3D-принтеры: очередной технологический прорыв человечества

246

От искусственных полимеров до пищевых компонентов

Сегодня услуги по 3D печати доступны даже в маленьких городах. Уникальные сувениры, редкие детали, предметы быта – все что угодно может быть напечатано для вас из пластика любого цвета.

История изобретения

В 80-ых годах прошлого века слова «3D печать» еще не существовало, хотя сама технология зародилась именно в то время, и называлась она «стереолитография». Ее создателем был американец Чарльз Халл. Первый созданный им аппарат был мало похож на современные 3D принтеры, однако работал по тому же принципу, что и современные устройства – послойная печать модели.

В 90-ых годах произошел настоящий прорыв, появились новые методы печати – лазерный, струйный и фотополимерный.

  • В лазерной печати используется порошок пластика или металла, который при помощи лазерного луча сплавляется в нужную форму. Модель получается пористой, но достаточно прочной и износоустойчивой.
  • Струйная печать является на сегодняшний день наиболее доступным и дешевым методом создания трехмерных моделей: это метод экструзии, или выдавливания, разогретого материала на рабочую платформу, где он постепенно застывает.
  • Что касается фотополимерных принтеров, они наиболее точно воспроизводят принцип стереолитографии: в их работе применяются жидкие смолы (полимеры), застывающие под воздействием лазера.

В конце 2000-ых годов произошел новый виток в развитии 3D печати: помимо пластика стали широко использоваться другие материалы, включая бетон, деревянное волокно и пищевые компоненты.

Все доступнее и функциональнее

Сегодня 3D печать вышла на совершенно новый технологический уровень. В ходу новые виды полимеров разной степени твердости (ABS, PLA) и гибкости (FLEX). Стала возможной цветная печать и с использованием нескольких полимеров для FDM-технологии, и окрашиванием материала в процессе печати в 3DP-подобных принтерах.
Трехмерная печать находит все более широкое применение во многих отраслях:

  • В протезировании. С помощью 3D-печати уже сегодня создаются различные протезы, по индивидуальным 3D-моделям.
  • Для нужд микрохирургии инженеры изготавливают органы из стволовых клеток человека;
  • В сфере строительства 3D принтеры используют для возведения домов и целых жилых комплексов;
  • В промышленности — для изготовления образцов деталей и полноценных рабочих механизмов;
  • В ювелирном производстве – для увеличения скорости создания сверхточных образцов драгоценных изделий.
  • Для изготовления различных деталей: от детских игрушек до БПЛА.
  • В производстве сувенирной продукции.

3D технология стала доступна всем желающим. Недорогой принтер можно найти в специализированных магазинах или заказать в интернете. Более того, продаются специальные REP-RAP комплекты для сборки своего собственного принтера. Такие устройства можно модернизировать бесконечно: менять детали, увеличивать площадь печати и т.д.

REP-RAP технология развивается параллельно основной печатной индустрии. Каждый день энтузиасты экспериментируют с конструкцией принтеров, дорабатывают программное обеспечение, пишут новые прошивки для более стабильной работы. Собрав такой принтер сегодня, можно не беспокоиться о качестве печати: с соблюдением правильной геометрии такой принтер может печатать на порядок лучше тех, что предлагают на рынке.

Нет никаких сомнений в том, что 3D принтеры найдут успешное применение и в других сферах жизни. Наиболее значимые перспективы открываются в космической промышленности: выведенные на орбиту 3D принтеры напечатают любые инструменты, корпуса, оборудование, необходимые для освоения космоса. Рассматривается также возможность печати из материалов, добытых с других планет, что полностью исключит необходимость расхода драгоценных ресурсов Земли.
Каждая новая модель принтера в своей линейке отличается более точным позиционированием, экономичным расходом материала и большим функционалом. Однако все большая доступность и дешевизна трехмерной технологии совсем не говорят о том, что вскоре 3D принтер будет стоять в каждом доме. Это далеко не то устройство, которым может управлять любой пользователь. 3D печать требует многих навыков, начиная от знания большого количества софта и заканчивая умением учитывать особенности разных материалов, включая температуру плавки и степень усадки. Все это значит, что разработчикам предстоит не только расширить функционал устройств, но и сделать их использование более простым и понятным.