodobně rozšíří možnost virtuálního nákupu věcí, kdy si věc zakoupíme, přijdou nám data a mi si ji samostatně vytiskneme. Tím odpadají časové i finanční náklady jak 30

na dopravu zákazníka do obchodu, tak na případné poštovné, kdyby byla věc zakoupena cestou internetového obchodu. Tato myšlenka je, dle mého názoru, skutečnou revolucí pro spotřebitele.

Při pohledu do budoucnosti můžeme předpokládat masivní rozšíření těchto technologií jak do oblasti konzumního využití běžnými spotřebiteli, čili domácnostmi, tak do oblasti vědy a techniky. 3D tisk a přidružené technologie jsou teprve na začátku svého vývoje, ale nemůžeme jim odepřít jejich hlavní výhody. Těmi jsou zejména volnost tvarů, které můžeme tímto způsobem tvořit, přímá materializace počítačových modelů, možnost kontroly ergonomie produktu a využitelnost v mnoha oborech. Za nevýhodu můžeme stále ještě považovat určitou pomalost procesu, finanční nákladnost tisku a materiálovou omezenost (technologie je v začátcích). Můžeme ale předpokládat, že se jedná o počátek skutečné technické revoluce. Možnosti 3D tisku stále nejsou ani zdaleka prozkoumány.

V dalších kapitolách publikace jsou představeny výsledky práce z Letních škol 3D modelace, které proběhly v letech 2014 a 2015 a které byly určeny studentům základních, středních a vysokých škol. Studenti byli seznámeni s 3D technologiemi formou teoretických přednášek a praktických workshopů. Teorii si tedy mohli ihned prakticky vyzkoušet. Měli možnost se naučit pracovat v modelačním programu SketchUp, kreslit 3D tužkou, sejmout digitální podobu předmětu či tváře, vyzkoušet si brýle na virtuální realitu nebo si vytisknout svůj vlastní artefakt na 3D tiskárně.

Theo Jansen, 3D-Printed Strandbeests, větrem poháněné objekty inspirovné říší zvířat (tzv. noví tvorové). In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 168. ISBN 9783899555165.

Theo Jansen, 3D-Printed Strandbeests, větrem poháněné objekty inspirovné říší zvířat (tzv. noví tvorové). In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 25. ISBN 9783899555165.

31

Foster and Partners, Habitable Lunar Settlements, projekt tištěných měst na Měsíci. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 45. ISBN 9783899555165.

Foster and Partners, Habitable Lunar Settlements, projekt tištěných měst na Měsíci. In: Printing things: visions and essentials for 3D printing. Berlin: Gestalten, c2014, s. 192. ISBN 9783899555165.

32

Literatura Printing things: visions and essentials for 3D printing.

Berlin: Gestalten, c2014, 256 s. ISBN 978-389-9555-165.

NÁDOBA, Jiří. Josef Průša - 30 pod 30. Forbes. Praha: Business Consulting, 2014 (únor), s. 56-62. ISSN 1805-059x. www.dorryhsu.com

www.michal-gabriel.cz

www.dusarchitects.com

www.mischertraxler.com

www.ericklarenbeek.com

www.n-e-r-v-o-u-s.com

www.federicodiaz.net

www.omote3D.com

www.fosterandpartners.com

www.prusa3d.cz

www.francisbitotonti.com

www.reprap.org

www.jannekyttanen.com

www.rob-technologies.com

www.kathrynhinton.com

www.strandbeest.com

www.markuskayser.com

www.3dsystems.com

www.medek.cz

33

3D MODELACE A 3D TISK

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

3D TUŽKA

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

3D SKENOVÁNÍ

76

77

78

79

80

81

82

83

DOPROVODNÉ AKTIVITY

84

Workshopy virtuální reality a robotiky. ◄►

85

Návštěva výstavy Pavla Mrkuse - Radiolaria (GEF, Ústí nad Labem). ►

86

Návštěva výstavy Brána do vesmíru (Výstaviště, Praha). ◄

87

Návštěva Hvězdárny a planetária v Teplicích a výtvarné workshopy v KC Řehlovice. ► 88

O projektu

Letní škola 3D modelace je program pro studenty základních, středních a vysokých škol, který si bere za cíl přiblížit studentům oblast 3D modelace a naučit je pracovat s 3D tiskárnou a přidruženými technologiemi.

Teoretické přednášky byly zaměřeny na problematiku 3D modelace – konkrétně na 3D tisk, jeho vznik, historii, vývoj, možnosti využití, nejnovější trendy, velká jména a známé projekty tohoto oboru. Představeny byly jednotlivé oblasti, ve kterých se tato nová technologie využívá. Zaměřili jsme se i na oblast současného uměleckého provozu a využití těchto nových technologií v umění. Speciálně zaměřené přednášky, které proběhly v planetáriu a na hvězdárně, byly zaměřeny na možnosti využití 3D technologií při osidlování vesmíru.

V praktických workshopech si studenti vyzkoušeli nejen práci s 3D tiskárnou, ale naučili se také vymodelovat si nebo naskenovat předmět, který si následně vytiskli.

Další workshopy byly zaměřeny na kresbu s 3D tužkou. Studenti se naučili ovládat a používat tuto technologickou novinku. Stejně tak si studenti mohli vyzkoušet 3D skenování nejrůznějších předmětů, brýle na virtuální realitu, modelaci v programu SketchUp nebo sestavování a ovládání robotů.

Studentům své poznatky a zkušenosti předávali odborníci z praxe a studenti a absolventi Katedry výtvarné kultury Pedagogické fakulty Univerzity Jana Evangelisty Purkyně (dále jen UJEP) v Ústí nad Labem. Cyklu letních škol 3D modelace se zúčastnilo přes třicet studentů základních a středních škol a deset vysokoškoláků. Práce vzniklé během akcí (drobné 3D kresby a 3D tisky) byly vystaveny v prostorách Kulturního centra Řehlovice.

Program vznikl v rámci projektu Partnerstvím ke zkvalitnění přípravy lidských zdrojů pro přírodovědné a technické vzdělávání, reg. č. CZ.1.07/2.3.00/45.0034, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

89

Mgr. Jitka Kratochvílová, Ph.D.

Mgr. Johana Gabrielová

Působí jako odborný asistent na Katedře výtvarné kultury PF UJEP v Ústí nad Labem. Deset let působila jako výtvarný pedagog na ZUŠ v Roudnici nad Labem. Zde v roce 2013 založila soukromý výtvarný ateliér, Ateliér Výtvarka, jehož činnost je založena na tvorbě a mezigeneračním setkávání. Ve své pedagogické praxi se specializuje na oblast zprostředkování výtvarného umění, malby, kresby, airbrushe, 3D modelace, streetartu a filmu.

Vydala knihu Street art. Připravuje odborné přednášky a workshopy pro Teen Age University a Univerzitu třetího věku. Připravuje a realizuje umělecko-integrační projekty pro veřejnost, např. Integra Jam. V oblasti výzkumu se věnuje integraci hendikepovaných do společnosti prostřednictvím umělecké tvorby a rozvoji chápání a vyjadřování prostoru u žáků ZŠ a SŠ prostřednictvím 3D technologií.

Vystudovala na Katedře výtvarné kultury PF Univerzity Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem, kde je nyní doktorandkou. Ve své disertační práci zkoumá stereotypy dětské video tvorby. V současné době působí jako učitelka na základní škole v Novém Boru, kde vyučuje výtvarnou výchovu. V umělecké oblasti se zajímá o „videoart”. Dále se věnuje kresbě 3D tužkou a pracuje na metodice zavedení této nové technologie do výuky.

Jako lektor se účastní přednášek a workshopů pro Teen Age Univerzity. Připravuje přednášky v oblasti 3D kresby, 3D modelace, filmu a airbrushe. Podílí se na umělecko-integračním festivalu pro veřejnost Integra jam, který každý rok spoluoragnizuje.

Odborná asistentka, lektorka, autorka projektu

90

Pedagožka, doktorandka, lektorka

Veronika Čmejlová Studentka, lektorka

Veronika Čmejlová pochází z Roudnice nad Labem.

V roce 2012 začala studovat bakalářský obor Výtvarná výchova na Katedře výtvarné kultury PF UJEP. Každoročně se aktivně účastní univerzitních projektů Integra Jam, PF Fest, 3D tisk a modelace, Letní filmová škola, ale i jiných mimoškolních akcí. Vystavovala v Galerii Koridor, výstava nesla název Kresby ze Staré. Také se od roku 2011 jako vedoucí každoročně účastní výtvarného soustředění na ostrově Murter v Chorvatsku. Aktivně se věnuje 3D technologiím – 3D tiskárnám a 3D tužkám – účastní se programu, který popularizuje tuto oblast ve školním prostředí. Dále působí jako odborná lektorka na filmových školách, kde předává své zkušenosti z oblasti filmové tvorby, režie a střihu. Její specialitou je workshop práce s populárním dronem.

Ing. Jiří Šretr Manažer, pedagog, vývojový pracovník Manažer, pedagog, vývojový pracovník a také jednatel společnosti DATACOM Teplice s.r.o. a Mechatronic Education s.r.o. V současné době vede odborné semináře na Katedře informačních technologií Přírodovědecké fakulty UJEP v Ústí nad Labem. Ve své odborné praxi se zabývá informačními a komunikačními technologiemi, teorií řízení a programováním. Od roku 2014 je zapsán na doktorském studiu oboru Počítačové metody ve vědě a technice. Zaměřuje se na didaktiku automatizace, robotizace a regulace.

91

Mgr. Barbora Větrovská Ing. Jan Dycka Dokumentátorka, pedagožka, lektorka

CAD konstruktér, lektor

Vystudovala obor Kulturně historická regionalistika se zaměřením na stavební historii. V současné době působí jako dokumentátor v Centru pro dokumentaci a digitalizaci kulturního dědictví při Katedře historie Filozofické fakulty UJEP v Ústí nad Labem. Jako pedagog působí na Katedře historie od roku 2014, zaměřuje se na moderní metody dokumentace a digitalizaci. Je spoluautorkou výstav: Zaniklé sakrální památky severních Čech 1945-1989, Zničené židovské památky severních Čech 1938-1989, Společenské, kulturní a ideové transfery regionu severních a severozápadních Čech a jejich role pro jeho rozvoj a udržitelnost. V poslední době se zaměřuje na prostorové skenování a digitalizaci kulturního dědictví.

Vystudoval obor management výroby na FVTM UJEP v Ústí nad Labem a obor stavba letadel na Strojní fakultě VUT v Brně, kde získal titul inženýr. Zkušenosti sbíral ve vývojových centrech společností Idiada CZ v Hradci Králové, kde navrhoval komponenty pro Škoda auto a ve společnosti Honeywell Turbotechnologies v Brně, kde pracoval jako konstruktér turbodmýchadel.

V současnosti pracuje jako designer ve společnosti Pierburg, pro kterou navrhuje motorové komponenty do automobilů. Všechny jeho pracovní zkušenosti spojuje CAD software Catia a oblast automotive. Ve volných chvílích se věnuje fotografii a běhání.

92

Mgr. Gabriela Váchová Učitelka výtvarné výchovy

Vystudovala obor Učitelství výtvarné výchovy pro ZŠ, SŠ a ZUŠ na Pedagogické fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Působila jako výtvarný pedagog na ZUŠ v Kralupech nad Vltavou a Roudnici nad Labem.

V současné době působí jako pedagog ZŠ Veltrusy. Od roku 2013 vede výtvarné kurzy v soukromém multigeneračním Ateliéru Výtvarka v Roudnici nad Labem. Jako odborná lektroka se podílí na přípravě programu Letních škol pro Teen Age Univerzity UJEP Ústí nad Labem.

Mgr. Hana Pejčochová

Bc. Jakub Havlíček

Bc. Terezie Corfu

Vystudovala Učitelství pro střední školy v kombinaci český jazyk a výtvarná výchova na PF UJEP. Působila jako středoškolská učitelka. Nyní je odbornou asistentkou na Katedře výtvarné výchovy v oblastech teorie a didaktiky výtvarné výchovy a zprostředkování výtvarného umění. V současné době dokončuje doktorské studium v oboru Teorie výtvarné výchovy.

Zabývá se metodikou výtvarné tvorby a výtvarné výchovy hendikepovaných a využitím výtvarně tvůrčích sociálních situací k integraci a inkluzi.

Absolvoval SPŠKS v Karlových Varech, obor Design porcelánu. Úspěšně absolvoval bakalářské studium Výtvarná výchova na Katedře výtvarné kultury PF UJEP, kde v současné době úspěšně pokračuje v navazujícím magisterském studiu v oboru Výtvarně edukativní studia.

Zúčastnil se zahraničního výměnného pobytu programu Erasmus+ a šest měsíců působil na finské Aalto University, School of Arts, Design and Architecture, Department of Art. Ve své tvorbě pracuje s veřejným prostorem. Klade důraz na intimní vztah místa a okamžiku.

Aktivně se účastní univerzitních a grantových projektů, jako jsou Integra Jam, PF fest, Letní filmové školy, Letní školy 3D modelace aj.

Pochází z lázeňského města Karlovy Vary, kde vystudovala obor Zdobení porcelánu na SPŠKS. V roce 2012 absolvovala studijní obor Výtvarná výchova na Katedře výtvarné kultury PF UJEP. Na téže katedře aktuálně studuje posledním rokem obor Výtvarně edukativní studia.

V rámci výměnného zahraničního pobytu půl roku žila a studovala ve Finsku, kde působila na Aalto University, School of Arts, Design and Architecture, Department of Art. Zájem soustředí na téma jídlo v umění a jeho integraci do výtvarné výchovy. V autorské tvorbě se věnuje streetartu. Každoročně se aktivně účastní univerzitních projektů Integra Jam, PF Fest, Letní škola 3D tisku, Letní filmová škola, ale i jiných mimoškolních akcí.

Odborná asistentka

Student, lektor

Studentka, lektorka

93

Resumé

Publikace 3D tisk se věnuje dynamicky se vyvíjející oblasti 3D modelace a 3D tisku a zprostředkovává ji studentům. Jejím cílem je představit projekt letních škol 3D modelace, které vznikly v rámci projektu Teen Age University UJEP v Ústí nad Labem.

Věnuje se fenoménu 3D tisku a možnostem jeho využití v nejrůznějších oblastech.

Představuje jednotlivé technologie a postupy práce. Zprostředkovává nám vybrané události, slavná jména a týmy, které hrají důležitou roli ve vývoji v této oblasti. Druhá část publikace představuje jednotlivé workshopové dílny, jejich témata a zaměření – 3D modelace, modelace v programu SketchUp, 3D tisk, kresba 3D tužkou, brýle na virtuální realitu, 3D skenování aj. Dokumentuje práci samotnou a také její výsledky. „3D printing“ is devoted to presenting the dynamic field of 3D modeling and 3D printing to students. Its purpose is to introduce the summer 3D modelling school that arose out of the Teenage University project of the UJEP in Ústí nad Labem. It considers the 3D printing phenomenon and the ways it is employed in various fields, presenting the individual technologies and procedures involved. It introduces us to selected events, famous names and teams that play a key part in the development of this field.

A second section presents different workshops, their subjects and schemes – 3D modelling, modeling in SketchUp, 3D printing, drawing with a 3D pen, glasses for virtual reality, 3D scanning etc. It documents the work itself and its results.

95

tisk Autor textu: Mgr. Jitka Kratochvílová, Ph.D. Překlad: Petra Millarová Fotografie: Jitka Kratochvílová, Josef Růžička ad.

Grafická úprava: MgA. Eva Štefanová Vydala: Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Tisk: OFTIS, Teslova 1129/2, 702 00 Ostrava Náklad: 230 ks Počet stran: 96 Vydání první Ústí nad Labem 2015 ISBN 978-80-7414-936-8

Publikace je vydána v rámci projektu Partnerstvím ke zkvalitnění přípravy lidských zdrojů pro přírodovědné a technické vzdělávání, reg. č. CZ.1.07/2.3.00/45.0034. Tento projekt je spolufinancován z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.