3D-принтер: что это такое и как он работает
Современные цифровые технологии настолько шагнули вперед, что о таких возможностях наши предки могли лишь писать фантастические рассказы. Хоть мы чаще всего считаем такие вещи повседневными и обыденными, однако это результат долгих, упорных исследований и экспериментов. Самая простая ситуация, которая наиболее точно отразит прогресс: вам от бабушки досталась уникальная шкатулка с необычным рисунком, которая по неосторожности была разбита.
Купить такую уже не представляется возможным, но и прощаться с любимой вещью не хочется. Однако, достав подобный каркас и имея дома 3d принтер, с помощью несложных работ можно полностью воссоздать любимое изделие. Это стало возможным благодаря трехмерной печати, которая активно входит в обычную жизнь и становится неотъемлемой ее частью для многих пользователей. Для некоторых это становится еще и средством дополнительного дохода или возможностью реализовать свои творческие идеи.
Что представляет собой 3d принтер?
Это устройство, которое создает изображения в трехмерном измерении, передавая их послойно с использованием цифровой трехмерной модели. Основой для создания рисунка являются несколько видов пластика, однако сегодня производители начинают активно добавлять новые компоненты для еще более реалистичной передачи образа.
Внешне домашний 3d принтер напоминает обычный принтер, в который встроены металлические направляющие, а осуществляет печать экструдер или лазер. Применяют его для воспроизведения сложных изображений и форм, деталей и фрагментов, таких, которые распечатать с помощью обычного МВФ практически нереально.
Какая технология печати применяется?
Первые идеи по трехмерной печати стали появляться еще в 80-х годах. Именно в тот период времени был создан стереолитограф, который создавал объекты с помощью специального фотополимерного пластика. Технология разработана на основе свойств фотополимеров - под действием лазера он застывает и приобретает твердую форму пластика. Именно эти свойства и стали основой для будущего принтера: лазер лучом прорисовывает каждый пиксель рисунка, создавая его из жидкого вещества, которое, застыв, становится твердым элементом объекта.
Второй технологией, которую применяют не менее активно, чем первую, стала технология под названием "лазерное спекание". Материал, который применяется - порошок легкоплавкого пластика. Под действием лазера пластик плавится, становится эластичным, а затем спекается в единую массу. Чтобы пластик под действием температуры лазера не воспламенился или не окислился, в камеру, где проводятся работы, добавляют азот (инертный газ).
Работа 3d принтера происходит таким образом: рабочий элемент - головка-экструдер плавит пластиковую нить, которой заправляется принтер. Далее расплавленный элемент подается через сопло, а затем достаточно быстро застывает при комнатной температуре.
Специальных условий для работы, как для промышленных технологий, не требуется. При этом затраты на создание объектов невысокие - всего 50-60 долларов за 1 кг пластика, которого хватает надолго, что делает принтер еще доступнее для домашнего пользования.
Возможности, которые открывает 3d принтер
Благодаря прогрессу, уже сегодня можно печатать не просто банальные футболки с трехмерным изображением, а создавать сложные трехмерные проекционные модели зданий с точностью передачи в 100 микрон. Особенно актуальны они для научных институтов, ведь теперь можно не только делать прототип, а и прикасаться к нему в проводимых исследованиях. Ювелиры также оценили новинку - благодаря принтерам нового поколения создавать отливочные формы для самых замысловатых изделий не составляет труда. А вот у археологов появилась возможность не просто зарисовывать возможную проекцию найденного элемента, а практически воссоздавать его точный вид.
Мечта ученых, которая вполне может стать былью - создание "пищевых принтеров", которые из доступных белков и углеводов смогут производить настоящие продукты питания, и воссоздание человеческих органов, что особенно актуально для людей, которые не могут найти доноров. Причем уже сегодня практикуется печать межпозвоночных дисков и стволовых клеток. Так что все, что наши предки считали фантастикой, а сейчас частично мы видим в кино, вполне реально скоро станет нашей обыденностью, которая сделает жизнь проще и легче.