3D-печать – это современная технология, позволяющая получить объемный материальный объект при помощи цифровой модели и специального принтера.

Саму идею 3D-печати едва ли можно назвать инновационной в наше время, поскольку зародилась она еще в 80-х годах, правда на том этапе развития она использовалась исключительно в производстве. В наше же время практически каждый человек может лично познакомиться с данной технологией, купив свой собственный 3D-принтер за несколько сотен долларов.

История развития 3D-печати

Первый 3D-принтер был разработан в далеком 1986 году, и на то время его возможности были ограничены. Его создатель, Чак Халл, даже и не мог представить, что спустя несколько десятилетия эта технология достигнет таких масштабов и возможностей. От создания небольших трехмерных фигурок 3D-печать вышла на совершенно новый уровень и в наше время имеет огромную значимость для целого ряда отраслей, включая аэрокосмическую и медицину.

Каким же был первый 3D-принтер? Разумеется, первое устройство такого типа имело внушительные габариты, а его возможности и производительность существенно отличались от того, что мы имеем на сегодняшний день. На создание небольшого 3D-объекта требовались недели, а то и месяцы. Сам же результат печати был далек от совершенства, а поэтому разработчику потребовалось немало времени, чтобы усовершенствовать данную технологию.

Одной из главных задач было сокращение времени, требуемого для изготовления 3D-детали. Изначально Чак Халл планировал сделать это следующим образом: наложить пару сотен слоев пластика, а затем придать им нужную форму при помощи ультрафиолетового излучения. Для реализации такой задумки он обратился к руководству UVP, которое предоставило ему специальное помещение и всё необходимое оборудование для дальнейших разработок.

Спустя год тяжелой работы, изобретателю всё же удалось создать первый рабочий прототип 3D-принтера. Халл также сам написал код, позволяющий придать объекту нужной геометрической формы. В качестве ресурса для 3D-печати он использовал фотополимер – специальный материал, способный менять своё состояние (из жидкого в твердое) под воздействием УФ-лучей. Так и был получен первый результат 3D-печати – маленький пластиковый стакан.

Несмотря на успех в развитии своей технологии, Чак Халл, к счастью или к сожалению, столкнулся с целым рядом трудностей. Представив свой патент компании, он получил отказ, т.к. на то время руководство не могло себе позволить дальнейшее финансирование проекта. В связи с этим, разработчик решил продолжить свой путь самостоятельно и основал свою собственную компанию под названием 3D Systems.

Компания 3D Systems существует до сих пор и даже более того – по-прежнему является одним из лидеров на рынке аддитивных 3D-технологий. Ее основателю недавно исполнилось 79 лет, но он всё с таким же энтузиазмом продолжает исследования и тесты, чтобы улучшить изобретенную им технологию. «Наша задача слишком важна, чтобы бросить ее сейчас», – сказал Чак в одном из недавних интервью для CNN.

«Лет 20 назад я и правда хотел уйти на пенсию, чтобы дать дорогу молодым. На некоторое время я так и сделал. Прошло где-то два-три месяца, и со мной связался новый руководитель компании. Он попросил меня вернуться и продолжить работу, чтобы решить пару технических проблем. Разумеется, я согласился и продолжил заниматься любым делом. С того момента прошло немало лет, но я даже и не задумываюсь об уходе, т.к. технологии 3D-печати еще полностью не раскрылись и могут еще много чего дать человечеству», - сказал Чак Халл.

3D-печать и 3D-моделирование в современных реалиях

Что такое 3D-печать в наше время и насколько большой потенциал у данной технологии? 3D-печать претерпела немало изменений за период своего существования. На сегодняшний день, ее также называют «аддитивной» технологией. Данный термин используется в связи с тем, что в отличие от первых 3D-принтеров, материал теперь не удаляется, а наоборот – послойно добавляется, уже изначально формирую нужную геометрическую форму объекта.

Как осуществляется 3D-печать? Прежде всего, необходимо создать 3D-модель объекта при помощи специального ПО. Для этого можно использовать разные программы для 3D-моделирования, многие из которых можно скачать и установить абсолютно бесплатно. После того как цифровая (виртуальная) модель будет готова, нужно выполнить ее нарезку, т.е. сделать подготовить для печати на принтере, разделив объект на определенное количество горизонтальных слоев.

После выполнения этих действий, цифровую модель можно считать готовой. Файл конвертируется (или просто сохраняется) в нужный формат, совместимый с конкретной моделью 3D-принтера, после чего тот начинает формировать объект, послойной накладывая материала на основу.

Самые распространенные материалы для 3D-печати

Современные 3D-принтеры совместимы с различными видами материалов, но самыми популярными в наше время считаются ABS- и PLA-пластики.

ABS-пластик – это материал, который получил своё название в честь трех образующих его компонентов - акрилонитрила (A), бутадиенома (B) и истирола (S). Стоит отметить, что АБС-пластик может плавиться и разлагаться под воздействием солнечных лучей, поэтому далеко не всегда он подходит для массового производства. С другой стороны, такая особенность материала позволяет выполнить его повторную переработку с целью экономии ресурсов.

ABS-пластик можно использовать для изготовления разных категорий изделий, в том числе канцелярских принадлежностей, детских конструкторов, спортивного инвентаря (гантелей, гирь и т.д.), одноразовой посуды и столовых приборов, электротехнических и даже автомобильных запчастей.

PLA – это еще один 3D-материал, который также называют «биоразлагаемым» или «биосовместимым», т.к. для его изготовления используются быстро возобновляемые ресурсы. Благодаря использованию таких материалов, он имеет склонность к разложению (со временем) и может быть повторно обработан для получения исходного материала.

Главный «плюс» PLA-материала – это его экологичность. В отличие от того же ABS, PLA является более безопасным и абсолютно не токсичным, а поэтому из него часто изготавливают детские игрушки и одноразовую посуду. Помимо этого, он имеет сравнительно низкую температуру размягчения, благодаря чему требует меньше энергозатрат для 3D-печати.

Помимо PLA- и ABS-пластиков, существует и много других материалов для 3D-печати. Среди них отдельно стоит выделить нейлон, который уже сейчас активно используется в разных сферах производства:

• медицина (изготовление протезов);
• электрохимическая промышленность (полимерные батареи, аккумуляторные сепараторы);
• литейное производство (всевозможные литейные формы для разработки новых прототипов и их усовершенствования);
• музыкальные инструменты и детали (изготовление струн, медиаторов).

Потенциал 3D-принтинга

Уже сейчас можно смело сказать, что технологии 3D-печати являются неотъемлемой частью множества сфер и отраслей, включая медицину, архитектуру, прототипирование, кулинарию и многие другие.

Развитием 3D­-печати занимаются не только многомиллионные компании, но и обычные энтузиасты, желающие продвинуть свой стартап за счет новых идей в данной области. Для этого они используют либо краудфандинговые платформы, либо посещают специальные выставки, к примеру, 3D Print Expo в Москве. В рамках данного мероприятия, изобретатели могут представить своё видение и применение технологий 3D-печати, чтобы заинтересовать инвесторов и обрести новых бизнес-партнеров для дальнейшего продвижения своих проектов.

Заказывайте на STEPLine.kz!

Прочитать другие новости и статьи из мира профессионального АВ