Наука Технологии

Технологии объемной печати: что можно полезного сделать на 3D принтере

Технологии 3D печати или аддитивного производства являются сравнительно новым достижением человечества, которое уже прочно вошло в нашу жизнь. Если еще каких-то 25 лет назад об этой технологии было известно только в очень узком кругу специалистов, то сегодня 3D печать используется повсеместно. Современные технологии 3D печати позволяют изготавливать не только простые изделия или материалы, но и целые жилые дома, громоздкие детали для космических ракет, еду и даже биологические конструкции. Многие футурологи полагают, что в ближайшем будущем 3D принтеры будут у каждого дома и с их помощью мы практически избавимся от необходимости ходить по магазинам. Разве что за новой партией «краски» для такого чудо-устройства. Что же такое современная 3D печать? Давайте разберёмся.

Читайте также: Нанотехнологии: будущее уже наступило

Как печатает 3D принтер: особенности технологии 3D печати

Развитие технологий 3D печати связано с появлением новых методов производства деталей, которые изготавливались не путём удаления лишних элементов от заготовки, а наоборот – постепенном добавлении слоя за слоем на исходную модель. Впервые такие технологии начали появляться ещё в 80-х, однако тогда мало кто мог предположить, к чему это приведёт уже через несколько десятилетий. Поначалу при помощи 3D печати можно было изготавливать только простые изделия, которые были выполнены из пластиковых, керамических или иных порошков, связываемые воедино клеевым или термическим методом. Но благодаря бурному развитию цифровых технологий и вычислительной техники, на заре XXI века появилась возможность заметно расширить спектр применения 3D печати, при помощи которой стали изготавливать сложные промышленные детали. Главным преимуществом в данном случае стало заметное сокращение сроков изготовления необходимых деталей, ведь при помощи аддитивного производства сделать нужную вещь можно заметно быстрее.

Основные методы 3D печати:

  1. FDM технология 3D печати – послойное изготовление готовой детали из расплавленной пластиковой нити.
  2. PolyJet – технология, которая использует метод послойного отверждения специального полимерного материала, на который воздействуют ультрафиолетовым излучением.
  3. SLM, SLS и SLA технологии 3D печати – группа методов, при которых для спекания или отверждения исходных материалов используется специальный лазер. Используется в том числе для 3D печати металлом.
  4. DMD печать – метод, сочетающий в себе разные технологии и позволяющий изготавливать детали при помощи прямого нанесения металла.  

Самым популярным на сегодня считается FDM технология 3D печати, которая используется как в сравнительно дешевых домашних принтерах, так и в сложных промышленных установках. В основе технологии лежит принцип послойного выращивания готовой детали, для чего используется расплавленный пластик. Такая технология даёт возможность изготавливать как крупные, так и мелкие изделия самой разной формы, цвета и прочности. Для печати изделия сначала необходимо передать на принтер 3D-модель, которая обрабатывается программным обеспечением так, чтобы рассчитать необходимое количество материала, вспомогательные конструкции и другие особенности выращивания детали. Далее программа автоматически разделяет модель на горизонтальные слои и рассчитывает оптимальную траекторию движения печатающей головки. После начинается сам процесс печати, в ходе которого специальная нагревающая головка или экструдер расплавляет тонкую пластиковую нить, похожую на леску и слой за слоем укладывает её в соответствии с рассчитанной моделью.

Читайте также: Форд уходит из России навсегда: к чему приведет закрытие заводов

Что может сделать 3D принтер?

Разные методы и технологии 3D печати позволяют изготавливать множество удивительных изделий с заранее заданными характеристиками. FDM технологии 3D печати дают возможность создавать игрушки, модели, элементы декора и вообще практически любые пластиковые изделия. Причем сегодня существует немало моделей 3D принтеров, которые позволяют делать это в домашних условиях.

Лазерная 3D печать металлом, которая позволяет изготавливать металлические изделия, даёт возможность выпускать сложные детали машин и практически любые по своей форме предметы обихода.

Компания Cincinnati Incorporated славится на весь мир своим большим 3D принтером BAAM, который может быть использован для печати полноразмерных кузовных деталей для автомобилей.

Печать на 3D принтерах планируют активно использовать во время космических полетов, так как это дает возможность изготавливать практически любые предметы вдали от дома. В США компания Relativity презентовала общественности принтер STARGATE, который позволяет создавать детали космических ракет и временные жилища на Марсе или других планетах. Устройством уже активно интересуются в NASA и SpaceX.

Одной из последних сфер применения 3D печати стала биология. При помощи «биопринтинга» учёные выращивают объемные части живых организмов, которым удается поддерживать жизнедеятельность. В ближайшем будущем при помощи био 3D принтеров планируют воссоздавать мягкие ткани человека, выращивать искусственные кости и даже органы.

Кроме этого, давно придуманы и внедряются в массы умные 3D принтеры для печати продуктов. Сегодня они уже способны создавать еду с заданным количеством калорий и полезных питательных веществ, а также с необходимыми пользователю вкусовыми свойствами. В такие стартапы также активно вкладываются в NASA, где недавно профинансировали проект создания 3D принтера, способного печатать готовые блюда астронавтам вдали от дома.

Ну и конечно же при помощи 3D принтеров и специальных технологий уже давно печатают целые дома и коттеджи.



ᇄÛÁ͇...