понеділок вівторок середа четвер п’ятниця субота неділя

3D-принтери: фантастика і реальність поруч

Ідея тривимірного друку з’явилася ще в кінці 80-х минулого століття і вже в середині 90-х була реалізована в перших проектах, призначених для дрібносерійного виробництва. Але справжній бум цієї технології почався зовсім недавно і 3D друку пророкують велике майбутнє. Звичайно, зараз 3D принтери ще далекі від реплікаторів з фантастичних творів, але дещо вже вміють. Саме про це наша стаття.

3D принтер

Що це таке?

Тривимірний або, як частіше говорять, 3D-друк – це майже те саме, що і друк на звичайному принтері, тільки з додаванням нового виміру – осі Z. Якщо в звичайному принтері друкуюча головка рухається тільки по осях X і Y, тобто, зліва направо і зверху вниз, то в тривимірному друці друкарський стіл або ж друкована головка йдуть вниз або вгору відповідно.

як працює 3D принтер

Схема роботи 3D-принтерів, що використовують технологію ламінування (LOM)                       Схема лазерного 3D друку

Ще один секрет успішного 3D друку – спеціальні матеріали. Ясна річ, що чорнилом фігурку не зумієш викласти, тому, в залежності від підходу, в 3D принтерах використовуються різні матеріали. Наприклад, це може бути гіпсовий пил, який чергується зі спеціальним клейким розчином, що шар за шаром викладаються на друкований стіл. Або ж це може бути спеціальний полімер, який розплавляється в друкованій голівці і шар за шаром виливається на все той же рухомий столик. А ще це може бути расплавений метал, бетон або щось зовсім інше. А який матеріал для друку краще – розглянемо далі.

Трохи історії

В 1986 році Чарльз Халл розробив SLA-установку, яка стала першим прототипом такого принтера. Вони використовували стереолітографію, визначаючи методику 3d-технології – матеріал накладався пошарово. Після створення установки Чарльз заснував фірму з промовистою назвою «3D Systems».

Уже в історії діяльності цієї компанії і було зафіксовано виготовлення пристрою – Stereolithography Apparatus (Стереолітографіческая пристрій). Модель цієї машини набула широкого поширення і була випущена у виробництво в 1988 році під назвою SLA-250.

Через 2 роки Скотт Крамп винайшов нову методику створення об’ємних друкованих об’єктів – зварювання. Саме компанія Крампа “Stratasys” стала наступником Чарльза Халла в розробці 3D- принтерів.

Якщо говорити про те, коли винайшли 3D-принтер, то можна назвати саме 1990 рік. Саме в цьому році винахідник Крамп і його дружина називали свою техніку не інакше як лазерним і струминним 3D-принтером. Але все ж і ці моделі були далекі від сучасної 3D-технології.

В 1993 році була заснована компанія «Solidscape», яка випускала струменеві принтери, а в 1995 році американські студенти-винахідники створили модифіковану версію струменевого принтера, який використовував матеріал не на папері, а в посудині. В результаті такого методу виготовлялися об’ємні деталі.

Якраз після виходу такої моделі струменевого принтера з’явилася компанія “Z Corporation” (з подачі самих винахідників) і поняття 3D-друку. За допомогою цієї технології в даний час виготовляють принтери такі виробники, як ExOne і Z Corp.

Трохи пізніше студентської розробки з’явилася методика PolyJet, в основі якої лежало використання в якості матеріалу фотополімерного рідкого пластику (фотополімер наноситься друкованої головкою і засвічується лампою).

Методика PolyJet – перший найбільш виграшний варіант, який дав можливість випускати готові до використання деталі з високою точністю і оптимальною ціною матеріалу.

В основу сучасних настільних принтерів увійшла технологія Reprap, яка була створена в 2005 році Адріаном Боуер. Він викладав машинобудування в одному з університетів Великобританії. Сам проект був направлений на створення самовідтворюючих себе машин, які будуть використовувати для друку біорозкладні матеріали.

Основною ідеєю стала доступність і поширеність створюваних принтерів завдяки економічності, простоті і за прийнятною ціною. У 2006 році розробки Боуер досягли успіху – прототип RepRap 0.2 надрукував деталь, яка ідеально підійшла пристрою при заміщенні. Успішний проект став першим кроком у створенні всіх настільних FDM-принтерів.

Навіщо потрібні? Які бувають?

Тривимірний друк міг би так і залишитися технологією для прототипування на швидку руку, якби не ентузіасти. Ось так, наприклад, дослідницька компанія з Китаю використовувала для будівництва будинків не цеглу і бетон, а величезний 3D принтер, який працює на будівельних відходах.

будинок з 3d принтера

Все, за винятком даху було просто – напросто роздруковано.

роздрукований будинок

Які у такого підходу можуть бути перспективи? Величезні! Починаючи від боротьби з бідністю, і закінчуючи будівництвом такими принтерами цілих колоніальних поселень на віддалених планетах, наприклад – на Місяці або Марсі.

Крім цього, останнім часом особливі 3D принтери використовують в кулінарії і медицині, для друку солодких маффінів, тістечок і навіть пробують друкувати частини тіла людини, такі як ніс і вуха. Однак, технологія використовується і для менш миролюбних цілей. Приміром, на принтері вже були віддруковані як повністю металева копія пістолета Браунінга, так і іграшковий полімерний пістолет з Японії.

Так само 3D принтери вже зараз вміють друкувати електроніку. Правда, роблять вони це поки дуже погано: все через велику, на даному етапі, складність електронного бутерброда – адже треба не тільки надрукувати плату, але і прокласти доріжки, які робляться з зовсім іншого матеріалу.

Хто їх виготовляє?

У наші дні виробництвом такого роду принтерів не займаються або ліниві, або ті, кому це не цікаво. Створюють 3D принтери і серйозні компанії, і китайці, і прості школярі. Навіть деякі 3D принтери можуть частково роздруковувати самі себе – наприклад відомий RepRap.

виробництво 3D принтера

Компаній, що займаються 3D друком, стає дедалі більше. Тим краще – можливо, в найближчі роки технологію очікує новий стрибок і реплікатори стануть ще на крок ближче до сучасної людини.

Скільки коштують?

купить 3dпринтер

Ціна на 3D принтери коливається від декількох сотень до сотень тисяч доларів. Все залежить лише від того, для чого цей принтер буде потрібен. Так, наприклад в деяких китайських інтернет – магазинах можна придбати всього за пару тисяч гривень комплект для створення такого принтера своїми руками. Ви отримаєте Ардуіно-подібну керуючу плату і спеціальний Шилд для 3D друку – однак такий підхід не для всіх і вимагає певних знань і вмінь в конструюванні.

Для ледачих або для серйозного виробництва існують готові варіанти. Навіть в Києві можливо купити простіші з них. Більш складні і функціонально досконаліші теж у вільному доступі. Так, наприклад у тих же китайців можна замовити повноцінний принтер з полімерами для друку за 10 тисяч гривень, або придбати професійний 3D-металевий принтер всього-то за 60 тисяч гривень.

Можливо з часом нам не потрібно буде виготовляти деталь для пральної машини -простіше буде надрукувати її на 3D-принтері. Фантастика і реальність вже майже поруч.

Автор: Юрій Юрійович

Переглядів (11030 Views)
Комментарии для сайта Cackle
Спільний проект

Контакти

Свої питання та пропозиції Ви можете надсилати на нашу поштову адресою info@dobremisto.com
Телефон: +38 (067) 788 788 4

При частковому, або повному копіюванні інформації посилання на сайт dobremisto.com є обов'язковим

misto
Close