Что это такое
3Д принтер – устройство, обеспечивающее печать не в двух, а трех измерениях, с послойным изготовлением деталей. Работу аппарата обеспечивает числовое программное обеспечение, определяющее порядок распределения материала, впоследствии затвердевающего при охлаждении.
Конструкция прибора предусматривает компоновку следующих деталей:
- экструдера (печатающей головки) – разогревает основание, дозирует и выдавливает в заданную область необходимый объем полужидкого полимера;
- рабочего стола – платформы, на которой печатают деталь;
- линейного и шагового двигателей – для привода элементов, с обеспечением передвижения на заданной скорости;
- фиксирующих датчиков – координируют перемещение подвижных деталей;
- каркаса – для крепления задействованных в конструкции элементов.
Применение 3Д принтеров в разных областях обуславливают рабочие характеристики этих приборов, что позволяет изготавливать детали сложной формы, выдерживая необходимые размеры с высокой точностью.
Даже в современных серверах точного времени используется применение таких принтеров.
История
Технология послойного изготовления деталей полимерным составом была изобретена еще в 80-х годах прошлого века доктором Хидео Кодама. На основе этой методики первый прототип современного 3Д принтера создал Чарльз Хилл в 1984 году.
По степени сложности та модель недалеко ушла от обычного калькулятора, а еще за 10 лет до появления Windows-95 этот изобретатель создал технологию стереолитографии, предшественницы объемной печати. Этот метод предполагал застывание заготовки при облучении ультрафиолетом. Предмет печатали по созданной цифровой модели, что упростило выпуск пластиковых изделий.
Технологии послойной печати развивались. До конца двадцатого века инженеры предложили методику лазерного спекания, когда лазером вместо жидкости обрабатывали порошок, и моделирование наплавлением.
Понятие «3Д принтер» прочно вошло во всеобщее употребление с появлением в начале нулевых годов первых домашних моделей.
Сейчас технологии объемной печати, с учетом сферы применения 3Д принтеров, разделены на два потока, с использованием дорогих, сложных систем в промышленной области и простых приборов, доступных на дому.
Применение
Кратко о применении 3Д принтеров. Эти устройства используют в таких сферах:
- бытовой – для изготовления игрушек, сувениров, мебельной фурнитуры, небольших запчастей для домашней техники и автомобилей, других предметов; применение 3Д принтеров в быту позволяет создать изделие любой конфигурации, без необходимости поиска и заказа таких деталей в готовом виде;
- в освоении космоса – лазерным спеканием печатают цельнометаллические детали для космических аппаратов; созданы приборы, которые могут работать при невесомости, что позволило изготавливать нужные предметы прямо на борту орбитальных станций, без доставки их с Земли;
- в строительстве и архитектуре – дизайнеры и архитекторы могут создавать макеты архитектурных сооружений, чтобы наглядно оценить особенности объекта и внести необходимые коррективы; в Китае сконструировали огромный аппарат, печатающий отдельные элементы строительных конструкций; испанские инженеры проектируют прибор, выполняющий сложные элементы зданий при установке устройства в заданной точке на сооружении;
- в оружейном деле – этими установками можно печатать отдельные узлы для сборки оружия, что представляет серьезную опасность ввиду сложности контроля такого производства; пистолет или винтовка может выстрелить лишь один раз, но этого достаточно, чтобы создать опасную ситуацию для жизни и здоровья людей;
- для создания одежды и обуви – модельеры могут разрабатывать оригинальные предметы необычной формы, при высокой прочности и эластичности материала; кроссовки, изготовленные по технологии лазерного спекания, востребованы современными атлетами;
- в искусстве – метод трехмерного сканирования и моделирования позволяет копировать скульптуры с высокой точностью, для последующего воссоздания в виде статуэток в разном масштабе;
- в медицине – с помощью объемных сканеров моделируют внутренние органы, что облегчает подготовку операций; можно напечатать и собрать сложный протез, изготовить необходимый стоматологический элемент (коронку, элайнер и пр.), другие полимерные детали сложной формы, применяемые в хирургии;
- в производстве продуктов – кондитеры печатают причудливые лакомства из шоколада и других сладких материалов; из пастообразного сырья можно выполнять любые блюда;
- для изготовления музыкальных инструментов – можно сделать детали, не уступающие в прочности изготовленным традиционным способом;
- в фармакологии – трехмерное моделирование обеспечивает точное дозирование компонентов при создании медикаментозных препаратов;
- в машиностроении – для выпуска запчастей машин и механизмов.
Применение 3Д принтеров в бизнесе обеспечит ощутимую прибыль, с возможностью производства сложных предметов при минимуме накладных расходов и простоте технологии.
Использование трехмерной печати не ограничивается перечисленными сферами. Эти устройства применяют в разных отраслях промышленности, что открывает новые перспективы и возможности для освоения эффективного производства.
