3D принтеры

Так же, как изобретение полупроводников в 60-е привело к быстрому развитию техники и появлению персональных компьютеров, быстрое развитие технологии 3d печати может привести к коренному перелому в технологии изготовлении любых объектов. Уже сегодня купить 3d принтер может любой желающий. Есть модели стоимостью от 400$. Довольно приличный принтер можно купить за 700-800$. В 2014 году цены на 3d принтеры упадут еще ниже в связи с истечением срока действия патентов на технологию, являющуюся ключевой в трехмерной печати – выборочного лазерного спекания (SLS), который как раз заканчивается в начале 2014 года. Пока она использовалась в промышленных принтерах, что не позволяло выпускать дешевые устройства для домашнего применения.
Материал для печати
Если обычный лазерный или струйный принтер создает изображение в двухмерном пространстве на листе бумаги, то 3d принтер позволяет создать трехмерную модель любого объекта. Существует несколько технологий, используемых в трехмерной печати. Все они связаны с созданием послойного изображения из расходных материалов, которыми могут быть: пластик, порошок, фотополимер и практически любой материал, пригодный для изготовления объемных предметов. Медики используют для восстановления поврежденных тканей стволовые клетки и защитный полимер. Уже были продемонстрированы примеры использования трехмерной печати для создания кондитерских изделий из шоколада и других «расходных материалов». Можно использовать гипс, глину, металл и многое другое.
Пластик, применяемый при печати, делится на несколько видов: созданный на основе нефти – ABS, биоразлагаемый, на основе кукурузной муки – PLA, а также PCL. Пластик продается обычно бухтами и может быть разных расцветок.
Технологии печати
Одна из самых распространенных – метод послойного наслоения (FDM). Домашний 3d принтер использует в настоящее время именно этот метод. Суть его в следующем. Печатающая головка движется по координатным направляющим принтера и выдавливает расплавленный пластик из очень тонкого сопла на рабочую платформу. Пластик застывает, после чего головка изменяет координату z (высоту), что может достигаться путем опускания платформы или поднятия печатающей головки и начинается печать нового слоя. Расходный материал представляет собой прутик или катушку пластика, конец которого подается в головку и продвигается с помощью экструдера в горячий наконечник головки, где он расплавляется и выдавливается на поверхность. Так как скорость печати невысока, происходит неравномерное остывание слоев, что может привести к смещению детали или ее деформации. Во избежание этого платформа подогревается, а деталь приклеивается к ней. После окончания процесса печати ее можно руками оторвать от платформы.
Порошковая 3d печать позволяет создавать разноцветные модели. На платформу тонким слоем насыпается порошок, печатающая головка поливает его в нужных местах клеящим веществом определенного цвета. Затем насыпается новый слой порошка и так до окончания печати. После остатки порошка выдуваются.
При лазерном спекании вместо клеящего вещества используется луч лазера, который спекает слой за слоем. По данной технологии можно делать детали даже из тугоплавких материалов. Только придется использовать более мощный лазер.
Печать фотополимером позволяет создавать модели путем проецирования на слой смолы изображения слоя объекта. В месте попадания света смола застывает. Объект немного поднимается, добавляется в кювету новый слой полимера и все повторяется.
Что можно распечатать на 3d принтере?
Ответ тривиален: все, что угодно. Сложность и форма создаваемого 3d объекта зависит только от фантазии человека. Для ее воплощения достаточно в какой-либо программе компьютерной графики, работающей с трехмерными объектами, создать необходимую модель. Запасные части машин и механизмов, игрушки и сувениры, детали космических кораблей, модели архитектурных строений, костей и некоторых органов человека, ювелирные изделия – список так велик, что перечислить все практически невозможно. В домашних условиях принтер может использоваться студентами для создания макетов деталей, зданий; бизнесменами для получения коммерческой прибыли от продажи 3d моделей игрушек и сувениров; просто любопытными людьми, которым хочется идти в ногу со временем и прикоснуться к передовым технологиям Hi-Tech.
К сожалению, пока нет большой базы данных 3d моделей, в которой каждый смог бы найти нужную ему деталь. Но с появление на рынке принтеров, работающих по технологии SLS, человечество ждет небывалый бум создания трехмерных моделей в домашних условиях. И такие базы данных обязательно появятся в сети. Осталось подождать совсем немного.