Čeští vědci tisknou elektroniku z plastového odpadu. Toxické chemikálie v továrně snížili o 90 %

Výzkumníci z pražského ČVUT a VŠCHT vyvinuli postup, kterým na běžné 3D tiskárně vyrábí desky plošných spojů z odpadu po výrobě gramofonových desek.

Zdroj fotografie: Pexels

Nejde o hotový telefon ani notebook vytištěný komplet z plastu. Tým z katedry elektrotechnologie FEL ČVUT a Ústavu polymerů VŠCHT Praha vzal odpadní drť, která zbývá při lisování vinylových desek, přeměnil ji na filament pro 3D tisk a z něj vytiskl izolační základ desky plošných spojů, tedy součástku, na které v každém elektronickém přístroji sedí čipy, rezistory a kondenzátory. Na vytištěný substrát pak nanesl vodivé motivy pomocí speciálních past a do struktury zapouzdřil součástky, které propojil bez klasického pájení. Když vědci porovnali celý životní cyklus tohoto postupu s běžnou průmyslovou výrobou desek, vyšlo jim, že nová metoda snižuje toxicitu pro člověka až o 90 % a emise CO₂ až o 60 %. Čísla zveřejnila FEL ČVUT v tiskové zprávě v červnu 2026.

Vinylový odpad místo sklolaminátu

Materiál pro filament dodala firma GZ Media, která se sama označuje za největšího výrobce vinylových desek na světě. Při lisování gramodesek vzniká různobarevná drť z neměkčeného PVC a kopolymeru vinylchloridu s vinylacetátem (PVC/PVAc), kterou už nelze vrátit zpět do výroby desek. Právě tato směs má jednu klíčovou vlastnost: je přirozeně samozhášivá díky vysokému obsahu chloru. To znamená, že do substrátu není třeba přidávat bromované retardéry hoření, látky, u nichž se dlouhodobě řeší zdravotní a environmentální rizika.

Výsledný filament tým otestoval na běžných desktopových tiskárnách Prusa MK4 a Bambu Lab X1E. Barva se mění podle složení vstupní drti, od tmavě zelené po černou. Materiál má oproti standardnímu sklolaminátu FR4 nižší teplotu skelného přechodu (71–74 °C oproti 130–180 °C u FR4) a výrazně nižší modul pružnosti. Pevnost v tahu 46–55 MPa se blíží hodnotám FR4, ale celkově jde o kompromis: deska zvládne běžnou spotřební elektroniku a prototypy, ne však extrémní podmínky leteckého nebo vojenského průmyslu.

Číslo 90 % vzešlo z dat

Devadesátiprocentní pokles toxicity není číslo z marketingového letáku. Vychází z hodnocení životního cyklu (LCA), které porovnává nový postup s konvenční výrobou desek plošných spojů. A ta konvenční výroba je chemicky mimořádně náročná.

Běžná továrna na PCB pracuje se sekvencí mokrých procesů:

• Bezproudové mědění – lázně s formaldehydem, který americká EPA uvádí jako látku s významnými zdravotními riziky.
• Fotolitografie – fotorezist se odstraňuje rozpouštědly včetně methylenchloridu, který NIOSH klasifikuje jako potenciální pracovní karcinogen.
• Leptání a pokovování – kyseliny, hydroxidy, chlorid měďnatý, peroxid vodíku, katalyzátory s paladiem a cínem.
• Pájení – historicky s olovem, které poškozuje nervový systém; i bezolovnaté pájky vyžadují tavidla a čištění.

Nový postup většinu těchto kroků obchází. Substrát vzniká 3D tiskem, vodivé cesty se nanášejí pastami na bázi stříbra, součástky se zapouzdřují mechanicky do polymerní struktury bez pájení i bez vodivého lepení. Tým vedený Petrem Veselým z FEL ověřil, že kontaktní odpor takto vytvořených spojů je srovnatelný s vodivými lepidly a odtrhová síla se blíží pájeným spojům.

Kde je to reálně použitelné a kde zatím ne

Sami autoři jsou v hodnocení limitů otevření. Publikace týmu z roku 2025 konstatuje, že celková kvalita 3D tištěných desek je zatím nižší než u standardních PCB. Rozlišení tisku neumožňuje nejjemnější struktury potřebné pro moderní hustě osazené desky, které běžně mají 4 až 16 vrstev. Ekologickou stopu navíc dál zvyšuje potřeba vodivých inkoustů se stříbrem, tým proto hledá dostupnější alternativu.

Nejslibnější první nasazení proto míří do oblastí, kde se nevyžaduje špičková spolehlivost:

• Prototypy a malé série – pružnější změny návrhu, jednodušší proces, potenciálně nižší náklady.
• Levnější spotřební elektronika – jednoduché řídicí desky, senzory, IoT zařízení.
• Vzdělávání a výzkum – rychlá výroba funkčních vzorků přímo na pracovišti.

Projekt SELECT, financovaný Technologickou agenturou ČR částkou 9,85 milionu korun ze státní podpory (celkový rozpočet 12,3 milionu), běží do konce června 2026. Výsledkem je mimo jiné přihláška užitného vzoru. Konkrétní komerční partner z řad výrobců elektroniky zatím veřejně oznámen nebyl.

Co to znamená pro Evropu závislou na Číně

Kontext dává číslům váhu. Evropský podíl na světové výrobě desek plošných spojů za poslední dvě dekády spadl z odhadovaných 20–30 % na zhruba 2 %. Evropská komise v odpovědi europoslanci v roce 2023 přiznala vysokou závislost celého PCB řetězce na asijských trzích, zejména na Číně. Průmyslová asociace IPC ve stejném roce upozornila, že bez podpory dalších segmentů elektroniky (nejen čipů) zůstane Evropa zranitelná.

Český výzkum tuto závislost sám nevyřeší. Neřeší dodávky čipů ani výrobní objem. Nabízí ale něco jiného: lokální know-how pro udržitelnější výrobu PCB z lokálně dostupného odpadu. V zemi, kde sídlí největší světový výrobce vinylových desek, nejde o abstraktní vizi, ale o konkrétní materiálový tok, který už existuje.

Technologie zatím není připravená nahradit továrny v Šen-čenu. Ukazuje ale směr, kterým se výroba elektroniky může posunout: pryč od leptacích lázní plných formaldehydu a blíž k tiskárně stojící na stole.