Loading
3c9e4d197eae757974eb8654a754d251_large

Все, что нужно знать о 3D-принтерах или как напечатать дом

Идея трехмерной печати появилась еще в конце 80-х прошлого века и уже в середине 90-х была реализована в первых проектах, предназначенных для мелкосерийного производства. Но настоящий бум этой технологии началася совсем недавно и 3D печати пророчат большое будущее. Конечно, сейчас 3D принтеры еще далеки от репликаторов из фантастических произведений, но кое-что уже умеют. Что именно — читайте далее в статье.

Что это вообще такое?

Трехмерная или как чаще говорят 3D печать это почти то же самое, что и печать на обычном принтере, только с добавлением нового измерения — оси Z.  Если в обычном принтере печатающая головка движется только по осям X и Y, то есть, слева направо и сверху вниз, то в трехмерной печати печатный стол или же печатная головка уходят вниз или вверх соответственно.

Схема работы 3D-принтеров, использующих технологию ламинирования (LOM)Схема лазерной 3D печати

Еще один секрет успешной 3D печати — специальные материалы. Понятное дело, чернилами фигурку не выложишь, поэтому в зависимости от подхода в 3D принтерах используются различные материалы. К примеру, это может быть гипсовая пыль, которая чередуется со специальным клейким раствором, слой за слоем выкладываемые на печатный стол. Или же это может быть специальный полимер, который расплавляется в печатной головке и слой за слоем выливается на все тот же ходящий столик. А еще это может быть расплавеный метал. Или бетон. Ну или что-то совершенно иное. А какой материал для печати лучше — рассмотрим далее.

Немного истории

В 1986 году Чарльз Халл разработал SLA-установку, которая стала первым прототипом такого принтера. Они использовала стереолитографию, определяя методику 3d-технологии – материал накладывался послойно. После создания установки Чарльз основал фирму с говорящим названием «3D Systems».

Уже в истории деятельности этой компании и было зафиксировано изготовление устройства – Stereolithography Apparatus (Стереолитографическое устройство). Модель этой машины получила широкое распространение и была выпущена в производство в 1988 году под названием SLA-250.

Спустя 2 года Скотт Крамп изобрел новую методику создания объемных печатных объектов – наплавление. Именно компания Крампа “Stratasys” стала преемником Чарльза Халла в разработке 3d-принтеров.

Если говорить о том, когда изобрели 3д-принтер, то можно назвать именно 1990 год – Крамп и его супруга называли свою технику не иначе как лазерным и струйным 3d-принтером. Но все же и эти модели были далеки от современной 3д-технологии.

В 1993 году была основана компания «Solidscape», которая выпускала струйные принтеры, а в 1995 году американские студенты-изобретатели создали модифицированную версию струйного принтера, который использовал материал не на бумаге, а в емкости. В результате такого метода изготавливались объемные детали.

Как раз после выхода такой модели струйного принтера появилась компания “Z Corporation” (с подачи самих изобретателей) и понятие 3d-печати. При помощи этой технологии в настоящее время изготавливают принтеры такие производители, как ExOne и Z Corp.

Чуть позже студенческой разработки появилась методика PolyJet, в основе которой лежало использование в качестве материала фотополимерного жидкого пластика (фотополимер наносится печатной головкой и засвечивается лампой).

Методика PolyJet – первый наиболее выигрышный вариант, который дал возможность выпускать готовые к использованию детали с высокой точностью и оптимальной ценой материала.

В основу современных настольных принтеров вошла технология Reprap, которая была создана в 2005 году Адрианом Боуером. Он преподавал машиностроение в одном из университетов Великобритании. Сам проект был направлен на создание самопроизводящих машин, которые будут использовать для печати биоразлагаемые материалы.

Основной идеей стала доступность и повсеместная распространенность создаваемых принтеров благодаря экономичности, простоте и приемлемой цене. В 2006 году разработки Боуера увенчались успехом – прототип RepRap 0.2 напечатал деталь, которая идеально подошла устройству при замещении. Успешный проект стал первым шагом в создании всех настольных FDM-принтеров.

Зачем нужны? Какие бывают?

Трехмерная печать могла бы так и остаться технологией для прототипирования на скорую руку, если бы не энтузиасты. Вот так, например, исследовательская компания из Китая использовала для постройки домов не кирпич и бетон, а огромный 3D принтер, работающий на строительных отходах. Все, за исключением крыши было просто-напросто распечатано.

researchers-are-making-a-3d-printer-that-can-build-a-house-in-24-hoursВот так 3D принтер строит дом

Какие у такого подхода могут быть перспективы? Огромные! Начиная от борьбы с бедностью, и заканчивая строительством такими принтерами целых колониальных поселений на удаленных планетах, к примеру — на Луне или Марсе.

Помимо этого в последнее время особые 3D принтеры используют в кулинарии и медицине, для печати сладких маффинов и ушей соответственно. Однако, технология используется и для менее миролюбивых целей. К примеру, на принтере уже были отпечатаны как полностью металлическая копия пистолета Браунинга, так и игрушечный с виду полимерный пистолет из Японии.

Так же 3D принтеры уже сейчас умеют печатать электронику. Правда делают они это пока очень плохо: все из-за большой, на данном этапе, сложности электронного бутерброда — ведь надо не только напечатать плату, но и проложить дорожки, которые делаются из совсем другого материала.

Кто их производит?

В наши дни производством такого рода принтеров не занимаются либо ленивые, либо те, кому это не интересно. Создают 3D принтеры и серьезные компании, и китайцы, и простые волгоградские школьники. Даже некоторые 3D принтеры могут частично распечатывать сами себя — к примеру известный RepRap.

3d-printing-printer-20К слову о RepRap

Короче говоря — компаний, чья деятельность посвещана 3D печати множество. И тем лучше — возможно, в ближайшие годы технологию ожидает новый скачок и репликаторы станут еще на шаг ближе к современному человеку.

Сколько стоят?

Цена на 3D принтеры колеблется от нескольких сотен до сотен тысяч долларов. Все зависит лишь от того, для чего этот принтер будет нужен. Так, например в некоторых китайских интернет-магазинах можно приобрести всего за пару тысяч рублей комплект для создания такого принтера своими руками — покупатель получит ардуино-подобную управляющую плату и специальный шилд для 3D печати — однако такой подход не для всех.

Для ленивых или серьезного производства существуют готовые варианты. Так, к примеру у тех же китайцев можно заказать полноценный принтер с полимерами для печати за 23 тысячи рублей, или приобрести профессиональный 3D-металлический принтер всего-то за полторы сотни тысяч рублей.