Что же такое 3D-принтер?3D-принтер – это печатающее устройство, способное создать любую трехмерную модель из проектируемого объекта и продублировать его в реальном мире с помощью специальных материалов. Процесс печати обычно заключается в размещении одного слоя материала поверх другого. По аналогии с кубиками Лего, начиная с основы и поднимаясь вверх, чтобы построить желаемую конструкцию. Таким образом любой объект обретает жизнь в трёх измерениях. Революция 3D-принтера в том, что он создаёт не поверхность, а объём.
В процессе 3D-печати слои накладываются постепенно, foto WEB
Существуют различные типы 3D-принтеров. В настоящее время наиболее широко используется процесс послойного создания предметов. Слои накладываются постепенно, начиная от основы они покрывают всю высоту производимого объекта. В этом случае процедура осуществляется с помощью технологии аддитивного производства, так называемого селективного лазерного спекания (SLS — selective laser sintering).
Ещё один способ реализуется путём нагревания соответствующих материалов. Как правило это металлические порошки или термопластичные вещества, которые затем располагаются в правильном положении. Эта техника называется «моделирование методом наплавления» (FDM — fused deposition modeling). В этом случае используются нити из пластмассы или металла, намотанные на катушку, моток которых постепенно разворачивается во время печати. В промышленности также применяется техника ламинирования, называемая производством ламинированного предмета (laminated object manufacturing). В процессе верхний слой перед размещением на нижний подвергают травлению с помощью лазера.
В последнее время миниатюризация компонентов и необходимость уменьшить стоимость печати предметов на 3D-принтере привели к значительному упрощению всего процесса.
В качестве материала для печати в первую очередь используются термопласты (для процесса FDM) и фотополимеры. В лазерном спекании (SLS) часто применяют соединения, основу которых составляет металл, что гарантирует более высокуюое прочность полученного предмета.
Развитие технологии быстро привело к появлению новых материалов, например, углеродного волокна. Также необходимо различать материалы, обозначенные аббревиатурами PLA и ABS. PLA (PolyLactic Acid, полимолочная кислота) получается из кукурузного крахмала и является биоразлагаемым. ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene, акрилонитрил-бутадиен-стирол), продукт переработки нефти, более предпочтителен из-за лучшей устойчивости к механическим нагрузкам.
Нить из PLA (PolyLactic Acid, полимолочная кислота) для 3D-принтера, foto WEB
Картриджи для 3D-принтеров состоят в большинстве случаев из волокон материала, используемого для печати. Цены на них чрезвычайно разнообразны. Оценка стоимости печати происходит исходя из нескольких евро за кубический сантиметр, но размер и сложность модели могут изменять решающим образом конечную стоимость изготовления предмета.
Изначально 3D-принтеры использовались для промышленных нужд. Быстрое и недорогое производство прототипов позволяет инженерам и дизайнерам изучать и трогать свои творения без необходимости запуска реального производственного процесса. В последние годы всё немного изменилось. 3D-печать входит практически в каждый дом и пределы её возможностей продиктованы только воображением и размерами принтера. Некоторые используют эту технологию и как художественное средство. Например, голландский дизайнер Ирис ван Херпен одела моделей в наряды, полностью напечатанные на 3D-принтере.
Одежда голландского дизайнера Ирис ван Херпен напечатана на 3D-ринтере, foto WEB
Кроме того, всё больший интерес к подобным технологиям проявляет медицина — появляется возможность печатать протезы или даже целые органы. Уже проводятся исследования о воспроизводстве тканей и кровеносных сосудов для имплантации в тех случаях, когда традиционные методы неэффективны.
В будущем на 3D-принтерах будут печатать и дома. Подобный проект кажется «марсианским», но компании Apis Cor и ГК ПИК уже успешно напечатали в Московской области в городе Ступино первый 3D-дом. Дом будущего уже существует и в 2016 г. hardware стартап компании Apis Cor был признан лучшим в рамках ежегодной премии «Стартап года» Университета «Высшая школа экономики». Теперь колонизировать Марс станет проще и дешевле!
В России компании Apis Cor и ГК ПИК напечатали первый жилой дом, foto WEB
3D-принтеры продолжают свой эволюционный путь и будут использоваться всё больше, благодаря дальнейшему снижению цен. А когда рынок будет насыщен, на первое место выйдет производство картриджей, как это произошло с традиционными принтерами.
Качество предметов будущего скоро будет измеряться творческой составляющей и доступностью сделать любой предмет простым нажатием кнопки. Что же, время покажет!
Подборка и перевод с итальянского Юлии Ильиной
