Впервые идею печати объемных предметов путем наложения отдельных слоев впервые удалось реализовать специалисту Хидео Кодаме (Япония). В рамках работы ему приходилось активно заниматься прототипированием, что занимало достаточно много времени. В начале 1980-х годов разработчику удалось воплотить свои идеи в реальность и представить первый рабочий образец 3D-принтера.
Процесс, который получил название стереолитография, сильно отличался от работы современных принтеров. В качестве рабочего вещества использовалась плавкая смола, после нанесения очередного слоя материал закреплялся при помощи ультрафиолета.
Процесс занимал очень много времени, были проблемы с точностью нанесения. Американцы продолжили развивать данную идею, но решили использовать другой подход. Для печати использовался порошок полимера, который расплавлялся при помощи лазера.
Новая технология активно развивалась, специалисты искали новые способы формирования конечной фигуры. Точность и скорость печати постепенно увеличивались на фоне постепенного снижения цены. В настоящее время такие устройства доступны для рядовых потребителей.
3D-принтеры в медицине
Это одна из сфер, в которой 3D-печать используется наиболее активно. При этом дело уже не ограничивается созданием искусственных имплантатов и суставов – печать используется в гораздо более сложных направлениях.
К примеру, в США запущено пробное производство лекарств Spritam (от эпилепсии), в рамках которого таблетки с нужным составом печатаются на 3D-принтере. Нужный химический состав формируется при помощи набора непосредственно в процессе печати.
Такой подход позволяет решить проблему доставки редких или скоропортящихся лекарств. Нужный состав можно быстро получить на месте по мере необходимости.
Многие идеи пока не вышли из разряда фантастики, но работа в этом направлении ведется. К примеру, специалисты уверены, что в дальнейшем принтеры можно будет использовать для наращивания кожи в местах повреждения.
Печать в промышленности
Сложность развития данной сферы заключается в том, что для многих задач необходимо создавать собственные уникальные устройства. Для промышленности это огромные системы, способные формировать из металла сложные детали. К примеру, ранее в России продемонстрировали тестовый вертолетный двигатель ВК-1600В, почти 10% деталей были созданы при помощи 3D-принтера.
В некоторых странах печать используется в массовом производстве. Например, в самолетах Airbus A350 уже используется более тысячи распечатанных деталей. В космическом корабле Crew Dragon камеры сгорания резервных двигателей также печатаются на специальном принтере.
Собственный принтер недавно появился и на МКС. Его уже используют для мелкого ремонта на станции, также специалисты изучают особенности печати в условиях низкой гравитации. Доставка деталей с земли стоит достаточно дорого и занимает много времени, поэтому принтер позволяет заметно оптимизировать работу.
В промышленных масштабах технологию печати используют во многих сферах. Это могут быть автомобильные бампера, крылья, несущие конструкции, различные элементы в аэронавтике и многое другое.
Строительство домов
Идея масштабировать процесс печати до создания готовых жилых помещений появилась достаточно давно. При этом основные элементы для создания таких конструкций уже есть, в качестве рабочего вещества можно использовать жидкий бетон с нужными характеристиками. В разных странах мира уже достаточно много домов, созданных по данной технологии, есть удачные проекты и на территории РФ.
Плюсов достаточно много. Количество отходов минимально, обеспечивается высокое качество и скорость работы. При этом развертывание и обслуживание установки не требует значительных усилий и специальных навыков.
Пищевая промышленность
Идея использовать вместо обычного пластика съедобные материалы появилась еще на заре развития принтеров. Работа велась достаточно активно, но первый промышленный пищевой принтер Cornucopia появился только в 2010 году. Она позволял послойно печатать самые разные блюда. Основное его назначение – печать блинчиков с разными начинками.
В настоящее время он уже не пользуется популярностью, однако на его основе выпущено достаточно много аналогичных устройств. При этом их функционал гораздо шире – их можно использовать для создания десертов, батончиков, пиццы с нужным составом и так далее. К примеру, хорошо принтер подходит для создания пиццы – достаточно подготовить нужные ингредиенты.
Образно говоря, к пищевым принтерам можно отнести даже автомат для выдавливания мягкого мороженного или обычный кулинарный шприц.
Однако пока нет предпосылок, что 3D-печать в строительстве или космосе стала массовой, скорее это этап тестирования в реальных условиях.
Пока технологии достаточно развита в повседневном быту. Тут все зависит от фантазии пользователя – чехлы для смартфонов, фурнитура для мебели, элементы декора, корпуса для самодельных устройств и так далее. К примеру, принтеры активно используют ювелиры для создания грубого прототипа, на основе которого создается конечная модель из нужного материала.
Дальнейшее развитие 3D-принтеров
Эксперты уверены, что на определенном этапе развития на принтере можно будет печатать любые предметы, используя для этого разные материалы. Однако до такой масштабной эффективности пока далеко.
Принцип работы пока слишком прост – для создания предметов используются готовые материалы, которые расплавляются и послойно наносятся для формирования нужной фигуры. И пока даже теоретически не существует технологии, которая бы позволила создавать предметы на молекулярном уровне, комбинируя нужные химические элементы.
Добавить комментарий