3d-принтер

Технология быстрого прототипирования.

Несмотря на различия в нюансах процесса изготовления, практически все устройства для трехмерной печати работают на принципе быстрого прототипирования. В соответствии с данной концепцией, производство осуществляется путем быстрого формирования опытных моделей для предварительной демонстрации возможностей будущего продукта. Задумывалась технология еще в 1980-х годах с целью создания образцов и заготовок.

Сегодня этот метод известен как аддитивное производство, понимание которого и даст ответ на вопрос о том, как работает 3D-принтер и что отличает его функцию от традиционных подходов к изготовлению предметов. Так, если в процессе фрезерования, точения и электроэрозионной обработки происходит удаление материала, а ковка, прессовка и штамповка изменяют форму заготовки, то аддитивное производство предполагает увеличение массы материала посредством наращивания слоями. Иными словами, 3D принтер изменяет фазовое состояние веществ в определенных границах пространства.

На сегодняшний день трехмерная печать развивается в нескольких направлениях, среди которых можно выделить стереолитографические технологии (STL), методы нанесения термопластов (FDM) и лазерное спекание (SLS).

Метод послойного наплавления термопласта.

Это, пожалуй, наиболее популярная техника трехмерного изготовления. Распространенности FDM-аппаратов способствует сразу несколько факторов. В первую очередь в работе устройств используются относительно недорогие пластики

Также имеет значение простая техника эксплуатации, что особенно важно в работе с таким оборудованием. Как правило, технологии 3D-принтеров этого типа предусматривают работу с термопластиками, одним из которых является полилактид

Среди преимуществ этого материала отмечается экологичность, так как получают данный пластик из сахарного тростника и кукурузы.

Главным же элементом в самом принтере стоит назвать экструдер, который выполняет задачу печатной головки. Впрочем, в этой части не все так однозначно, поскольку элемент представляет собой комплекс отдельных компонентов.

Если рассматривать термин «экструдер» в привычном понимании, то к нему будет относиться только часть головки в виде подающего механизма. Так или иначе, печатающая основа подает пластик для 3D-принтера путем нанесения расплавленной нити. Движение механической части обеспечивается электромотором.

В итоге механизм направляет нить в нагреваемую трубу сопла, которая и формирует конечный объект.

Как работает строительный 3Д-принтер

Так называемая технология аддитивного строительства (от англ. Add-add, build up) практически не имеет ограничений в использовании (кроме законов физики). На 3D-принтере можно распечатать как отдельные элементы конструкции: стены, полы, другие элементы, так и массивные дома.

Действительно, рабочий процесс повторяет обычное построение. Сначала создается проект, затем возводится фундамент, в данном случае чаще всего кирпич

Процесс компьютерного моделирования при строительстве таких конструкций является наиболее важной частью. Ведь все этапы строительства дома возложены на искусственный интеллект

Современные 3D-принтеры могут учитывать конфигурацию и положение окон, а также применять архитектурные приемы с использованием заранее определенных макетов

Фактически, основная часть принтера, помимо электронного наполнения, – это рычаг экструдера и управляющие им эксцентрики, которые перемещаются по платформе в определенном радиусе или по прямой. На самом деле установка цоколя или цоколя принтера зависит только от параметров здания и его конфигурации. Дома могут иметь разные формы и размеры соответственно, а формат машин, их создающих, совершенно разный.

Важное дополнение. В строительном принтере нагревательный элемент не нужен

Цементный конгломерат подается непосредственно из смесителя с помощью специальных насосных систем. Такие станки позволяют идеально ровно укладывать кладку, а в некоторых случаях оставлять отверстия для армирующих элементов.

3D-принтер позволяет прокладывать стены, потолки, инженерные отверстия даже для оконных проемов

Разновидности 3 d принтеров

Моделей 3D-принтеров огромное количество, различается по сложности и их устройство.

К особо сложным относятся принтеры, используемые в промышленности, которые, используя высокоточные лазеры, изготавливают изделия, спекая слои из мельчайших частиц металлического порошка. На 3 д принтер цена выливается не в одну сотню тысяч долларов.

Существует вариант промежуточный, цена на который примерно 200 тысяч рублей.

Это принтеры, имеющие множество дополнительных функций:

сенсорный дисплей;
автокалибровку;
подогрев рабочей камеры.

В них используется «моделирование послойного наплавления» или технология FDM.

История создания

Хоть в широких массах 3D-технологии стали известны лишь в последние пару лет, первые модели подобных принтеров появились много лет назад. В 1934 году компания Charles Hull первой выпустила 3D-принтер, который печатал объект с помощью использования цифровых данных. В 1988 году в продажу поступила более компактная модель для домашнего применения, которая получила название SLA-250.

Технологии не стоят на месте. Если первые принтеры печатали довольно неаккуратные модели, то их «потомки» становились все более точными. В 1993 году компания Solidscape стала выпускать принтеры на струйной основе, которые были нацелены на производство небольших деталей с идеально ровной поверхностью.

Но все же спрос стимулирует производство, поэтому наибольший скачок в развитии 3D-технологий был совершен именно в 21-м веке. В 2005 году появилось первое устройство, которое было способно печатать цветные объекты.

Что можно сделать на 3D-принтере? В настоящее время трехмерная печать открывает неведомые доселе возможности: на 3D-устройствах можно напечатать практически любую вещь — от кровеносного сосуда до габаритной мебели или оружия. Промышленные 3D-принтеры могут изготавливать целые самолеты и здания, а более компактные домашние модели часто используют для производства тестовых моделей и необходимых бытовых предметов.

Что такое 3D принтер и для чего его используют

Современные строительные технологии – очень востребованный товар, специалистов в этом деле принимают с распростёртыми объятиями, переманивая у конкурентов. Гонка почти космическая – кто первым выложит на рынок инновацию, тот и получит супервыгоду. Неудивительно, что трудолюбивые китайцы уже не просто изобрели, но и стали чуть ли не массово выпускать строительные принтеры. Они продемонстрировали миру, как всего один агрегат за 30 дней построил целый поселок. Не отстают от них и другие страны, отечественные производители тоже включились в этот бизнес и пока на их стороне очевидная выгода – устройство строительного принтера довольно габаритное.

Гораздо проще заказать трехмерный станок в России, чем везти из-за рубежа с немалыми транспортными и таможенными расходами

Итак, что такое 3D принтер и как он работает? Главная задача механизма состоит в последовательной послойной подаче строительной смеси на площадку. Программное обеспечение руководит сервоприводом, заставляя его оставлять места для оконных и дверных проемов, прокладки коммуникаций. Материалом строительства является обычный пескобетон, а также смеси на основе гипса, фиброволокна и геополимеров.

Работа устройства требует предварительной подготовки площадки и проекта здания.

Все особенности строительства вносятся в управляющую программу, в ходе работ оператор следит за процессом и вносит необходимые коррективы

От обычной печати 3D принтером строительный отличается, разве что, габаритами и используемым сырьём. Раствор подается с помощью автоматического экструдера. Благодаря компьютерному управлению, движения головки принтера имеют отклонения, разве что, в пару миллиметров.

Типы техники

Кроме того, что все устройства используют различные материалы для своей работы, применяют они и различные технологии для печати.

FDM — технология

Это самые недорогие и широко используемые устройства для объёмной печати. Принцип основан на послойном нанесении пластиковой нити. Обладают следующими плюсами:

недорогая стоимость;
будут оптимальным вариантом для ознакомления с технологией 3D — печати;
просты в управлении и настройках.

К недостаткам относятся:

не имеют закрытой камеры, что делает конструкцию не очень надёжной;
открытая камера ограничивает виды пластика, с которым может работать изделие.

Метод SLA — печати

Такие устройства появились на рынке относительно недавно. Принцип работы основан на лазерной стереолитографии. В качестве материала применяется смола, которая затвердевает под воздействием света.

Плюсами являются:

высокое качество готового изделия;
очень точное воспроизведение малейших деталей.

Недостатки:

медленный процесс работы;
небольшое количество цветов, с которым работает печатное устройство;
высокая стоимость изделия.

Polyjet

Для работы используются фотополимеры, которые небольшими дозами наносятся на поверхность 3D — принтера, после чего под воздействием ультрафиолета полимеризуются.

Достоинства:

быстрый процесс печати;
могут использоваться различные материалы;
материал наносится тонким слоем, что обеспечивает высокую точность.

Минусы:

используемый фотополимер является дорогостоящим материалом, при этом довольно хрупким.

LENS

Является порошковым вариантом 3D — принтера. Порошок наносится на поверхность девайса, после чего обрабатывается лазером. Под воздействием его лучей материал запекается.

Плюсы:

может печатать детали из стали и титана, поэтому LENS — принтеры широко применяются в промышленности;
используемые материалы допускается смешивать, благодаря этому можно моментально получать необходимые сплавы.

Минусы:

узкое применение.

LOM

Для работы применяются уже готовые ламинированные листы. С помощью лазера на них вырезается необходимый объект, а сами листы склеиваются.

Достоинства:

готовые изделия имеют очень низкую стоимость, поскольку используемые материалы недорогие и легкодоступные.

Недостатки:

невысокая точность готовых объектов;
большое количество отходов.

SLS

В качестве материала используется порошок. Он наносится специальным валиком на участки, которые были заданы программой. Процедура повторяется до тех пор, пока не получится нужный объект. После завершения работы, готовую модель извлекают и помещают в кабинку для удаления остатков порошка. Далее, модель покрывается клеем.

Плюсом такого варианта является практически безотходное производство.

3DP

Это порошковый тип 3D — принтера. Материал покрывается слоем клея, который склеивает гранулы порошка. Процедура повторяется необходимое количество раз.

Достоинства:

в клей можно добавлять различные красящие пигменты, что позволяет распечатывать цветные модели;
недорогое производство;
может использоваться любое порошкообразное вещество;
с помощью такого девайса можно печатать съедобные объекты.

Минусы:

низкое качество готового объекта;
требуется дополнительная обработка, запекание, для придания нужных свойств.

Новая технология печати объёмных моделей привлекает большое количество людей. 3D — принтеры достаточно легки в освоении и подойдут даже тем, кто не имеет соответствующего опыта работы.

При выборе наиболее подходящего устройства, следует учитывать то, для чего девайс будет использоваться. Для новичка подойдёт недорогое изделие с минимумом функций. Тогда как для дизайнера — девайс, оснащённый несколькими печатными головками.

ТРЕТЬЯ ГРУППА: экструдер X, рабочая платформа Y и Z

В третью группу нашей классификации входят 3D-принтеры, у которых экструдер во время работы перемещается вперёд – назад, а рабочая платформа – вправо – влево и вверх – вниз.

Третья группа классификации

К сожалению, 3D-принтеры третьей группы не получили широкого распространения из-за сложности их сборки и настройки. Единственным успешным представителем группы является 3D-принтер UP! от компании PP3DP.

3D-принтер UP!

3D-принтер UP! не требует сборки и настройки перед началом работы, его достаточно достать из коробки, подключить к сети и к персональному компьютеру и можно сразу приступать к печати. Единственным существенным недостатком 3D-принтера UP! является его высокая цена.

Остальные модели 3D-принтеров, разработанные по той же кинематической схеме, не получили широкого распространения.

Конструктивные особенности 3D принтера

Правильно выбрать 3D принтер невозможно без знания его конструктивных особенностей. Экструдер и платформа фиксируются и передвигаются по осям и направляющим. Перемещение экструдера осуществляется только строго в горизонтальной плоскости; платформа перемещается как горизонтально, так и вертикально – в зависимости от уровня текущей печати. 3D принтер может иметь разную конструкцию, которая совершенно не влияет на качество печати. Оно зависит от материала деталей и качества сборки. Остальными элементами принтера являются электроника, шаговые двигатели, шкив и ремни. Стабильность работы принтера напрямую зависит и от количества деталей-посредников, а также зазоров между ними.

Строительство

Правда, здания можно печатать уже сейчас. Строительных 3D-принтеров пока не много, но они уже демонстрируют интересные результаты. Суть процесса, как правило, сводится к послойной печати стен из специально сформулированной цементной смеси. Рецепт смеси очень важен, так как она должна достаточно быстро застывать, чтобы ее не раздавило следующими слоями. С другой стороны, слишком быстрое высыхание не позволит слоям схватываться друг с другом. Получаемые полые стенки служат своего рода несъемной опалубкой, в которую можно вставить утеплители, арматуру, провести коммуникации, а для пущей прочности залить оставшиеся полости бетоном и получить монолитную структуру. Преимущество такой технологии над привычной опалубкой заключается в возможности создавать всевозможные доселе немыслимые формы – округлые, спиральные и пр.

Хотели бы себе дом, напечатанный на 3D-принтере?

Прекрасным примером стали работы Андрея Руденко, напечатавшего миниатюрный замок на иллюстрации. Недавно Андрей взялся за совершенно серьезный проект, напечатав пристройку к гостиничному комплексу на Филиппинах. А сноровистые китайцы из компании WinSun уже успели напечатать пятиэтажное здание, хотя осуществили этот проект по частям, собирая напечатанные панели на месте строительства.

3D-принтеры — полёт фантазии или реальность

3D-принтер — станок с числовым программным управлением, реализующий только аддитивные операции, то есть только добавляющий порции материала к заготовке. Обычно использует метод послойной печати детали.
3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания («выращивания») твёрдого объекта
3D-принтеры представляют собой периферийные устройства, предназначенные для получения осязаемых пространственных предметов, использующие методы послойного создания физических объектов по цифровой 3D модели. На подготовительном этапе формирования трехмерных объектов в 3D редакторе создается виртуальная модель будущего предмета, которая впоследствии при помощи специальной программы преобразуется в цифровой код (набор управляющих команд), легко распознаваемый 3D принтером.

Печать игрушек и сувениров

Использование 3D принтеров для создания уникальных игрушек и сувениров уже ни у кого не вызывает удивления. Теперь легко получить готовый полноцветный прототип перед запуском изделия в массовое производство. Анализ прототипа позволяет изучить текстуру будущего изделия, его форму, размер и цвет.

Чаще всего сувенирные изделия печатают из гипсовых материалов, дополнительно обработанных для увеличения прочности готового изделия. 3D принтеры печатают сувениры с различной цветностью, вплоть до полноцветной текстуры в 390000 оттенков.

Игрушки и сувениры, напечатанные 3D принтерами

Для изготовления цветных игрушек и сувениров больше всего подходят принтеры ZPrinter 250, 450, 650 и 850.

Работа принтера с ABS-пластиком

Полноценная трёхмерная печать пластиком данного типа возможна только при наличии у принтера следующих характеристик:

нагревания работающего экструдера до минимальной температуры в 60 градусов (идеально – 280 градусов);
нагревания платформы до минимума в 80 градусов Цельсия (идеально – 110 градусов);
наличие закрытого корпуса.

Только при наличии этих характеристик будет производиться гарантированная профессиональная ABS-печать вне зависимости от заявленных производителем характеристик.

Конкретнее, при отсутствии у принтера задней крышки, проблематичной будет печать изделий больших и средних габаритов. Если всё же необходимо провести изготовление изделия, принтер необходимо чем-нибудь накрыть и огородить помещение от сквозняков. Даже если заполнение материала будет средним, печать объекта размером 10 см на 10 см займёт порядка 4х часов, а минимальная деформация на ранней стадии печати испортит всё изделие.

При отсутствии нагрева платформы, пластик теряет способность крепиться. Эта проблема относительно легко решается с помощью специального клея.

Пластик ABS плавится при температуре и в 240 градусов, однако качество изделия при этом будет страдать. Сейчас на рынке представлены легкоплавные ABS-нити для трёхмерной печати, требующие менее низких температур, но содержащие в своём составе полиэтилен, при нагревании распространяющий неприятный запах.

Также следует помнить о том, что 3D принтер имеет в структуре экструдера плотный зажим для затягивания нити, который может быть как ориентирован исключительно на один вид пластика, так и быть универсальным, регулирующимся в зависимости от типа материала.

Строительство

Инженеры из университета Южной Калифорнии создали систему 3D печати для работы с крупногабаритными объектами. Система работает по принципу строительного крана, который возводит стены из слоёв бетона. Такой 3D принтер может возвести двухэтажный дом всего лишь за 20 часов. Рабочим останется только установить окна, двери и провести внутреннюю отделку помещения.

3D принтер строит дом

Голландские архитекторы предложили напечатать при помощи строительного 3D принтера уникальный дом в форме ленты Мёбиуса. «Печать» дома запланирована на 2014 год. Дом планируется напечатать из смеси песка и связующих материалов.

Здание в форме ленты Мёбиуса, напечатанное 3D принтером

Вполне возможно, что через несколько десятков лет вырастут целые посёлки с великолепными комфортными домами, построенными по технологии 3D печати.

Изготовление обуви

Первая пара обуви, напечатанная на 3D принтере, появилась в 2011 году благодаря стараниям шведских студентов. Сегодня трёхмерная обувь, напечатанная на принтерах, красуется на ведущих подиумах всего мира. Существенным преимуществом такой обуви является точный учёт индивидуальных особенностей её владельца, включая размер и форму стопы.

Женская обувь, напечатанная на 3D принтере

Внешний вид 3D обуви существенно отличается от традиционной, поэтому она будет пользоваться спросом среди креативных молодых людей, которые хотят подчеркнуть свою индивидуальность.

3D принтеры научились печатать не только женскую, но и мужскую обувь. Студент Лондонского колледжа моды Росс Бербер в своей дебютной коллекции представил пять пар обуви, напечатанных на принтере.

Мужская обувь, напечатанная на 3D принтере

Для изготовления 3D обуви используют полиуретан, резину и пластик. Стоимость такой обуви пока слишком высока, чтобы наладить её массовое производство.

Виды 3d-принтеров

Классификация 3д-принтеров ведется по нескольким ключевым параметрам, основными из которых являются: применяемая технология 3d-печати; материал печати; уровень качества и стабильности размеров получаемых изделий.

В последнем случае различают домашний (настольный) 3d-принтер и 3d-принтер профессионального класса, демонстрирующий более стабильные размеры напечатанных объектов, повышенную производительность (скорость печати) и качество прототипирования. Оборудование профессионального класса активно применяется в различных конструкторских бюро (с целью создания моделей и прототипов разрабатываемой продукции или конструкций), а также для целей мелкосерийного производства широкой гаммы изделий (сувенирная продукция, индивидуализированные корпуса электроники и тому подобное).

Так покупать или нет?

Формально покупка 3D-принтера для дома сегодня оправдана только в том случае, если вы можете определить для себя сферу его применения. Выбор моделей достаточно широк, энтузиасты могут собрать принтер даже у себя дома, но тем, кто не хочет сильно рисковать, можно порекомендовать выбрать или одну из самых популярных моделей, которые поддерживаются распространенным и доведённым до ума программным обеспечением (и при этом можно выбрать из десятков приложений). Если же покупка такого необычного агрегата у вас не стоит остро, можно попробовать подождать годик-другой, пока технология не разовьётся достаточно для того, чтобы унифицироваться по максимуму и избавиться от массы неудобных ограничений, которые свойственны ей сегодня.

В любом случае, будущее у технологии весьма радужное и применение она себе уже нашла: а в будущем сферы применения будут только шириться.

Только вот с печатью оружия разберутся.

Для чего предназначен 3D принтер

Отличием 3D технологии считается многофункциональность. Использоваться 3D принтер, печатающий металлом, может любителями, а также профессионалами.

Спектр применения очень разнообразен:

изготовление металлических предметов сложнейших форм;
имитация ковки с использованием дополнительных устройств и др.

Промышленные образцы 3D принтера для печати металлом справятся легко даже с созданием ракетных двигателей, которые от оригинала практически невозможно отличить. Это подтверждает, что пригодна данная технология для изготовления на принтере всевозможных форм и габаритов металлических предметов.

Технологии трехмерной печати

Какие еще технологии печати на 3D-принтере можно выделить?

Технология SLA получила наиболее широкое распространение благодаря высокой скорости печати. Изготовление модели на таком принтере происходит с помощью лазера: луч направляется на фотополимер, и тот затвердевает. Полупрозрачный материал после этого легко поддается окрашиванию и склеиванию.
Технология SLS происходит путем спекания порошковых реагентов с помощью того же самого лазерного луча. Отличительной особенностью этого метода является возможность использования как пластмассовых, так и металлических материалов в процессе производства.
Технология DLP самая молодая на рынке. 3D-принтеры с подобным методом печати довольно компактны и используют свет для формирования нужной конструкции.
Технология EBM используется для печати металлом. Для создания трехмерных объектов в подобных промышленных 3D-принтерах используется электронно-лучевая плавка. Металл не очень эффективен для создания мелких деталей с точными формами. Поэтому в EBM-принтерах используется металлоглина, которая сочетает пластичность глины и твердость металла. 3D-принтер по металлу позволяет изготавливать не только стандартные модели и вещи, но и части серьезных конструкций: самолетов и кораблей.
Технология НРМ (FDM) HPM позволяет изготавливать не имеющие на данный момент аналогов модели, которые обладают исключительными характеристиками. 3D-принтеры с этой технологией просты в обслуживании, компактны и пригодны для использования в любом месте: от производства до офиса.
«Ручная» печать популярна не меньше, чем объемные трехмерные модели принтеров. Представляет такое устройство собой ручку, с помощью которой вы как бы «рисуете» 3D-объект. «Ручки» используют технологии, подобные полноценным 3D-принтерам: выплавляемый материал выделяется из наконечника. При должной сноровке можно создавать довольно точные модели и фигурки.

Широкий ассортимент трехмерных принтеров позволяет подобрать устройство конкретно под вашу цель и бюджет.

Где взять 3D модели

Найти трехмерные модели необходимых деталей можно в свободном доступе в интернете. Многие файлы могут быть заражены вирусами, поэтому следует выполнить проверку сайта перед их скачиванием. Кроме того, в интернете имеются только самые ходовые схемы. Они не всегда выполнены в высоком качестве, и могут не подойти для нужных целей.

Чтобы создать нужную трехмерную модель, специалистам может потребоваться:

чертеж, эскиз или фотография примера заготовки, которую хочет получить заказчик;
точные габариты изделия;
разрезы детали (если она имеет сложную форму).

Если предоставляются изображения, необходимо сделать как можно больше фотографий с разных ракурсов. Так профессионалам будет проще разобраться, что именно необходимо изготовить.

Для самостоятельной работы потребуется специальная программа. Рекомендуется первоначально поработать с двухмерной графикой, если опыт в этой сфере отсутствует. Ранее перечисленные программы доступны в бесплатном доступе в интернете.

Трехмерным моделированием производятся файлы, которые могут сохраняться в разных форматах. Для ее преобразования в программу используется САМ-система. Она превратит файл в программу, с которой сможет взаимодействовать станочный прибор с ЧПУ. При загрузке программы прописываются размеры, которые должна иметь заготовка, и другая дополнительная информация, необходимая для системы.

Этапы создания объектов на 3Д принтерах

Начинается изготовление с разработки виртуального шаблона на компьютере, для чего пользуются специальной программой;
На втором шаге, шаблон обрабатывается программой, разделяющей его на тонкие слои;
Затем, приходит очередь технической части устройства, благодаря чему из композитного порошка создается масса для послойного изготовления нужного объекта;
Масса распределяется по рабочей поверхности осью принтера (по мере того, как ею заполняется камера);
Поочередно формируются слои, на каждый из которых накладывается головкой клеевой слой;
Повторяется процесс до тех пор, пока предмет, заложенный программой, не будет готов.

Технологии, способы реализации, используемые материалы могут быть различными.

90-е годы

В1992 году Карл Декард разработал первый в мире принтер для селективного лазерного спекания (SLS) . (Однако только в 2006 году принтеры SLS стали коммерчески жизнеспособными). В 1996 году начался процесс коммерциализации ColorJet Printing (CJP ) 3D Systems .

DTM Sinterstation 2000 — первый промышленный принтер SLS

В 90-е годы ученые пытались решать серьезные проблемы в области здравоохранения. И только в 1999 году был создан первый орган напечатанный на 3D-принтере (человеческий мочевой пузырь). Другие же разработки включали в себя изготовление функциональной миниатюрной почки , протеза ноги и биопечать первых кровеносных сосудов с использованием только человеческих клеток. Перенесемся в наши дни: 3D-печать является неотъемлемой частью производства медицинского оборудования (протезы конечностей, зубные протезы и т.д.). В операционных залах будущего может появиться 3D-принтер для печати костных тканей.

Ухо, напечатанное на 3D-принтере

Настоящее: сферы применения 3D-печати

Медицина

Одно из самых быстроразвивающихся направлений 3D-печати – медицина. В 2011 году произошел триумф в регенеративной медицине: принтер, заправленный биогелем со стволовыми клетками, «напечатал» за 3 часа человеческую почку. Хотя до трансплантации органов ещё далеко, ученые уже сейчас разрабатывают технологии для пересадки выращенных с помощью 3D-печати кровеносных сосудов, органов брюшной полости, кожи.

Сегодня во всём мире, в том числе и в России, успешно имплантируются напечатанные на 3D-принтере элементы человеческого скелета – кости, суставы, зубы. В НИИ травматологии и ортопедии Санкт-Петербурга благополучно применяют эндопротезирование утраченных конечностей и суставов, а в Новосибирском НИИ им. Н.Я. Цивьяна проводят операции по замещению черепных костей с помощью аддитивных технологий, возвращая к полноценной жизни детей и взрослых.

Строительство

Строительство с помощью 3D-печати составляет серьёзную конкуренцию традиционным подходам. Объединенные Арабские Эмираты, Тайланд, Китай и Россия уже сегодня используют современные мобильные принтеры для печати домов прямо на месте их расположения.

Метод печати тот же, что и в других сферах применения, – послойное экструдирование (производство путем продавливания вязкого материала через формующие отверстия). В качестве материала используются цемент, строительный мусор, бывшие в употреблении стройматериалы, стекловолокно и др. Технология работает по принципу строительного крана, возводящего стены из смеси бетона и связующих материалов.

Если говорить о рациональности данного метода строительства, то стоимость материалов и время работы в разы ниже, а отсутствие прорабов и бригад сокращает финансовые затраты на человеческий труд. Более того, данная технология обеспечивает жильем людей с крайне низким уровнем дохода.

Трудно переоценить перспективы быстрого возведения экономичного жилья оригинальных архитектурных форм как в перенаселенных городах, так и в труднодоступных уголках планеты.

Быт

Принтеры с технологией 3D-печати постепенно осваивают сферы производства продуктов питания, одежды, обуви, уникальных сувениров, игрушек, мебели – всего того, что используют люди в повседневной жизни.

Для печати бытовой продукции широкого спектра человеку понадобится лишь принтер и различные материалы к нему.

Пищевой 3D-принтер заправляется картриджами с ингредиентами и готовит самые изысканные многокомпонентные блюда по рецептам, хранящимся на карте памяти.

Одежда и обувь, напечатанные на 3D-принтере, уже демонстрировались на показах мод. Совсем скоро можно будет покупать выкройки и печатать себе платья и джинсы, не выходя из дома. К готовому изделию можно напечатать уникальные декоративные дополнения, чтобы придать индивидуальность фабричному продукту.

Примеры домов, построенных с применением 3D-печати

Ещё раз, давайте полюбуемся на причудливые строения, созданные искусственным интеллектом. Вполне вероятно, что подобные строения прочно войдут в нашу жизнь. А также посмотрим, как работают самые трудолюбивые каменщики в мире.

1 из 8

А если у вас идеи, как можно использовать 3D-печать в строительстве, расскажите об этом другим читателям нашего онлайн журнала Homius.ru.

Watch this video on YouTube

Предыдущая Новинки рынкаИзысканно и шикарно: как использовать обожженное дерево в интерьере
Следующая Новинки рынкаКрепче стали: почему выгодно использовать стеклопластиковую арматуру вместо традиционной

Поддерживающие материалы

Это вторые по важности расходные элементы после материалов для печати. Они нужны для создания опорных конструкций для сложнодетализированных моделей, в которых предусмотрен промежуток между слоями. Есть несколько видов поддерживающих материалов: — Легкоплавкие

Как правило, это вещества из воска или геля. Их можно легко удалять из объекта после создания, а также использовать повторно. — Вымываемые или растворимые. Это пластиковые или гелеобразные субстанции, которые растворяются в воде или химическом составе. Они хороши для создания сложных изделий с множеством внутренних пустот, а готовая модель после очистки от «поддержки» не нуждается в обработке. — Удаляемые механически. Как правило, изготавливаются из тех же веществ, что и материалы для печати, только в менее концентрированном виде. Они дешевле остальных видов «поддержки», но менее удобны. После модель необходимо отшлифовывать

Есть несколько видов поддерживающих материалов: — Легкоплавкие. Как правило, это вещества из воска или геля. Их можно легко удалять из объекта после создания, а также использовать повторно. — Вымываемые или растворимые. Это пластиковые или гелеобразные субстанции, которые растворяются в воде или химическом составе. Они хороши для создания сложных изделий с множеством внутренних пустот, а готовая модель после очистки от «поддержки» не нуждается в обработке. — Удаляемые механически. Как правило, изготавливаются из тех же веществ, что и материалы для печати, только в менее концентрированном виде. Они дешевле остальных видов «поддержки», но менее удобны. После модель необходимо отшлифовывать.

Украшения

А как насчет ненастоящего оружия? Такой вариант законом разрешен и вполне доступен даже на бытовых 3D-принтерах. Причем не только оружия, но и всевозможных доспехов, украшений и аксессуаров. Фанаты косплея создают самые красочные примеры, иллюстрирующие возможности 3D-печати – от светящихся «плазменных» мечей из популярной игры Halo до полноценных костюмов штурмовиков из «Звездных войн».

Зачем золото, когда есть такое?

Собственно, основатель компании MakerBot Бри Петтис продемонстрировал возможность 3D-печати крупногабаритных изделий с помощью 3D-принтера Replicator Z18 самым наглядным образом – надев напечатанный целиком шлем на голову перед аудиторией восторженных печатников.

Но с помощью 3D-печати можно создавать не только игрушечные украшения, но и самые настоящие. Ювелиры по всему миру все чаще прибегают к 3D-моделированию и печати заготовок, на основе которых изготавливаются формы для отливки украшений из драгоценных металлов. Для подобных проектов используются высокоточные стереолитографические принтеры, печатающие смолами, отвердевающими под воздействием лазеров или световых проекторов.