Nová služba či nástroj vzdelávania: 3D tlač v knižnici

Od počiatkov 3D tlače v druhej polovici 20. storočia ubehla už dlhá doba a postupne sa stala bežnou súčasťou služieb knižníc. Prvé 3D tlačiarne sa začali objavovať v knižniciach v USA na začiatku dekády po roku 2010, pričom rýchlo získali popularitu. 3D tlač priniesla do knižníc novú dimenziu tvorivosti a vzdelávania, premieňajúc ich na dynamické centrá inovácií, kde môžu používatelia o objavoch a vynálezoch nielen čítať, ale ich aj sami realizovať. 3D tlač je navyše rozšírením tradičných reprografických služieb, ako sú kopírovanie a tlač dokumentov. Kým klasické tlačové služby umožňujú návštevníkom tlačiť textové a obrazové dokumenty, 3D tlač prináša možnosť vytvárať trojrozmerné objekty. Poďme sa spoločne pozrieť na to, ako táto fascinujúca technológia mení spôsob, akým vnímame knižnice a ich úlohu v modernej spoločnosti.

Čo je 3D tlač a ako funguje?

3D tlač je technológia, ktorá umožňuje vytvárať trojrozmerné objekty z digitálnych modelov. 3D tlačiareň funguje na princípe postupného pridávania materiálu vrstvu po vrstve, až kým sa nevytvorí finálny objekt. Materiál, ktorý sa pri tlači používa, sa nazýva filament alebo struna. Najčastejšie sa používajú plasty ako PLA alebo ABS, no existujú aj tlačiarne, ktoré pracujú s kovom, živicou a inými materiálmi. Celý proces 3D tlače je možné rozdeliť na 3 základne kroky.

Mini 3D tlačiareň s oranžovým filamentom (kotúč vpravo) vhodná aj pre menšie verejné knižnice

Krok 1: Na začiatku je potrebný digitálny 3D model objektu, ktorý je možné vytvoriť pomocou 3D modelovacieho softvéru. Medzi populárne bezplatné softvéry patria TinkerCAD a Blender. Zatiaľ čo Tinkercad je jednoduchý, dostupný cez webový prehliadač a vhodný pre začiatočníkov, Blender ponúka pokročilé a profesionálne funkcie pre skúsených používateľov. Ak hľadáte hotové modely, databáza Thingiverse je skvelým miestom, kde nájdete tisíce rôznych modelov pripravených na tlač.

Krok 2: 3D Model sa potom musí previesť do formátu, ktorý tlačiareň rozpozná, najčastejšie sú to súbory typu STL. Tento súbor sa nahrá do takzvaného slicerovacieho softvéru, ako je napríklad Cura alebo PrusaSlicer, ktoré rozdelia 3D digitálny model na jednotlivé vrstvy a pripravia ho pre tlač.

Krok 3: Tlačiareň začne tlačiť objekt vrstvu po vrstve pomocou tavenia filamentu, najčastejšie plastovej PLA alebo ABS struny. Tento proces môže trvať od niekoľkých minút po niekoľko hodín, v závislosti od veľkosti a zložitosti objektu.

Žaba s pohyblivými končatinami - 3D tlačiareň dokáže tlačiť aj pohyblivé prvky, ako pánty, kĺby, ozubené kolesá a pod. — Žaba s pohyblivými končatinami – 3D tlačiareň dokáže tlačiť aj pohyblivé prvky, ako pánty, kĺby, ozubené kolesá a pod.

3D tlač ako nástroj STEAM vzdelávania

Workshopy a kurzy v knižnici venované 3D modelovaniu umožňujú deťom a mládeži rozvíjať široké spektrum kompetencií a pripraviť ich na budúcu kariéru v rôznych oblastiach. Modelovanie v 3D prostredí podporuje nielen priestorové vnímanie, kreativitu či logické myslenie. Model vhodný na 3D tlač musí spĺňať aj určité požiadavky, na ktoré je potrebné brať ohľad už pri samotnom navrhovaní objektu. Ide preto aj o vhodný spôsob podpory schopnosti plánovania či riešenia problémov u detí a mládeže.

Podujatia venované 3D modelovaniu je možné tiež prepojiť aj s teoretickou prednáškou či praktickými ukážkami, ako sú napríklad vytlačené anatomické modely častí tela alebo komponenty pre autá, lode a iné stroje. Týmto spôsobom sa deti naučia lepšie pochopiť vedecké a technické koncepty a fungovanie týchto objektov, čo im pomôže získať praktické a aplikovateľné vedomosti. Na základy 3D modelovania naučené v knižnici môžu deti a mládež ďalej nadväzovať a samostatne zhmotňovať svoje nápady či realizovať rôzne projekty.

Základy 3D modelovania v Tinkercade v Knižnici Juraja Fándlyho v Trnave

Zručnosť 3D modelovať, špeciálne v profesionálnych softvéroch ako Blender, nájde uplatnenie v mnohých priemyselných a kreatívnych odvetviach, ako sú strojníctvo (automobilový priemysel, letectvo a iné), architektúra, animácia a film, herný dizajn, vizuálne efekty a pohybová grafika, produktový dizajn a iné.

3D tlač ako služba knižnice

3D tlač sa stáva stále rozšírenejšou súčasťou knižnično-informačných služieb, najmä v zahraničných knižniciach. Zavedenie tejto novej a inovatívnej služby prináša pre používateľov knižníc množstvo výhod. Vďaka prístupu k 3D tlači vo verejnej knižnici si môže široká verejnosť vytvárať rôzne unikátne predmety na relatívne drahom zariadení, ktoré si tak nemusia kupovať. Používatelia si môžu vytlačiť napríklad drobné dekorácie, personalizované darčeky, obchodne nedostupné náhradné diely či iné praktické predmety a pomôcky. Študenti, začínajúci podnikatelia či rôzni nadšenci využijú túto službu aj na návrhy svojich projektov či prototypov. Zavedením 3D tlače sa zároveň podporuje zelená ekonomika, keďže umožňuje lokálnu výrobu na požiadanie, čím sa znižuje potreba masovej výroby a dopravy produktov.

Pomôcka na ilustráciu princípu ťažiska a rovnováhy vytlačená na 3D tlačiarni

Aby sa zabezpečilo zodpovedné a efektívne využívanie 3D tlačiarne používateľmi, knižnice by si mali stanoviť vlastné pravidlá. Tieto pravidlá by mali vždy reflektovať ponuku, možnosti a špecifiká danej knižnice, nakoľko je rozdiel, či knižnica vlastní iba jednu 3D tlačiareň včlenenú do čitárne, študovne či oddychovej zóny alebo má viacero rôznych 3D tlačiarní v špecializovanej miestnosti aj s personálom. V každom prípade odporúčame, aby každá tlač, resp. model (stiahnutý z databázy aj vymodelovaný používateľom) bol pred tlačou odkonzultovaný so zodpovedným knihovníkom. Tlačiareň by mal obsluhovať výhradne zaškolený personál knižnice a nemal by mať k nej prístup používateľ, ktorý by ju mohol, najmä počas procesu tlače, poškodiť. Odporúčame tiež zabezpečiť, aby tlačené modely neporušovali autorské práva a obsahovali len legálne a bezpečné dizajny.

V súčasnosti existuje množstvo rôznych odporúčaní a pravidiel poskytovania služieb 3D tlače v knižniciach, ktorými je možné sa inšpirovať. Americká asociácia knižníc ich zhŕňa na svojej webovej stránke a ponúka tiež odkazy na vzorové podmienky používania 3D tlače vo vybraných knižniciach v USA.

Budúcnosť 3D tlače

Budúcnosť 3D tlače sľubuje ešte väčšie inovácie a možnosti. Jedným z fascinujúcich vývojov je 4D tlač, ktorá pridáva časovú dimenziu k tradičnej 3D tlači. 4D tlačené objekty môžu meniť tvar alebo vlastnosti v reakcii na vonkajšie podnety, ako je teplo, svetlo alebo vlhkosť. Ďalším významným pokrokom je biotlač, ktorá umožňuje vytvárať živé tkanivá a potenciálne celé orgány, čo má obrovský potenciál v medicíne.

Fotogrametria a 3D skenovanie tiež rozširujú možnosti využitia 3D tlače, umožňujúc presné digitalizovanie fyzických objektov, ktoré sa používa od archeológie až po priemyselný dizajn. V medicíne sa 3D tlač používa na výrobu presných anatomických modelov, personalizovaných protéz a implantátov, čo zlepšuje kvalitu starostlivosti a znižuje náklady.

Používanie biodegradovateľných plastov a nových materiálov pre 3D tlač, ako sú kompozity s uhlíkovými vláknami, keramika či kovové prášky, otvára nové možnosti pre udržateľnosť a rozšírenie aplikácie 3D modelov do nových odvetví. Tieto materiály prispievajú k ekologickejšiemu prístupu a umožňujú tlačiť predmety, ktoré sú pevnejšie, ľahšie a ekologicky šetrnejšie.

3D tlač má obrovský potenciál na transformáciu mnohých odvetví, od vzdelávania cez zdravotnú starostlivosť až po priemyselnú výrobu. Knižnice, ktoré ponúkajú 3D tlač ako službu, sú súčasťou tejto technologickej revolúcie, poskytujúc verejnosti prístup k najnovším inováciám a vzdelávacím kurzom, čím môžu inšpirovať novú generáciu mladých tvorcov a inovátorov.

3D tlač a 3D modelovanie si môžete vyskúšať v každom z 50 SmartLabov po celom v Slovensku. V prípade záujmu kontaktujte svoju miestnu knižnicu.