Эй-принтер и трехмерная печать

Эй-принтер и трехмерная печать

Современный мир невозможно представить без информационных технологий. Они все глубже проникают в нашу жизнь, захватывая все больше и больше наук - ин-форматику, математику, физику. Повсеместно используемые - в образовании, бизнесе, развлечениях - информационные технологии совершенствуются. Информационное общество нуждается в новейших разработках, альтернативе прошлому веку. На помощь приходят 3D-технологии. Все чаще их можно встретить в печати, телевизорах, принтерах. На сегодняшний день выдающимся изобретением является 3D - принтер. В зарубежной литературе данный тип устройств также именуют фабберами, а процесс трехмерной печати - быстрым прототипированием. По данным статистики в мире насчитывается свыше 1000 самых различных 3D-принтеров, и их количество стремительно растет. Некоторые модели имеют важное значение в различных областях - начиная от военной, заканчивая аэрокосмической.

Идея автоматического формирования трехмерного твердотельного объекта впервые была реализована еще в 18-м веке. Позднее по тому же принципу было создано несколько машин, способных вырезать, выпиливать, дробить или удалять из заготовки ненужный материал. В последние годы этот подход распространился и в область микроминиатюрных технологий. Так, фирма Revise разработала процесс трехмерной инверсной стереолитографии, основанный на лазерном микрохимическом травлении исходного материала. Суть процесса состоит в плавлении микроскопической области материала с помощью узкосфокусированного лазерного пучка (мощностью 8-10 Вт) в присутствии газообразного химического реагента. Подаваемый под высоким дав-лением газ - реагент образует с расплавленным материалом устойчивое химическое соединение, которое удаляется из зоны реакции. Благодаря уникальным теплопроводным свойствам кремния размер его расплавленной области может составлять несколько кубических микрон, при этом его кристаллическая решетка не изменяется. Более продвинутый подход - аддитивное прототипирование, при котором формообразующая жидкость, листовой или мелкодисперсный порошковый материал последовательно фиксируются на локальных участках и уровнях синтезируемого объекта, выстраивая его область за областью.

Сегодня фабберы реализуют свыше 30 различных процессов аддитивного прототипирования, среди которых наиболее успешно проработаны следующие:

стереолитография:

сплавляющее экструдерное осаждение;

баллистическое осаждение частиц;

многослойное изготовление объектов;

селективное лазерное спекание.

Стереолитография - самая известная технология трехмерной печати. Фаббер состоит из четырех основных блоков: процессора построения сечений, управляющего процессора, камера синтеза и лазерного блока. Процессор построения сечений преобразует данные файлы модели на стандартном языке высокого уровня STL, используе-мого в большинстве фабберов, в данные совокупности послойных сечений с заданным шагом, помещаемые в SLI-файл. По данным этого файла управляющий процессор на протяжение всего процесса синтеза контролирует перемещения механических узлов фаббера. Во всех разновидностях трехмерной печати финальный продукт получается путем послойного наращивания твердого материала в трехмерном пространстве. До-ступность и возможность применения различных материалов позволяют проводить самые неожиданные эксперименты. 3D-принтеры применяются в медицине при протезировании и производстве имплантатов, в строительстве зданий и сооружений, в создании компонентов оружия, производстве корпусов экспериментальной техники, в компьютерных гаджетах и многое другое. Этот симбиоз завоевывает все большее место в искусстве. Так, на выставке 3D Print Show 2012, прошедшей в Лондоне, демонстрировались самые невероятные экспонаты, полученные в результате 3D печати: от необычайных музыкальных инструментов до удивительных решений мебели. По словам британских дизайнеров, 3D - печать развивается для создания дизайна офисов под самые различные исторические эпохи и для воспроизведения точной обстановки из фантастических фильмов. Некоторые модели могут распечатывать часть собственных деталей. Важнейшими источниками вдохновения для 3D принтеров остаются запасы энергии и универсальное сырье для производства вещей. Так же существует отрасль, где 3D - печать сможет полностью реализовать свои возможности - это пищевая промышленность. Уже существуют принтеры, способные приготовить фаст - фуд. Но самый большой потенциал имеет кондитерское производство. Форма изделий легко задается параметрами, что позволяет делать конфеты в виде любых фигур и животных. Модели для принтеров создаются специалистами за большое количество времени, но сейчас, со стремительным становлением и совершенствованием коммуникаций, шаблоны стали доступны каждому. Создание моделей для печати на принтере - современный метод разработок и проектирования. Программные пакеты, позволяющие создавать трехмерную графику, то есть моделировать объект виртуальной реальности и создавать на основе этих моделей изображения, очень разнообразны и многие являются свободными. Открытое программное обеспечение для 3D - моделирования доступно для всех основных операционных систем. Как и любая новая технология, 3D - печать дает возможность легче реализовать свой творческий потенциал любому человеку независимо от его наклонностей. Так же на быстрый рост спроса трехмерной печати влияют такие факторы, как инновационные технологии, широкий выбор материалов, начиная от полимеров заканчивая живой тканью, государственное финансирование, новое законодательство, поддерживающее развитие технологий.

Работы по снижению стоимости расходных материалов, расширению их спектра, устранению токсичности процессов прототипирования, созданию рынка виртуаль-ных моделей дают все основания полагать, что человечеству удастся воплотить в жизнь немыслимое, реализовав в условиях дома непосредственное производство. Фабберный этап развития средств производства в корне изменит представление о вещах, открывая путь не только к совершенствованию форм и методов вооруженной борьбы, но и к гармонизации в целом потребительских стандартов нынешней цивилизации.

ЛИТЕРАТУРА

Слюсар В И Фаббер-технологии. Новое средство трехмерного моделирования. Электроника: наука, технология, бизнес. -2003. -№5. С.54-60.

Библиофонд Перспективы развития 3D- технологий [www.bibliofond.ru]

Инновации в машиностроении

УДК 677.051.163

Количество показов: 776